Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων του «Τριυδρογόνο»

15.277 bytes αφαιρέθηκαν ,  πριν από 3 έτη
καμία σύνοψη επεξεργασίας
(Δημιουργήθηκε από μετάφραση της σελίδας "Triatomic hydrogen")
 
 
Ένα ουδέτερο ρεύμα μορίων H3 μπορεί να σχηματιστεί από μια αντίστοιχη δέσμη ιόντων H3+, που περνά μέσα από μια μάζα ατμών μεταλλικού (δηλαδή στοιχειακού) καλίου, η οποία αποσπά ηλεκτρόνιο, σχηματίζοντας K<sup>+</sup>. Άλλοι ατμοί αλκαλιμετάλλων, όπως π.χ. [[Καίσιο|καισίου]], μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την απόσπαση ηλεκτρονίου.<ref name="Laperle2005">{{Cite journal|title=Experimentally probing the three-body predissociation dynamics of the low-lying Rydberg states of H3 and D3|last=Laperle|first=Christopher M|last2=Jennifer E Mann|journal=Journal of Physics: Conference Series|doi=10.1088/1742-6596/4/1/015|year=2005|volume=4|pages=111–117|bibcode=2005JPhCS...4..111L|issn=1742-6588|last3=Todd G Clements|last4=Robert E Continetti}}</ref> Τα ιόντα H3+ μπορούν, με τη σειρά τους, να παραχθούν σε ένα δυοπλάσματρον, όπου μια ηλεκτρική εκκένωση περνά από μοριακό υδρογόνο υπό χαμηλή πίεση. Αυτό προκαλεί κάποιο
ποσοστό των μορίων διυδρογόνου να μετραπούν σε κατιόντα διυδρογόνου (H2+).  Τότε: H<sub>2</sub> + H<sub>2</sub><sup>+</sup> <big>→</big> H<sub>3</sub><sup>+</sup> + H. Η αντίδραση είναι εξώθερμη ενέργειας 1,7 eV, οπότε τα ιόντα που παράγονται είναι ζεστά, με (σχετικά) υψηή δονητική ενέργεια. Αυτά μπορούν να ψυχθούν μέσω συγκρούσεων με αέριο σε δοχείο ψύξης, αν η πίεση είναι επαρκώς υψηλή. Αυτό είναι σημαντικό, επειδή τα έντονα δονούμενα ιόντα παράγουν έντονα δονούμενα ουδέτερα μόρια, όταν ουδετεροποιούνται, σύμφωνα με την αρχή Franck–Condon.<ref name="Figger1989">{{Cite journal|title=Spectroscopy of triatomic hydrogen|last=Figger|first=H.|last2=W. Ketterle|journal=Zeitschrift für Physik D|issue=2|doi=10.1007/bf01398582|year=1989|volume=13|pages=129–137|bibcode=1989ZPhyD..13..129F|issn=0178-7683|last3=H. Walther}}</ref>
Franck–Condon.<ref name="Figger1989">{{Cite journal|title=Spectroscopy of triatomic hydrogen|last=Figger|first=H.|last2=W. Ketterle|journal=Zeitschrift für Physik D|issue=2|doi=10.1007/bf01398582|year=1989|volume=13|pages=129–137|bibcode=1989ZPhyD..13..129F|issn=0178-7683|last3=H. Walther}}</ref>
 
== Αναφορές και σημειώσεις ==
== Διάσπαση ==
Το H<sub>3</sub> μπορεί να διασπαστεί με τους εξής τρόπους:
: <math /> <ref>Helm H. et al.: [https://books.google.com/books?id=njAjmdxOH9oC&pg=PA275%7CCoupling of Bound States to Continuum States in Neutral Triatomic Hydrogen. in: ''Dissociative Recombination''], ed. S. Guberman, Kluwer Academic, Plenum Publishers, USA, 275-288 (2003) {{ISBN|0-306-47765-3}}</ref>
 
