Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для византийского музыкального символа, используемого в Unicode, см. Византийские музыкальные символы .
Диаргон
Diargon-3D-vdW.png
Имена
Другие имена
димер аргона
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
Характеристики
Ар 2
Молярная масса79,896  г · моль -1
Внешностьпрозрачный газ
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Диаргон или димер аргона - это молекула, содержащая два атома аргона . Обычно они очень слабо связаны между собой силами Ван-дер-Ваальса ( молекула Ван-дер-Ваальса ). Однако в возбужденном или ионизированном состоянии эти два атома могут быть связаны друг с другом более прочно, со значительными спектральными особенностями. При криогенных температурах газообразный аргон может содержать несколько процентов молекул диаргона. [1]

Теория [ править ]

Энергия взаимодействия димера аргона

Два атома аргона притягиваются вместе силами Ван-дер-Ваальса, когда они находятся далеко друг от друга. Когда они близки, электростатические силы отталкивают их. Существует точка баланса, в которой сила Ван-дер-Ваальса совпадает с противодействующей силой отталкивания, где энергия минимальна и представлена ​​в виде впадины на графике зависимости энергии взаимодействия от расстояния. Это расстояние является основным состоянием невозбужденного димера аргона. В колеблющейся молекуле расстояние между атомами изменяется взад и вперед от одной стороны желоба к другой. Более быстрые вибрации поднимут состояние на более высокий уровень в энергетическом желобе. Если вибрация будет больше двух, молекула распадется. В вращающейся молекулы , тоцентробежная сила раздвигает атомы, но сила притяжения все же может быть преодолена. Но если вращение слишком велико, атомы распадаются.

Свойства [ править ]

Энергия ионизации нейтральной молекулы составляет 14,4558 эВ (или 116593 см -1 ). [2]

Энергия диссоциации нейтрального Ar 2 в основном состоянии составляет 98,7 см -1 [3], что в сотни раз меньше, чем у типичных молекул. [1] Энергия диссоциации Ar 2 + составляет 1,3144 эВ или 10601 см -1 . [4]

Молекула Ar 2 может находиться в нескольких различных колебательных и вращательных состояниях. Если молекула не вращается, существует восемь различных колебательных состояний. Но если молекула вращается быстро, вибрация с большей вероятностью разнесет ее на части, а на 30-м уровне вращения есть только два стабильных и одно метастабильное состояние вибрации. В совокупности есть 170 различных стабильных возможностей. В метастабильных состояниях энергия будет высвобождаться, если молекула распадется на два отдельных атома, но для преодоления притяжения между атомами требуется некоторая дополнительная энергия. Квантовое туннелирование может привести к распаду молекулы без дополнительной энергии. Однако это требует времени, которое может варьироваться от 10 −11секунды до нескольких столетий. [1] Молекулы, сталкивающиеся друг с другом, также приводят к распаду молекул Ван-дер-Ваальса. В стандартных условиях это занимает всего около 100 пикосекунд . [1]

Возбужденные состояния [ править ]

Нейтральный [ править ]

99,6% изотопов аргона составляют 40 Ar, поэтому спектр, наблюдаемый в димере природного аргона, будет обусловлен изотопомером 40 Ar 40 Ar . [5] В следующей таблице перечислены различные возбужденные состояния. [6]

ПараметрТ еω eω e x eω e y eB eα eγ eD eβ er eν 00R e  Åссылка
ЧАС112033,9
грамм110930,9
F 0+
г		108492,2
E107330
D106029,5
С 0+
г		95050,7
В 1 Σ u + 0+
г		93241,26
A 3 Σ 2u + 1 u92393,3
Х 1 Σ g +31,923,310,110,0600,00476,93.8[1] [5]

Катион [ править ]

