Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для твердой фазы хрома-водорода см. Гидрид хрома .
Гидрид хрома
Молекула CrH.jpg
Палка и шариковая модель молекулы гидрида хрома
Имена
Другие имена

Хромгидрид моногидрида хрома
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ChemSpider
Характеристики
CrH
Молярная масса53,0040 г / моль
ВнешностьБесцветный газ
Родственные соединения
Родственные соединения
Гидрид железа (I)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Гидрид хрома (I) , систематически называемый гидридом хрома , представляет собой неорганическое соединение с химической формулой (CrH).
п(также записывается как ([CrH])
пили CrH). Это происходит в естественных условиях у некоторых звезд, где оно было обнаружено по его спектру. Однако молекулярный гидрид хрома (I) с формулой CrH был выделен в твердых газовых матрицах. Молекулярный гидрид очень реактивен. Как таковое соединение недостаточно хорошо охарактеризовано, хотя многие из его свойств были рассчитаны с помощью компьютерной химии .

Молекулярные формы [ править ]

AG Gaydon впервые создал газ CrH с помощью электрической дуги между хромовыми электродами в водородном воздушном пламени. [1] CrH может образовываться в результате реакции пара металлического хрома, создаваемого электрическим разрядом в присутствии водорода. Электрический разряд разбивает молекулы H 2 на реактивные атомы H. Таким образом, реакция тогда протекает как Cr (g) + H → CrH. [2]

Другой метод получения CrH - это взаимодействие пара карбонила хрома (Cr (CO) 6 ) с атомарным водородом, генерируемым электрическим разрядом. [3]

Гидрид хрома также может быть образован путем реакции хрома с метаном в электрической дуге. При этом также образуются различные углеродные и водородные молекулы хрома, такие как CrCH 3 и CrCCH. [4] Также возможно улавливать CrH в твердую матрицу благородного газа аргона . Твердый аргон не реагирует с CrH и позволяет изучать реактивные молекулы, которые необходимо держать отдельно от других молекул. [5] Исследователи, которые производили захваченные молекулы CrH, также полагают, что они создали и захватили молекулы CrH 2 , основываясь на его спектре. [6]

Свойства [ править ]

При образовании в результате реакции с парами хрома в электрическом разряде газообразный гидрид хрома светится ярким голубовато-зеленым цветом. [2]

Основное электронное состояние CrH - 6 Σ + . [2] Внешняя электронная конфигурация - σ 2 σ 1 δ 2 π 2 . [2] Электрон σ 2 является связующим электроном с водородом, а другие электроны не спарены . Единственная часть молекулы с ядерным спином - это протон в водороде. Сверхтонкая структура спектральных линий очень тонкая. [2] контактный член Ферми , который измеряет сверхтонкое расщепление только -34,43 МГц, в то время как для атома водорода это1420,40575177 МГц . [2]

Дипольный момент молекулы является 3,864  Дебай . [2] [7]

Энергия диссоциации, необходимая для разрыва молекулы на два атома, составляет 2,118 эВ [7] или 1,93 эВ. [8]

Молекула CrH сильно парамагнитна. Он может иметь время жизни более 0,1 секунды, когда он захвачен 3 He, охлажденным до 0,650 К. [9]

Спектр [ править ]

Как и другие молекулы, молекула CrH может накапливать энергию несколькими способами. Во-первых, молекула может вращаться с атомом водорода, который кажется вращающимся вокруг атома хрома. Во-вторых, он может вибрировать, когда два атома отскакивают друг от друга. В-третьих, электроны могут переходить с одной атомной орбитали на другую в атоме хрома. Все это может происходить одновременно. Все многочисленные комбинации изменений приводят к множеству различных возможных изменений энергии. Каждое из этих изменений будет соответствовать частоте в поглощаемом электромагнитном спектре. Когда многие из этих частот объединяются в группу, возникает полоса поглощения.

Ультрафиолетовое спектральный диапазон между 360 и 370 нм был обнаружен в 1937 г. [1] 6 Σ + -X 6 Σ + переход наблюдается в типа звезд и солнечных пятен S , а также L типа коричневых карликов. [2] [10]

Субмиллиметр [ править ]

Изменения скорости вращения молекулы приводят к дальнему инфракрасному спектру. Переход N = 1 → 0 имеет линейные частоты 5/2 → 3/2 337,259145 ГГц, 5/2 → 7/2 362,617943 ГГц и 362,627794 ГГц и 5/2 → 5/2 396,541818 ГГц и 396,590874 ГГц. N = 2 → 1735 ГГц; N = 3 → 2 на 1,11 ТГц N = 4 → 3 на 1,47 ТГц [2]