: <math />
 
: <math />
 
== Ιδιότητες ==
Το μόριο μπορεί να υπάρξει μόνο σε μια διεγερμένη κατάσταση. Τα διάφορα ενθουσιασμένος ηλεκτρονικό μέλη εκπροσωπούνται από τα σύμβολα για το εξωτερικό ηλεκτρόνιο nLΓ με n ο κύριος κβαντικός αριθμός L είναι το ηλεκτρονικό γωνιακή ορμή, και Γ είναι η ηλεκτρονική συμμετρία που επιλέγονται από το Δ<sub>3h</sub> ομάδα. Επιπλέον παρένθεση σύμβολα μπορεί να συνδεθεί δείχνει δόνηση στον πυρήνα: {s,d<sup>l</sup>} με s αντιπροσωπεύει το συμμετρικό τέντωμα, δ εκφυλισμένη κατάσταση, και l δόνησης γωνιακή ορμή. Ακόμα ένας άλλος όρος που μπορεί να τοποθετηθεί για να δείξει μοριακή περιστροφή: (N,G) με N γωνιακή ορμή εκτός από ηλεκτρόνια, όπως προβλέπεται στο μοριακό άξονα, και G η Hougen βολεύει κβαντικό αριθμό που καθορίζεται από G=λ+λ-K. Αυτό είναι συχνά (1,0), όπως η περιστροφική μέλη περιορίζονται από τα συστατικά σωματίδια όλων [[Φερμιόνιο|των φερμιονίων]]. Παραδείγματα αυτών των μελών είναι:<ref name="couple">{{Cite web|url=http://frhewww.physik.uni-freiburg.de/H3/guber4.pdf|title=Coupling of Bound States to Continuum States in Neutral Triatomic Hydrogen|last=H. Helm|last2=U. Galster|publisher=Department of Molecular and Optical Physics, University of Freiburg, Germany|accessdate=2009-11-25|last3=I. Mistrik|last4=U. Müller|last5=R. Reichle}}</ref> 2sA<sub>1</sub>' 3sA<sub>1</sub>' 2pA<sub>2</sub>" 3dE' 3DE" 3dA<sub>1</sub>' 3pE' 3pA<sub>2</sub>". Το 2p<sup>2</sup>Α<sub>2</sub>" μέλος έχει μια διάρκεια ζωής των 700&#x20;ns. Αν το μόριο επιχειρεί να χάνουν ενέργεια και να πάει στο αποκρουστικό έδαφος κράτους, αυθόρμητα σπάει. Η χαμηλότερη ενεργειακή μετασταθής κατάσταση, 2sA<sub>1</sub>"έχει μια ενέργεια -3.777 eV κάτω από το H<sub>3</sub><sup>+</sup> και e<sup>−</sup> μέλος, αλλά διασπάται σε περίπου 1&#x20;ps. Το ασταθές έδαφος μέλους που έχει οριστεί 2p<sup>2</sup>E "αυθόρμητα" σπάει " σε H<sub>2</sub> μόριο και ένα H ατόμου. Rotationless μέλη έχουν μεγαλύτερο χρόνο ζωής από την περιστροφή των μορίων.
 
Το ηλεκτρονικό κράτος για τρισόξινα κατιόν με ένα ηλεκτρόνιο delocalized είναι Rydberg κατάσταση.<ref name="Tashiro2002">{{Cite journal|title=Quantum dynamics study on predissociation of H[sub 3] Rydberg states: Importance of indirect mechanism|last=Tashiro|first=Motomichi|last2=Shigeki Kato|journal=The Journal of Chemical Physics|issue=5|doi=10.1063/1.1490918|year=2002|volume=117|page=2053|bibcode=2002JChPh.117.2053T|issn=0021-9606}}</ref>
 
