Дирубидий - Dirubidium

Дирубидий

Идентификаторы
Количество CAS	25681-81-6 Y
3D модель (JSmol )	Интерактивное изображение
ChemSpider	4937536 Y
PubChem CID	6432277
ИнЧИ InChI = 1S / 2Rb Y Ключ: MQZGYYYBCTXEME-UHFFFAOYSA-N Y
Улыбки [Rb] [Rb]
Характеристики
Химическая формула	Руб.2
Молярная масса	170.9356 г · моль^−1
Опасности
Главный опасности	Легковоспламеняющийся
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Дирубидий это молекулярное вещество, содержащее два атома из рубидий содержится в парах рубидия. Дирубидий имеет два активных валентные электроны. Это изучается как теоретически, так и экспериментально.^[1] В тример рубидия также наблюдалось.

Синтез и свойства

Дирубидий образуется при охлаждении паров рубидия. Энтальпия образования (Δ_жЧАС^°) в газовой фазе составляет 113,29 кДж / моль.^[2] На практике печь, нагретая до 600-800 К с помощью сопла, может выделять пар, который конденсируется в димеры.^[3] Доля Rb₂ В парах рубидия меняется его плотность, которая зависит от температуры. При 200 ° парциальное давление Rb₂ составляет всего 0,4%, при 400 ° C он составляет 1,6% от давления, а при 677 ° C димер имеет 7,4% давления пара (13,8% по массе).^[4]

Димер рубидия образовался на поверхности нанокапли гелия когда два атома рубидия объединяются, чтобы дать димер:

Rb + Rb → Rb₂

Руб.₂ также был произведен в твердый гелий матрица под давлением.^[5]

Ультрахолодные атомы рубидия можно хранить в магнитооптическая ловушка а затем фотоассоциируются, образуя молекулы в возбужденном состоянии, колеблющиеся с такой высокой скоростью, что они едва держатся вместе.^[6] В ловушках с твердой матрицей Rb₂ может объединяться с атомами хозяина при возбуждении с образованием эксиплексы, например Rb₂(³Π_ты)Он₂ в твердой гелиевой матрице.^[7]

Ультрахолодные димеры рубидия производятся для наблюдения квантовых эффектов на четко определенных молекулах. Можно создать набор молекул, все вращающиеся на одной оси с самым низким колебательным уровнем.^[8]

Спектр

Дирубидий имеет несколько возбужденных состояний, и для переходов между этими уровнями возникают спектральные полосы в сочетании с колебаниями. Его можно изучить по линиям поглощения или по лазерная флуоресценция. Лазерная индуцированная флуоресценция может выявить время жизни возбужденных состояний.^[1]

В спектре поглощения паров рубидия Rb₂ имеет большое влияние. Отдельные атомы рубидия в паре вызывают линии в спектре, а димер вызывает появление более широких полос. Наиболее сильное поглощение между 640 и 730 нм делает пар почти непрозрачным в диапазоне от 670 до 700 нм, стирая дальний красный конец спектра. Это полоса, связанная с переходом X → B. В диапазоне от 430 до 460 нм наблюдается поглощающая способность в форме акульего плавника из-за переходов X → E. Еще один эффект акульего плавника около 475 нм с из-за переходов X → D. Также имеется небольшой горб с пиками на 601, 603 и 605,5 нм при переходах 1 → 3 триплета, связанный с диффузная серия. В ближнем инфракрасном диапазоне есть еще несколько небольших абсорбционных особенностей.^[9]

Также присутствует катион дирубидия, Rb₂⁺ с разными спектроскопическими свойствами.^[1]

Группы

Переход	Цвет	Известные колебательные полосы	Bandheads
A-X	инфракрасный
B-X	красный	4-0 5-0 6-0 7-0 8-0 9-0 10-0 11-0 6-1 7-1 8-1 9-2	14847.080 к 15162.002
C-X	синий
D-X	сине-фиолетовый
1-С	инфракрасный
С → 2	6800–8000 см^−1
1^1Δграмм-ИКС	Квадруполь 540 нм

Молекулярные константы возбужденных состояний

В следующей таблице приведены параметры для ⁸⁵Руб.⁸⁵Rb самый обычный для природного элемента.