ПараметррасставатьсяТ еω eω e x eω e y eB eα eγ eD eβ er eν 00R e  Åссылка
D 2 Σ 1 / 2u +Ar 1 S 0 + Ar + 2 P 1/2
C 2 Π 1 / 2uAr 1 S 0 + Ar + 2 P 1/2128 00458,91.4622 см -1[7]
B 2 Π 1 / 2гАр 1 S 0 + Ar + 2 P 3/2
C 2 Π 3 / 2uАр 1 S 0 + Ar + 2 P 3/2126884311 см -1[7]
В 2 Π 3 / 2g +Ар 1 S 0 + Ar + 2 P 3/20,104 эВ[3]
А 2 Σ 1 / 2u +Ар 1 S 0 + Ar + 2 P 3/2116591307,02,05622 см -1 ? 1,361 эВ[3] [4] [7]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e Юинг, Джордж Э. (июнь 1975 г.). «Структура и свойства молекул Ван-дер-Ваальса». Счета химических исследований . 8 (6): 185–192. DOI : 10.1021 / ar50090a001 .
  2. ^ Демер, PM; Пратт, СТ (15 января 1982 г.). «Фотоионизация кластеров аргона». Журнал химической физики . 76 (2): 843–853. Bibcode : 1982JChPh..76..843D . DOI : 10.1063 / 1.443056 .
  3. ^ a b c Pradeep, T .; Niu, B .; Ширли, Д.А. (апрель 1993 г.). "Пересмотр фотоэлектронной спектроскопии димеров инертных газов: Колебательно-разрешенный фотоэлектронный спектр димера аргона" (PDF) . Журнал химической физики . 98 (7): 5269–5275. Bibcode : 1993JChPh..98.5269P . DOI : 10.1063 / 1.464926 .
  4. ^ a b Signorell, R .; Wüest, A .; Меркт Ф. (22 декабря 1997 г.). «Первый адиабатический потенциал ионизации Ar2». Журнал химической физики . 107 (24): 10819–10822. Bibcode : 1997JChPh.10710819S . DOI : 10.1063 / 1.474199 .
  5. ^ a b Докен, Кейт К .; Шафер, Труди П. (июнь 1973 г.). «Спектроскопическая информация об основном состоянии Ar2, Kr2 и Xe2 из межатомных потенциалов». Журнал молекулярной спектроскопии . 46 (3): 454–459. Bibcode : 1973JMoSp..46..454D . DOI : 10.1016 / 0022-2852 (73) 90057-X .
  6. ^ "Димер аргона" . Стандартная справочная база данных NIST 69: Интернет-книга по химии NIST . Проверено 19 февраля 2018 .
  7. ^ a b c Синьорелл, Р .; Меркт Ф. (8 декабря 1998 г.). «Первые электронные состояния Ar2 + изучены с помощью фотоэлектронной спектроскопии высокого разрешения». Журнал химической физики . 109 (22): 9762–9771. Bibcode : 1998JChPh.109.9762S . DOI : 10.1063 / 1.477646 .

Дополнительные ссылки [ править ]