Το εξωτερικό ηλεκτρόνιο μπορεί να ενισχυθεί σε υψηλό Rydberg κατάσταση, και μπορεί να τον ιονισμό αν η ενέργεια γίνεται για να 29562.6&#x20;cm<sup>-1</sup> πάνω από το 2pA<sub>2</sub>" κατάσταση, στην οποία περίπτωση H<sub>3</sub><sup>+</sup> μορφές.<ref name="Helm1988">{{Cite journal|title=Measurement of the ionization potential of triatomic hydrogen|last=Helm|first=Hanspeter|journal=Physical Review A|issue=7|doi=10.1103/PhysRevA.38.3425|year=1988|volume=38|pages=3425–3429|bibcode=1988PhRvA..38.3425H|issn=0556-2791|pmid=9900777}}</ref>
 
== Σχήμα ==
Το σχήμα του μορίου που αναμένεται να είναι ένα [[ισόπλευρο τρίγωνο]]. Δονήσεις μπορεί να προκύψει στο μόριο με δύο τρόπους, πρώτον το μόριο μπορεί να διαστέλλονται και να συστέλλονται, διατηρώντας το ισόπλευρο τρίγωνο σχήμα (αναπνοή), ή ένα άτομο μπορεί να κινηθεί σε σχέση με τους άλλους που στρεβλώνουν το τρίγωνο (κάμψη). Η κάμψη δόνηση έχει ένα δίπολο στιγμή και έτσι τα ζευγάρια να υπέρυθρη ακτινοβολία.
 
== Το φάσμα ==
Gerhard Herzberg ήταν η πρώτη για να βρείτε φασματοσκοπικές γραμμές ουδέτερη H<sub>3</sub> , όταν ήταν 75 ετών, το 1979. Αργότερα ανακοίνωσε ότι η παρατήρηση αυτή ήταν ένα από τα αγαπημένα ανακαλύψεις.<ref name="Kragh2010">{{Cite journal|title=The childhood of H3 and H3+|last=Kragh|first=Helge|journal=Astronomy & Geophysics|issue=6|doi=10.1111/j.1468-4004.2010.51625.x|year=2010|volume=51|pages=6.25–6.27|bibcode=2010A&G....51f..25K|issn=1366-8781}}</ref> Οι γραμμές προήλθε από ένα καθοδικό σωλήνα απαλλαγής. Ο λόγος που νωρίτερα παρατηρητές δεν μπορούσε να δει οποιαδήποτε H<sub>3</sub> φασματικές γραμμές, ήταν εξαιτίας τους να κατακλύζονται από το φάσμα του πολύ πιο πλούσια H<sub>2</sub>. Το σημαντικό εκ των προτέρων ήταν να διαχωρίσουμε H<sub>3</sub> , ώστε να μπορεί να παρατηρηθεί μόνο. Χωρισμού που χρησιμοποιεί φασματοσκοπία μάζας διαχωρισμό των θετικών ιόντων, έτσι ώστε H<sub>3</sub> με μάζα 3 μπορεί να διαχωριστεί από το H<sub>2</sub> με μάζα 2. Ωστόσο, εξακολουθεί να υπάρχει κάποια μόλυνση από HD, το οποίο επίσης έχει μάζα 3.
Το φάσμα των H<sub>3</sub> οφείλεται κυρίως μεταβάσεις να το ζει περισσότερο, μέλος 2p<sup>2</sup>Α<sub>2</sub>". Το φάσμα μπορεί να μετρηθεί μέσω δύο βημάτων φωτογραφία-μέθοδος ιονισμού.
 
Μεταβάσεις πτώση στο χαμηλότερο 2s<sup>2</sup>Ένα<sub>1</sub>"κράτος επηρεάζονται από τις πολύ σύντομη διάρκεια της ζωής του σε αυτό που ονομάζεται predissociation. Οι φασματικές γραμμές που εμπλέκονται είναι να διευρυνθεί. Στο φάσμα υπάρχουν ζώνες λόγω περιστροφής με P, Q και R κλαδιά. Το R branch είναι πολύ αδύναμη στην H<sub>3</sub> isotopomer αλλά ισχυρή με D<sub>3</sub> (trideuterium).
 