Клеман и Улер наблюдали инфракрасный спектр и первыми отметили полосы поглощения. [2] [11]

Встречаемость в звездах [ править ]

Существование CrH в звездах было установлено только в 1980 г., когда были идентифицированы спектральные линии в звездах и пятнах S-типа . [4] CrH был открыт в коричневых карликах в 1999 году. Наряду с FeH , CrH стал полезным для классификации L-карликов . [4] Спектр CrH был идентифицирован в большом пятне в 1976 году, но линии гораздо менее заметны, чем FeH. [12]

Концентрация CrH в коричневых карликах типа L5 составляет 3 части на миллиард по сравнению с H, тогда как нормальное содержание хрома составляет 0,5 частей на миллион по сравнению с водородом. [2] У звезд S-типа в ближнем инфракрасном спектре появилась серия неизвестных линий. Они были названы полосами Кинана на основе спектра R Cyg . Одна из полос с головкой на 861,11 нм была идентифицирована как связанная с CrH. [13]

CrH используется для классификации коричневых карликов L-типа на подтипы от L0 до L8. Полоса поглощения CrH является диагностическим признаком звезд L-типа. Для подтипов коричневых карликов L-типа от L5 до L8 полоса CrH при 861,1 нм более заметна, чем полоса FeH при 869,2 нм, а для L4 эти две полосы одинаково сильны. Для звезд типа L0 линии TiO близки по силе к линиям CrH, а у L1 линии Ti0 немного слабее, чем CrH. От L1 до L3 полосы FeH сильнее, чем у CrH. [14]

Гидрид хрома (II) [ править ]

Родственное химическое соединение представляет собой более стабильный гидрид хрома (II) , идентифицированный Weltner et al. в 1979 г. с использованием матрицы из твердого аргона. [6] Это соединение подвержено димеризации в газовой фазе. Димер стабильнее мономера на 121 кДж моль -1 . [15] Гидрид хрома (II) является наиболее гидрированным классическим гидридом хрома в основном состоянии. [15] CrH 2, по прогнозам, будет изогнутым, а не линейным по форме. [16] Угол связи составляет 118 ± 5 °. [17] Постоянная силы растяжения составляет 1,64 мдин / Å. [17] В матрице инертного газа атомарный Cr реагирует с H 2.для получения дигидрида при его облучении ультрафиолетовым светом от 320 до 380 нм. [17] Номер CAS 13966-81-9. [18]

Неклассические гидриды [ править ]