Параметр	Те	ωе	ωеИксе	ωеуе	Bе	αе	γе	Dе	βе	ре	ν00	ре Å	ссылка
3^1Σграмм^+												5,4 Å	[10]
4^3^+ ты 5 с + 6 с
3^3Δты 5с + 4д
3^3Πты 5s + 6p	22 610.27	41.4											[11]
2^3Πты	19805.2	42.0			0.01841							4.6	[11]
1^3Σграмм 5p + 5s
1^3Σты 5p + 5s								слабый					[5]
1^3Πты 5p + 5s
2грамм	13029.29				0.01568							5.0	[12]
1грамм	13008.610				0.0158							5.05	[12]
0^− грамм	12980.840				0.0151							5.05	[6][12]
0^+ грамм внутренний	12979.282				0.015489							5.1	[12]
0^+ грамм внешний	13005.612				0.00478							9.2	[12]
0^+ ты													[6][12]
c^3Σты^+ (несвязанный) 5п^2п3/2													[13]
б^3Πты
б^3Π0u^+	9600.83	60.10										4,13157 Å	[14]
а^3Σты^+ метастабильный триплет													[6]
а^3Πты триплетное основное состояние													[6]
14^1Σграмм^+	30121.0	44.9			0.01166								пред[11]
13^1Σграмм^+	28 863.0	46.1			0.01673								пред[11]
12^1Σграмм^+	28 533.9	38.4			0.01656								пред[11]
11^1Σграмм^+	28 349.9	42.0			0.01721								пред[11]
10^1Σграмм^+	27 433.1	45.3			0.01491								пред[11]
9^1Σграмм^+	26 967.1	45.1			0.01768								пред[11]
8^1Σграмм^+	26 852.9	44.6			0.01724								пред[11]
7^1Σграмм^+	25 773.9	76.7			0.01158								пред[11]
6^1Σграмм^+	24 610.8	46.3			0.01800								пред[11]
11^1Σты^+	29 709.4	41.7			0.01623								пред[11]
10^1Σты^+	29 339.2	35.0			0.016 85								пред[11]
9^1Σты^+	28 689.9	43.6			0.01661								пред[11]
8^1Σты^+	28 147.3	51.5			0.01588								пред[11]
7^1Σты^+	27 716.8	44.5			0.01636								пред[11]
6^1Σты^+	26 935.8	49.6			0.01341								пред[11]
5^1Σты^+	26108.8	39			0.016 47							4.9	[11][15]
5^1Πты	26131											4.95	[15]
4^1Σты^+	24 800.8	10.7			0.00298								пред[11]
4^1Σграмм^+	20004.13	61.296			0.01643							[11]
3^1Σты^+ 5 с + 6 с	22 405.2	40.2			0.015 536								[11]
3^1Πты = D^1Πты 5s + 6p	22777.53	36.255			0.01837			5008.59				4,9 Å	[16]
2^1Σграмм^+	13601.58	31.4884	-0.01062		0.013430	-0.0000018924		2963				5.4379	[17]
2^1Σты^+ 6s+4d												5.5 (вибрация вызывает сильное растяжение)	[6]
2^1Πты = C^1Πты	20 913.18	36.255			0.01837								[11]
2^1Πграмм	22 084.9	30.6			0.01441								[11]
1^1Δграмм
1^1Πты
1^1Πграмм	15510.28	22.202	-0.1525		0.013525	-0.0001209		1290 см^−1				5.418	[13]
B^1Πты 5s+5п	14665.44	47.4316	0.1533	0.0060	0.01999	0.000070		1.4					[3]
А^1Σты^+ 5s+5п	10749.742	44.58										4,87368 Å	[14]
Икс^1Σграмм^+ 5s+5s	12816	57.7467	0.1582	0.0015	0.02278	0.000047		1,5 / 3986 см^−1				4.17	[3][17]