== Το κατιόν ==
Οι σχετικές H<sub>3</sub><sup>+</sup> το ιόν είναι το πιο διαδεδομένο μοριακό ιόν στο διαστρικό χώρο. Είναι πιστεύεται ότι έχουν διαδραματίσει κρίσιμο ρόλο στην ψύξη του νωρίς αστέρια στην ιστορία του Σύμπαντος μέσα από τη δυνατότητα εύκολα να απορροφούν και εκπέμπουν φωτόνια.<ref>{{Cite web|url=http://uanews.org/story/h3-molecule-made-universe|title=H3+: The Molecule that Made the Universe|last=Shelley Littin|date=April 11, 2012|accessdate=23 July 2013}}</ref> Μία από τις πιο σημαντικές χημικές αντιδράσεις στο διαστρικό διάστημα είναι H<sub>3</sub><sup>+</sup> + e<sup>−</sup> <big>→</big> H<sub>3</sub> και, στη συνέχεια <big>→</big> H<sub>2</sub> + H.
 
== Υπολογισμοί ==
 
== Το φυσικό περιστατικό ==
 
== Ιστορία ==
[[Τζόζεφ Τζον Τόμσον|J. j. Thomson]] που παρατηρήθηκε H<sub>3</sub><sup>+</sup> ενώ πειραματίζεται με θετικές ακτίνες. Πίστευε ότι ήταν ένα ιονισμένο μορφή H<sub>3</sub> από το 1911. Πίστευε ότι H<sub>3</sub> ήταν ένα σταθερό μόριο και έγραψε και διαλέξεις. Δήλωσε ότι ο ευκολότερος τρόπος για να κάνει ήταν να στοχεύσετε υδροξείδιο του καλίου με καθοδικές ακτίνες. το 1913 [[Γιοχάνες Σταρκ|ο Γιοχάνες Σταρκ]] πρότεινε τρεις πυρήνες υδρογόνου και ηλεκτρόνια για να σχηματίσουν μια σταθερή μορφή δαχτυλιδιών. Το 1919 [[Νιλς Μπορ|ο Niels Bohr]] πρότεινε μια δομή με τρεις πυρήνες σε μια ευθεία γραμμή, με τρία ηλεκτρόνια σε τροχιά γύρω σε έναν κύκλο γύρω από τον κεντρικό πυρήνα. Πίστευε ότι H<sub>3</sub><sup>+</sup> θα είναι ασταθής, αλλά αντιδρά H<sub>2</sub><sup>−</sup> H<sup>+</sup> θα μπορούσε να αποφέρει ουδέτερο H<sub>3</sub>. Stanley Allen's δομή σε σχήμα εξάγωνο με εναλλασσόμενο ηλεκτρόνια και πυρήνες.
 