  • Парсон, JM; Сиска, ЧП; Ли Ю.Т., Межмолекулярные потенциалы из измерений дифференциального упругого рассеяния с перекрестными пучками. IV. Ar + Ar, J. Chem. Физ., 1972, 56, 1511.
  • LeRoy, RJ, Улучшенная спектроскопическая энергия диссоциации для основного состояния Ar2, J. Chem. Физ., 1972, 57, 573.
  • Настоящее, RD, Диаметр столкновения и глубина ямы взаимодействия Ar-Ar, J. Chem. Физ., 1973, 58, 2659.
  • Уилкинсон П.Г. Спектр поглощения аргона в области 1070–1135 Å // Кан. J. Phys., 1968, 46, 315.
  • Tanaka, Y .; Йошино К. Спектр поглощения молекулы аргона в УФ-области вакуума // J. Chem. Физ., 1970, 53, 2012.
  • Колборн, EA; Дуглас, А.Е., Спектр и кривая потенциала основного состояния Ar2, J. Chem. Физ., 1976, 65, 1741.
  • Хаффман, RE; Larrabee, JC; Танака Ю. Редкие газовые континуальные источники света для фотоэлектрического сканирования в вакуумном ультрафиолете // Прикл. Опт., 1965, 4, 1581.
  • Уилкинсон П.Г. Механизм континуума излучения аргона в вакуумном ультрафиолете. Я могу. J. Phys., 1967, 45, 1715.
  • Танака Ю. Спектры непрерывного излучения инертных газов в вакуумной ультрафиолетовой области // Оптический журнал. Soc. Ам., 1955, 45, 710.
  • Стриклер, Т. Д.; Аракава, Е.Т., Оптическое излучение аргона, возбужденного альфа-частицами: исследования тушения, J. Chem. Физ., 1964, 41, 1783.
  • Верховцева Е.Т .; Фогель, Я.М .; Осыка В.С. О непрерывных спектрах инертных газов в вакуум-ультрафиолетовой области, полученных с помощью газоструйного источника // Опт. Spectrosc. Англ. Пер., 1968, 25, 238, В оригинале 440.
  • Херст, GS; Bortner, TE; Стриклер Т.Д. Протонное возбуждение атома аргона // Физ. Мезомех. Ред., 1969, 178, 4.
  • Tanaka, Y .; Jursa, AS; ЛеБлан Ф.Дж., Спектры непрерывного излучения инертных газов в вакуумной ультрафиолетовой области. II. Неон и гелий, J. Opt. Soc. Am., 1958, 48, 304. Michaelson, RC; Смит А.Л. Потенциальные кривые из континуумов излучения. IV. Верхнее состояние вакуума uv contiua Ar2, J. Chem. Phys., 1974, 61, 2566. [все данные]
  • Морган, CE; Фроммхольд Л. Спектры комбинационного рассеяния ван-дер-ваальсовых димеров в аргоне // Физ. Мезомех. Rev. Lett., 1972, 29, 1053.
  • Фроммхольд, L .; Бейн, Р., Комментарии относительно "Рамановских спектров димеров Ван-дер-Ваальса в аргоне", J. Chem. Физ., 1975, 63, 1700.
  • Cavallini, M .; Gallinaro, G .; Meneghetti, L .; Scoles, G .; Вальбуса У. Радужное рассеяние и межмолекулярный потенциал аргона // Chem. Phys. Lett., 1970, 7, 303.
  • Barker, JA; Фишер, РА; Ваттс, RO, Жидкий аргон: Монте-Карло и расчеты молекулярной динамики, Мол. Физ., 1971, 21, 657.
  • Maitland, GC; Смит Е.Б. Межмолекулярный парный потенциал аргона // Молекуляр. Физ., 1971, 22, 861.
  • Настоящее, RD, Диаметр столкновения и глубина ямы взаимодействия Ar-Ar, J. Chem. Физ., 1973, 58, 2659.
  • Фотоионизация Ar2 с высоким разрешением. Журнал химической физики 76, 1263 (1982); https://doi.org/10.1063/1.443144 PM Демер
    • спектр от 800 до 850 Å
  • Кривая потенциальной энергии пары ab initio для пары атомов аргона и теплофизические свойства разбавленного газообразного аргона. II. Теплофизические свойства аргона низкой плотности Экхард Фогель, Бенджамин Йегер, Роберт Хеллманн и Эккард Бич Страницы 3335–3352 Опубликовано 7 октября 2010 г. https://doi.org/10.1080/00268976.2010.507557 (будем использовать формулу и рисовать график)
  • Точный ab initio потенциал для димера аргона, включая высокоотталкивающую область Конрад Патковски, Гарольд Мурдачаев, Ченг-Мин Фоу и Кшиштоф Шалевич Страницы 2031–2045 Принято 12 сентября 2004 г., опубликовано онлайн: 21 февраля 2007 г. https://doi.org/10.1080/00268970500130241
  • Спектр и кривая потенциала основного состояния Ar2 The Journal of Chemical Physics 65, 1741 (1976); https://doi.org/10.1063/1.433319 Э. А. Колборн и А. Э. Дуглас
  • Межмолекулярный парный потенциал аргона GC Maitland & EB Smith Страницы 861–868 | Поступило 27 октября 1971 г. https://doi.org/10.1080/00268977100103181 Molecular Physics An International Journal at the Interface Between Chemistry and Physics Volume 22, 1971 - Issue 5
  • Журнал химической физики> Том 61, выпуск 8 Интерпретация спектров комбинационного рассеяния ван-дер-ваальсовых димеров в аргоне The Journal of Chemical Physics 61, 2996 (1974); https://doi.org/10.1063/1.1682453 Лотар Фроммхолд
  • Том 23, выпуск 5, май 1980 г., страницы 499–502. Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения. О потенциальной функции Хульберта-Хиршфельдера для молекулы Ar2 Сводеш Кумар Гошаль; Санкар Сенгупта https://doi.org/10.1016/0022-4073(80)90052-7
  • Volume 71, Issue 4> 10.1063 / 1.438529 Спектр излучения димеров инертных газов в вакуумной УФ-области. II. Вращательный анализ системы полос I Ar2 The Journal of Chemical Physics 71, 1780 (1979); https://doi.org/10.1063/1.438529 DE Freeman, K. Yoshino, Y. Tanakam (1073,5–1081,5 Å)
  • Визуализация структуры димера, тримера и тетрамера аргона и неона B. Ulrich, A. Vredenborg, A. Malakzadeh †, L. Ph. H. Schmidt, T. Havermeier, M. Meckel †, K. Cole, M Смоларски ‡, З. Чанг, Т. Янке и Р. Дёрнер J. Phys. Chem. A, 2011, 115 (25), pp 6936–6941 DOI: 10.1021 / jp1121245 http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.661.7525&rep=rep1&type=pdf
  • Экспериментальные доказательства двух каналов распада при ионизации электронным ударом и фрагментации димера аргона Элиас Джаббур Аль Маалуф1, Сюэгуанг Рен2,3, Александр Дорн2 и Стефан Денифл. Журнал физики: серия конференций, том 635, Лептон - молекула и малое скопление http: // iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/635/7/072062/pdf
  • Рамановские исследования димеров аргона в сверхзвуковом расширении. I. Спектроскопия HP Godfried and Isaac F. Silvera Phys. Rev. A 27, 3008 - опубликовано 1 июня 1983 г. https://pure.uva.nl/ws/files/2168366/46711_214418y.pdf https://doi.org/10.1103/PhysRevA.27.3008
  • Наблюдение диссоциативной рекомбинации Ne + 2 и Ar + 2 непосредственно в основное состояние атомов продукта GB Ramos, M. Schlamkowitz, J. Sheldon, KA Hardy, and JR Peterson Phys. Rev. A 51, 2945 - опубликовано 1 апреля 1995 г. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.51.2945
  • Исследование диссоциативной рекомбинации Ar + 2 методом времяпролетной спектроскопии GB Ramos, M. Schlamkowitz, J. Sheldon, K. Hardy, and JR Peterson Phys. Rev. A 52, 4556 - опубликовано 1 декабря 1995 г. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.52.4556