Argonyum - Argonium

Argonyum
Argonium-3D-vdW.png
İsimler
Diğer isimler
Hidridoargon (1+)
argon hidrit katyon
protonlanmış argon
Tanımlayıcılar
3B modeli ( JSmol )
  • InChI = 1S / ArH / h1H / q + 1 [ NIST ] Kontrol Y
    Anahtar: TVQSUVFYDVJWLI-UHFFFAOYSA-N [ NIST ] Kontrol Y
Özellikleri
ArH +
Molar kütle 40.956  g · mol −1
Eşlenik baz Argon
Aksi belirtilmedikçe, veriler standart hallerinde (25 ° C [77 ° F], 100 kPa) malzemeler için verilmiştir.
Bilgi kutusu referansları

Argonyum ( argon hidrit katyonu , hidridoargon (1+) iyonu veya protonlanmış argon olarak da adlandırılır ; kimyasal formül ArH + ), bir proton ve bir argon atomunu birleştiren bir katyondur . Bir yapılabilir elektrik yükü , ve ilk soygaz arası boşlukta bulunan moleküler iyonu.

Özellikleri

Argonyum, hidrojen klorür ile izoelektroniktir . Dipol momenti temel durum için 2.18  D'dir . Bağlama enerjisi 369 kJ mol -1 (2.9 eV). Bu H'den daha küçük +
3
ve diğer birçok Protonlanmış türler , ancak daha fazla daha H +
2
.

Farklı titreşim durumlarının yaşam süreleri izotopa göre değişir ve daha hızlı yüksek enerjili titreşimler için kısalır:

Yaşam süreleri (ms)
v ArH + ArD +
1 2.28 9.09
2 1.20 4.71
3 0.85 3.27
4 0.64 2.55
5 0.46 2.11

Bağda kuvvet sabiti 3.88 mdyne / Â hesaplanır 2 .

Tepkiler

  • ArH + + H 2 → Ar + H +
    3
  • ArH + + C → Ar + CH +
  • ArH + + N → Ar + NH +
  • ArH + + O → Ar + OH +
  • ArH + + CO → Ar + COH +

Ancak ters tepki olur:

  • Ar + H +
    2
    → ArH + + H.
  • Ar + H +
    3
    → * ArH + + H 2

Ar + + H 2 10 bir enine kesite sahip -18  m 2 , düşük enerji. 100 eV Ar + H'nin üzerindeki enerjiler için dik bir düşüşe sahiptir. +
2
enine kesit alanına sahiptir Düşük enerjili
H için 6 × 10 −19  m 2 +
2
ancak enerji 10 eV'yi aştığında verim azalır ve bunun yerine daha fazla Ar + ve H 2 üretilir.

Ar + H +
3
enine kesiti ile 0.75 ile 1 eV arasındaki enerjiler için maksimum ArH + verimi vardır . 5 × 10 −20  m 2 . Reaksiyonun ilerlemesi için 0.6 eV gereklidir. 4 eV'nin üzerinde daha fazla Ar + ve H görünmeye başlar.

Argonyum ayrıca kozmik ışınlar tarafından üretilen Ar + iyonlarından ve nötr argondan X ışınlarından üretilir .

  • Ar + + H 2 → * ArH + + H 1.49 eV

ArH + bir elektronla karşılaştığında, ayrışmalı rekombinasyon meydana gelebilir, ancak düşük enerjili elektronlar için son derece yavaştır ve ArH + 'nın diğer benzer protonlanmış katyonlardan çok daha uzun süre hayatta kalmasına izin verir .

  • ArH + + e - → Ar + H

Çünkü iyonizasyon potansiyeli , argon atomu (helyum ya da neon bu aksine) hidrojen molekülünün daha düşük olduğu, molekül hidrojen ile Argon iyon reaksiyona girerek, ancak helyum ve neonun iyonları için, bir hidrojen molekülünün bir elektron şerit olacak.

  • Ar + + H 2 → ArH + + H
  • Ne + + H 2 → Ne + H + + H (ayrışmalı yük transferi)
  • O + + H 2 → O + H + + H

Spektrum

Dünyevi argondan yapılan yapay ArH + , kozmik olarak bol 36 Ar yerine çoğunlukla 40 Ar izotopunu içerir . Yapay olarak, bir argon-hidrojen karışımından elektrik boşalmasıyla yapılır. Brault ve Davis, titreşim-rotasyon bantlarını gözlemlemek için kızılötesi spektroskopi kullanarak molekülü tespit eden ilk kişilerdi.