Το 1916 ο Άρθουρ Ντέμπστερ έδειξε ότι H<sub>3</sub> αερίου ήταν ασταθής, αλλά την ίδια στιγμή, επίσης, επιβεβαίωσε ότι το κατιόν υπήρχε. Το 1917 ο Τζέραλντ Wendt και Γουίλιαμ Ντουέιν ανακάλυψε ότι το υδρογόνο αέριο υποβάλλεται σε [[Σωματίδιο άλφα|σωματίδια άλφα]] συρρικνώθηκε σε όγκο και σκέφτηκα ότι diatomic υδρογόνου μετατράπηκε σε τριατομική. Μετά από αυτό, οι ερευνητές πίστευαν ότι ενεργό υδρογόνο θα μπορούσε να είναι η τριατομική μορφή. ο Ιωσήφ Lévine πήγε τόσο μακριά ώστε να υποθέσουμε ότι τα συστήματα χαμηλής πίεσης πάνω στην Γη, συνέβη λόγω τριατομική υδρογόνου ψηλά στην ατμόσφαιρα.
Το 1920 Wendt και Landauer το όνομα της ουσίας "Hyzone" σε αναλογία με [[Όζον|το όζον]] και την επιπλέον δραστικότητα πάνω από το κανονικό υδρογόνο.<ref name="hyz">{{Cite journal|title=Triatomic Hydrogen|last=Wendt|first=Gerald L.|last2=Landauer|first2=Robert S.|journal=Journal of the American Chemical Society|issue=5|doi=10.1021/ja01450a009|year=1920|volume=42|pages=930–946}}</ref> Νωρίτερα Gottfried Wilhelm Osann πίστευε ότι είχε ανακαλύψει μια μορφή υδρογόνου ανάλογη με το όζον, την οποία αποκάλεσε "Ozonwasserstoff". Ήταν φτιαγμένο από ηλεκτρόλυση αραιού θειικού οξέος. Σε εκείνες τις ημέρες κανείς δεν ήξερε ότι το όζον ήταν τριατομική οπότε δεν είχε ανακοινώσει τριατομική υδρογόνου.<ref name="Kragh2011">{{Cite journal|title=A Controversial Molecule: The Early History of Triatomic Hydrogen|last=Kragh|first=Helge|journal=Centaurus|issue=4|doi=10.1111/j.1600-0498.2011.00237.x|year=2011|volume=53|pages=257–279|issn=0008-8994}}</ref> Αυτό αργότερα φαίνεται να είναι ένα μίγμα με το διοξείδιο του θείου, και όχι μια νέα μορφή υδρογόνου.
 
Στη δεκαετία του 1930 ενεργό υδρογόνο βρέθηκε να είναι υδρογόνο [[υδρόθειο]] μόλυνσης, και οι επιστήμονες σταμάτησε να πιστεύει σε τριατομική υδρογόνου. η Κβαντική μηχανική οι υπολογισμοί έδειξαν ότι η ουδέτερη H<sub>3</sub> ήταν ασταθής, αλλά και ότι ιονισμένο H<sub>3</sub><sup>+</sup> θα μπορούσε να υπάρχει. Κατά την έννοια των ισοτόπων ήρθε μαζί, άνθρωποι όπως ο Bohr τότε σκέφτηκα ότι μπορεί να υπάρχει μια eka-υδρογόνου με ατομικό βάρος 3. Αυτή η ιδέα αργότερα αποδείχθηκε με την ύπαρξη του [[Τρίτιο|τριτίου]], αλλά αυτό δεν ήταν η εξήγηση του γιατί μοριακό βάρος 3 παρατηρήθηκε σε φασματογράφοι μάζας. j. J. Thomson, αργότερα, πίστευαν ότι το μοριακό βάρος 3 μόριο που παρατηρήθηκε ήταν Υδρογόνου δευτεριωμένον. Στο [[νεφέλωμα του Ωρίωνα]] γραμμές παρατηρήθηκε ότι είχαν αποδοθεί nebulium που θα μπορούσαν να έχουν το νέο στοιχείο eka-υδρογόνου, ειδικά όταν το ατομικό βάρος υπολογίστηκε ως κοντά στο 3. Αργότερα αυτό φαίνεται να είναι ιονισμένο του αζώτου και του οξυγόνου.
 
Gerhard Herzberg ήταν η πρώτη για να παρατηρήσουν το φάσμα του ουδέτερου H<sub>3</sub>, και αυτό τριατομική μόριο ήταν η πρώτη για να έχουν μια Rydberg φάσμα μετράται, όπου το έδαφος κατάσταση ήταν ασταθής.
 
== Δείτε επίσης ==
* F. M. Devienne, ένα από τα πρώτα να έχουν μελετήσει τις ιδιότητες της ενέργειας Τριατομική υδρογόνου
 
== Αναφορές ==
<references />
[[Κατηγορία:Υδρογόνο]]
35.734

επεξεργασίες