Родственные виды

Другие щелочные металлы также образуют димеры: дилитий Ли₂, Na₂, К₂, а Cs₂. Тример рубидия наблюдался также на поверхности нанокапелек гелия. Тример, Rb₃ имеет форму равностороннего треугольника, длину связи 5,52 Å и энергию связи 929 см.⁻¹.^[18]

Рекомендации

1. Spiegelmann, F; Паволини, Д; Дауди, Дж. П. (28 августа 1989 г.). «Теоретическое исследование возбужденных состояний более тяжелых димеров щелочных металлов. II. Молекула Rb». Журнал физики B: атомная, молекулярная и оптическая физика. 22 (16): 2465–2483. Bibcode:1989JPhB ... 22.2465S. Дои:10.1088/0953-4075/22/16/005.
2. «Дирубидиум». webbook.nist.gov.
3. Caldwell, C.D .; Engelke, F .; Хейдж, Х. (декабрь 1980 г.). «Спектроскопия высокого разрешения в пучках сверхзвуковых сопел: система полос Rb2 B 1Πu-X 1Σ + g». Химическая физика. 54 (1): 21–31. Bibcode:1980CP ..... 54 ... 21C. Дои:10.1016/0301-0104(80)80031-0.
4. Rakića, M .; Пихлер, Г. (март 2008 г.). «Фотоионизационные полосы молекулы рубидия». Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения. 208: 39–44. Bibcode:2018JQSRT.208 ... 39R. Дои:10.1016 / j.jqsrt.2018.01.003.
5. Морошкин, П .; Hofer, A .; Ulzega, S .; Вайс, А. (7 сентября 2006 г.). «Спектроскопия димеров Rb2 в твердом теле». Физический обзор A. 74 (3). arXiv:физика / 0606100. Bibcode:2006PhRvA..74c2504M. Дои:10.1103 / PhysRevA.74.032504.
6. Хуанг, Y; Ци, Дж; Печкис, HK; Wang, D; Эйлер, E E; Гулд, П. Л.; Стволли, Вашингтон (14 октября 2006 г.). «Образование, обнаружение и спектроскопия ультрахолодного Rb2 в основном состоянии X 1Σg». Журнал физики B: атомная, молекулярная и оптическая физика. 39 (19): S857 – S869. Bibcode:2006JPhB ... 39S.857H. Дои:10.1088 / 0953-4075 / 39/19 / S04.
7. Морошкин, П .; Hofer, A .; Ulzega, S .; Вайс, А. (7 сентября 2006 г.). «Спектроскопия Rb₂ димеры в твердом теле ⁴Он". Физический обзор A. 74 (3). arXiv:физика / 0606100. Bibcode:2006PhRvA..74c2504M. Дои:10.1103 / PhysRevA.74.032504.
8. Шор, Брюс В.; Дёмётёр, Пироска; Садурни, Эмерсон; Зюссманн, Георг; Шлайх, Вольфганг П. (27 января 2015 г.). «Рассеяние частицы с внутренней структурой из одной щели». Новый журнал физики. 17 (1): 013046. Bibcode:2015NJPh ... 17a3046S. Дои:10.1088/1367-2630/17/1/013046.
9. Вдович, С .; Саркисян, Д .; Пихлер, Г. (декабрь 2006 г.). «Спектр поглощения димеров рубидия и цезия компактным компьютерным спектрометром». Оптика Коммуникации. 268 (1): 58–63. Bibcode:2006OptCo.268 ... 58 В. Дои:10.1016 / j.optcom.2006.06.070.
10. Ян, Цзиньсинь; Гуань, Яфэй; Чжао, Вэй; Чжоу, Чжаоюй; Хан, Сяоминь; Ма, Джи; Совков, Владимир Б .; Иванов, Валерий С .; Ahmed, Ergin H .; Lyyra, A. Marjatta; Дай, Синджан (14 января 2016 г.). «Наблюдения и анализ с использованием сплайн-подхода Ридберга – Клейна – Риса для состояния 31Σg + Rb2». Журнал химической физики. 144 (2): 024308. Bibcode:2016JChPh.144b4308Y. Дои:10.1063/1.4939524.