Существуют и другие неклассические гидриды. Они включают молекулы дигидрогена в качестве лиганда, такие как CrH (H 2 ), CrH 2 (H 2 ), CrH 2 (H 2 ) 2 . [15] Неклассические гидриды образуются в результате реакции гидрида хрома (I) или хрома (II) с газообразным дигидрогеном с необязательным инертным газом. [15] Эксимер тригидрида хрома образуется, когда CrH 2 (H 2 ) подвергается воздействию зеленого или желтого света. [17]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Gaydon, AG; RWB Пирс (1937). «Полосный спектр гидрида хрома CrH». Природа . 140 (3533): 110. Bibcode : 1937Natur.140..110G . DOI : 10.1038 / 140110a0 . ISSN  0028-0836 .
  2. ^ a b c d e f g h i j k Halfen, DT; Л.М. Зюрис (10 августа 2004 г.). «Субмиллиметровый спектр CrH и CrD (X 6Σ +)» . Астрофизический журнал . Американское астрономическое общество. 611 (1): L65 – L68. Bibcode : 2004ApJ ... 611L..65H . DOI : 10.1086 / 423426 .
  3. ^ Коркери, Стивен М .; Джон М. Браун; Битон, Стюарт П .; Эвенсон, Кеннет М. (1991). «Молекулярные параметры гидрида хрома в его состоянии X 'Z +, определенные с помощью инфракрасной лазерной магнитно-резонансной спектроскопии» (PDF) . Журнал молекулярной спектроскопии . 149 (1): 257–273. Bibcode : 1991JMoSp.149..257C . DOI : 10.1016 / 0022-2852 (91) 90158-7 .
  4. ^ a b c Шин, Сэён; Дейл Дж. Бруг, 1 и Майкл Д. Морс; Морс, Майкл Д. (30 января 2005 г.). «Излучательное время жизни v = 0,1 уровней состояния A 6Σ + CrH». Астрофизический журнал . 618 (1): 407–411. Bibcode : 2005ApJ ... 619..407S . DOI : 10.1086 / 426468 .
  5. Перейти ↑ Porte, AL (1981). «Одивалентный хром» . В PB Ayscough (ред.). Электронный спиновой резонанс . Специализированные периодические отчеты. 6 . Королевское химическое общество. п. 91. ISBN 9780851868011.
  6. ^ а б Ван Зи, RJ; TC DeVore; В. Вельтнер (1979). «Молекулы CrH и CrH2: ЭПР и оптическая спектроскопия при 4 ° К». Журнал химической физики . 71 (5): 2051. Bibcode : 1979JChPh..71.2051V . DOI : 10.1063 / 1.438596 . ISSN 0021-9606 . 
  7. ^ a b Dai, DG; К. Баласубраманян (1993). «Спектроскопические свойства и кривые потенциальной энергии для 21 электронного состояния CrH». Журнал молекулярной спектроскопии . 161 (2): 455–465. Bibcode : 1993JMoSp.161..455D . DOI : 10,1006 / jmsp.1993.1251 . ISSN 0022-2852 . 
  8. ^ Чен, Ю-Мин; DE Clemmer; ПБ Арментраут (1993). «Газофазная термохимия VH и CrH». Журнал химической физики . 98 (6): 4929. Bibcode : 1993JChPh..98.4929C . DOI : 10.1063 / 1.464948 . ISSN 0021-9606 . 
  9. ^ Столл, Майкл; Йост Баккер; Тимоти Стеймле; Джерард Мейер; Ахим Петерс (2008). «Криогенная загрузка буферного газа и магнитный захват молекул CrH и MnH» (PDF) . Physical Review . 78 (3): 032707–032714. Bibcode : 2008PhRvA..78c2707S . DOI : 10.1103 / PhysRevA.78.032707 . hdl : 11858 / 00-001M-0000-0010-FBE4-0 . ISSN 1050-2947 .  
  10. ↑ S O'Connor (май 1969). «Предиссоциация в молекуле гидрида хрома». Журнал физики B: атомная и молекулярная физика . 2 (5): 541. Bibcode : 1969JPhB .... 2..541O . DOI : 10.1088 / 0022-3700 / 2/5/306 .
  11. ^ Клеман, Бенгт; Улла Улер (1959). «ПЕРЕХОД A6Σ – 6Σ В CrH». Канадский журнал физики . 37 (5): 537–549. Bibcode : 1959CaJPh..37..537K . DOI : 10.1139 / p59-061 . ISSN 0008-4204 . 
  12. ^ Engvold, O .; Х. Вель; Дж. В. Браулт (ноябрь 1980 г.). «Идентификация молекулы CrH в спектре солнечных пятен». Серия дополнений к астрономии и астрофизике . 42 : 209–213. Bibcode : 1980A & AS ... 42..209E .
  13. ^ Линдгрен, Б .; Г. Олофссон (апрель 1980 г.). «К проблеме идентификации инфракрасных« полос Кинана »в S-звездах». Астрономия и астрофизика . 84 (3): 300–303. Bibcode : 1980A&A .... 84..300L . полный текст доступен
  14. ^ Киркпатрик, Дж. Дэви; И. Нил Рид; Джеймс Либерт; Рок М. Катри; Брант Нельсон; Чарльз А. Бейхман; Конард К. Дан; Дэвид Г. Моне; Джон Э. Гизис; Майкл Ф. Скруцки (1999). «Карлики круче, чем« M »: определение спектрального типа« L »с использованием открытий из обзора всего неба размером 2 микрона (2MASS)» . Астрофизический журнал . 519 (2): 802–833. Bibcode : 1999ApJ ... 519..802K . DOI : 10.1086 / 307414 . ISSN 0004-637X . 
  15. ^ а б в г Ван, Сюэфэн; Эндрюс, Лестер (2003). «Гидриды хрома и дигидрогенные комплексы в твердом неоне, аргоне и водороде: матричные инфракрасные спектры и квантово-химические расчеты». Журнал физической химии . 107 (4): 570–578. Bibcode : 2003JPCA..107..570W . DOI : 10.1021 / jp026930h .
  16. ^ Deleeuw, Брэдли Дж .; Юкио Ямагути; Генри Ф. Шефер (1995). «Дигидрид хрома (CrH2): теоретические доказательства основного состояния bent5B2». Молекулярная физика . 84 (6): 1109–1126. Bibcode : 1995MolPh..84.1109D . DOI : 10.1080 / 00268979500100781 . ISSN 0026-8976 . 
  17. ^ а б в г Сяо, ZL; RH Hauge; JL Margrave (1992). «Реакции и фотохимия хрома и молибдена с молекулярным водородом при 12 К». Журнал физической химии . Американское химическое общество. 96 (2): 636–644. DOI : 10.1021 / j100181a024 . ISSN 0022-3654 . 
  18. ^ "CrH2" . NIST . Проверено 25 января 2013 года .