40 Ar 1 H + ' nın uzak kızılötesi spektrumu 36 Ar 38 Ar
Geçiş gözlemlenen frekans
J GHz
1 ← 0 615.8584 617.525 615.85815
2 ← 1 1231.2712 1234.602
3 ← 2 1845.7937
4 ← 3 2458.9819
5 ← 4 3080.3921
6 ← 5 3679.5835
7 ← 6 4286.1150
21 ← 20 12258.483
22 ← 21 12774.366
23 ← 22 13281.119

UV spektrumunun iyonun parçalanmasına neden olan iki absorpsiyon noktası vardır. B 1 Π durumuna 11.2 eV dönüşümü düşük bir dipole sahiptir ve bu nedenle çok fazla absorbe etmez. İtici bir A 1 Σ + durumuna 15,8 eV , Lyman sınırından daha kısa bir dalga boyundadır ve bu nedenle uzayda bunu yapacak çok az sayıda foton vardır.

Doğal olay

ArH + , yıldızlararası dağınık atomik hidrojen gazında oluşur . Argonium oluşturmak için, fraksiyon moleküler hidrojen , H 2 0.001 aralığında 0.0001 olmalıdır. Farklı moleküler iyonlar H farklı konsantrasyonları ile ilişki içinde meydana 2 . Argonium, 617.525 GHz ( J = 1 → 0) ve 1234.602 GHz'de ( J = 2 → 1) absorpsiyon hatları ile tespit edilir . Bu çizgiler, rotasyonel geçişlere giren izotopolog 36 Ar 1 H + 'dan kaynaklanmaktadır . Çizgiler, galaktik merkez SgrB2 (M) ve SgrB2 (N), G34.26 + 0.15, W31C (G10.62−0.39), W49 (N) ve W51e yönünde tespit edilmiştir , ancak absorpsiyon çizgileri gözlemlendiğinde, argonyumun mikrodalga kaynağında olması muhtemel değildir, bunun yerine önündeki gazda olması muhtemeldir. Yengeç Bulutsusu'nda emisyon çizgileri bulunur .

Yengeç Bulutsusu'nda ArH + , emisyon hatlarının ortaya çıkardığı birkaç noktada oluşur. En güçlü yer Güney Filament'tedir. Burası aynı zamanda en güçlü Ar + ve Ar 2+ iyonlarının yoğunlaştığı yerdir . Yengeç Bulutsusu'ndaki ArH + 'nın sütun yoğunluğu, santimetre kare başına 10 12 ila 10 13 atom arasındadır. İyonları uyarmak için gerekli olan enerji, elektronlar veya hidrojen molekülleri ile çarpışmalardan gelir. Samanyolu merkezine doğru ArH + ' nın sütun yoğunluğu yaklaşık 2 × 10 13  cm −2 .

Argonium 36 ArH + ve 38 ArH + ' nın iki izotopologunun , blazar PKS 1830−211'in görüş hattında olan z = 0.88582 (7.5 milyar ışıkyılı uzaklıkta) ile uzak bir isimsiz galakside olduğu bilinmektedir .

H ise elektron nötralizasyon ve argonium imha alanı formasyonu hızı outcompletes 2 konsantrasyonu 10 1'in altındadır -4 .

Tarih

Kitt Peak Ulusal Gözlemevi'ndeki McMath solar Fourier dönüşüm spektrometresini kullanan James W. Brault ve Sumner P. Davis, ArH + titreşim-rotasyon kızılötesi hatlarını ilk kez gözlemledi . JWC Johns ayrıca kızılötesi spektrumu gözlemledi.

Kullanım

Argon, bir ArT + (trityum argonium) ara maddesi oluşturarak trityumun (T 2 ) yağ asitlerinde çift bağlarla reaksiyonunu kolaylaştırır . Altın, bir argon-hidrojen plazması ile püskürtüldüğünde , altının gerçek yer değiştirmesi ArH + tarafından yapılır .

Referanslar