11. Ястшебский, Влодзимеж; Ковальчик, Павел; Щепковски, Яцек; Аллуш, Абдул-Рахман; Крозе, Патрик; Росс, Аманда Дж. (28 июля 2015 г.). «Высокие электронные состояния димера рубидия - предсказания и экспериментальное наблюдение состояний 51Σu + и 5 Π Rb с помощью спектроскопии поляризационного мечения». Журнал химической физики. 143 (4): 044308. Bibcode:2015JChPh.143d4308J. Дои:10.1063/1.4927225.
12. Беллос, М. А .; Rahmlow, D .; Carollo, R .; Banerjee, J .; Dulieu, O .; Гердес, А .; Eyler, E. E .; Gould, P. L .; Стволли, В. К. (2011). «Образование ультрахолодных молекул Rb2 на уровне v ′ ′ = 0 состояния a3Σ + u посредством расстроенной синей фотоассоциации в состояние 13Πg». Физическая химия Химическая физика. 13 (42): 18880. Bibcode:2011PCCP ... 1318880B. Дои:10.1039 / C1CP21383K.
13. Амиот, К. (июль 1986 г.). «Электронное состояние Rb2 1 1Πg с помощью лазерно-индуцированной флуоресцентной инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье». Молекулярная физика. 58 (4): 667–678. Дои:10.1080/00268978600101491.
14. Салями, H .; Бергеман, Т .; Бесер, Б .; Bai, J .; Ahmed, E.H .; Коточигова, С .; Лыра, А. М .; Huennekens, J .; Lisdat, C .; Столяров, А. В .; Dulieu, O .; Crozet, P .; Росс, А. Дж. (27 августа 2009 г.). «Спектроскопические наблюдения, спин-орбитальные функции и анализ возмущений связанных каналов данных о состояниях A1sigma + u и b3piu Rb2». Физический обзор A. 80 (2). Bibcode:2009PhRvA..80b2515S. Дои:10.1103 / PhysRevA.80.022515.
15. Хавалева, И .; Пашов, А .; Kowalczyk, P .; Szczepkowski, J .; Ястшебский, В. (ноябрь 2017 г.). «Связанная система электронных состояний (5) 1sigmau + и (5) 1 Π u в Rb 2». Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения. 202: 328–334. Bibcode:2017JQSRT.202..328H. Дои:10.1016 / j.jqsrt.2017.08.011.
16. Jastrzebski, W .; Ковальчик, П. (декабрь 2016 г.). "Кривая потенциальной энергии D (3) 1Π_ты состояние в димере рубидия по данным спектроскопических измерений ». Журнал молекулярной спектроскопии. 330: 96–100. Bibcode:2016JMoSp.330 ... 96J. Дои:10.1016 / j.jms.2016.06.010.
17. Amiot, C .; Verges, J. (май 1987 г.). «Электронное состояние Rb2 21Σ + g с помощью лазерной флуоресцентной инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье». Молекулярная физика. 61 (1): 51–63. Дои:10.1080/00268978700100981.
18. Нагль, Иоганн; Обёк, Джеральд; Хаузер, Андреас В .; Аллард, Оливье; Каллегари, Карло; Эрнст, Вольфганг Э. (13 февраля 2008 г.). «Гетероядерные и гомоядерные высокоспиновые щелочные тримеры на нанокаплях гелия». Письма с физическими проверками. 100 (6). Bibcode:2008ФРвЛ.100ф3001Н. Дои:10.1103 / PhysRevLett.100.063001.