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| 名前 | |
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| IUPAC名
水素化カルシウム
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| その他の名前
水素化カルシウム(I)
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| ケムスパイダー |
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パブケム CID
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| プロパティ | |
| カルシウム | |
| モル質量 | 41.085899グラム/モル |
| 外観 | 赤いガス |
| 激しく反応する | |
| 関連化合物 | |
その他の陽イオン
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ベリリウム一水素化物、 マグネシウム一水素化物、 ストロンチウム一水素化物、 バリウム一水素化物、 カリウム水素化物 |
| 水素化カルシウム | |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
インフォボックス参照
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一水素化カルシウムは、化学式CaHで表されるカルシウムと水素からなる分子です。カルシウム原子が水素原子と共に存在すると、ガスとして恒星の中に存在します。
発見
カルシウム一水素化物は、1907年にアルフレッド・ファウラーによってヘルクレス座α星とくじら座ο星でスペクトルが観測されたときに初めて発見されました。 [1] [2]翌年、CM オルムステッドによって太陽黒点内で観測されました。 [3] [4]次に、1909年にA. イーグルによって実験室で作られ、[3]フルテン、 [5]ワトソンとウェーバーによる初期の研究を経て、1935年に誕生しました。 [6]さらに、1934年にY. オーマンによって赤色矮星 で観測されました。オーマンは、マグネシウム一水素化物(MgH) と同様に、M型矮星などのコンパクトで低温で表面重力の高い星のスペクトルの方が、金属量が無視できない、あるいは同等のM型巨星などの低温で表面重力の低い星のスペクトルよりも顕著であるため、恒星の光度の代理としてカルシウム一水素化物を使用することを提案しました。[7]
一水素化カルシウムは、冷却緩衝ガスによって冷却され、その後磁場によって捕捉された最初の分子ガスである。これにより、ルビジウムなどの捕捉された冷たい原子の研究が分子にまで拡張された。[8]
形成
カルシウム一水素化物は、750℃以上の水素雰囲気中で金属カルシウムを放電させることによって生成されます。この温度以下では水素が吸収されてカルシウム水素化物を形成します。[3]
カルシウム一水素化物は、ヘリウム雰囲気中でカルシウム二水素化物をレーザーアブレーションすることによって形成される。 [9]
気体カルシウムは、約 1200 K の温度でホルムアルデヒドと反応して、CaH と少量の CaOH および CaO を生成します。この反応はオレンジがかった赤色に輝きます。
プロパティ
CaH分子の双極子モーメントは2.94デバイです。[10] [11]分光定数は結合長R e =2.0025 Å、解離エネルギーD e =1.837 eV、調和振動周波数ω e =1298.34 cm −1と測定されています。[10]イオン化ポテンシャルは5.8 eVです。[10]電子親和力は0.9 eVです。[10]
基底状態はX 2 Σ +である。[10]
電子状態は以下の通りである: [12]
- 6σ 2 7σ × 2 Σ + [13]
- 6σ 2 3π A 2 Π
- 6σ 2 8σ B 2 Σ +
- 6σ 2 4π E 2 Π
- 6σ7σ 2 D 2 Σ +
スペクトラム
B 2 Σ、ν'=0 ← X 2 Σ、ν"=0 634 nm（それとも690 nm？）[14] CaHは634 nmの光で蛍光を発し、690 nmの発光をします。[9]
B 2 Σ + ← X 2 Σ + 585.8 nm ～ 590.2 nm。[15]
A +2 Π ← X 2 Σ + 686.2 ～ 697.8 nm [15]
R12支線[15]
R2ブランチ[15]
C 2 Σ + →X 2 Σ +遷移は近紫外領域にあります。[3]
マイクロ波スペクトル
CaH分子を最低レベルから最初の量子レベルまで回転させるために必要なエネルギーはマイクロ波周波数に対応するため、約253GHzで吸収があります。しかし、分子のスピンはカルシウムの不対電子のスピンと水素の陽子のスピンによっても影響を受けます。電子スピンは約1911.7MHzでラインの分裂を引き起こし、陽子スピンに対するスピンは約157.3MHzでラインの超微細分裂を引き起こします。[16]
反応
CaHは冷たいガスとしてリチウムと反応し、0.9eVのエネルギーを放出してLiH分子とカルシウム原子を形成します。[17]
追加の読み物
- Calvin, Aaron T.; Janardan, Smitha; Condoluci, John; Rugango, Réne; Pretzsch, Eric; Shu, Gang; Brown, Kenneth R. (2018 年 3 月 16 日). 「共鳴冷却 40CaH の回転振動分光法」. The Journal of Physical Chemistry A . 122 (12): 3177–3181. Bibcode :2018JPCA..122.3177C. doi :10.1021/acs.jpca.7b12823. hdl : 1853/60241 . PMID 29521505.
参考文献
- ^ Barbuy, B.; Schiavon, RP; Gregorio-Hetem, J.; Singh, PD; Batalha, C. (1993 年 10 月)。「低温矮星における CaH 線の強度」天文学および天体物理学補足シリーズ。101 (2): 409。Bibcode : 1993A&AS..101..409B。
- ^ Fowler, A. (1907). 「チタン酸化物の溝付きスペクトル」Proceedings of the Royal Society A . 79 (533): 509–18. Bibcode :1907RSPSA..79..509F. doi : 10.1098/rspa.1907.0059 .
- ^ abcd Frum , CI ; HM Pickett (1993). 「金属水素化物の高解像度赤外フーリエ変換発光分光法：CaHのX 2 Σ +状態」。分子分光ジャーナル。159 (2): 329–336。Bibcode :1993JMoSp.159..329F。doi : 10.1006/jmsp.1993.1130。
- ^ Olmsted, Charles M. ( 1908). 「水素の存在下で燃焼するカルシウムアークのスペクトルに現れる太陽黒点帯」ワシントンのカーネギー研究所太陽観測所の寄稿。21 : 1–4。Bibcode :1908CMWCI..21....1O。
- ^ Hulthèn, E. (1927年1月1日). 「水素化カルシウムのバンドスペクトルについて」. Physical Review . 29 (1): 97–111. Bibcode :1927PhRv...29...97H. doi :10.1103/PhysRev.29.97.
- ^ワトソン 、ウィリアム; ウェーバー、ロバート (1935 年 11 月 1 日)。「水素化カルシウムの E バンド システム」。Physical Review。48 ( 9 ): 732–734。Bibcode :1935PhRv...48..732W。doi : 10.1103/PhysRev.48.732。
- ^ Öhman, Yngve (1934年10月). 「赤色における分光研究」.天体物理学ジャーナル. 80 :171. Bibcode :1934ApJ....80..171O. doi :10.1086/143595.
- ^ Bretislav Friedrich ; John M. Doyle (2009). 「なぜ冷たい分子はこんなに熱いのか?」ChemPhysChem . 10 (4): 604–623. doi :10.1002/cphc.200800577. PMID 19229896.
- ^ ab Doyle, John M.; Jonathan D. Weinstein; Robert deCarvalho; Thierry Guillet; Bretislav Friedrich (1998). 「ミリケルビン温度でのカルシウム一水素化物分子の磁気トラッピング」Nature . 395 (6698): 148–150. Bibcode :1998Natur.395..148W. doi :10.1038/25949. S2CID 38268509.
- ^ abcde Holka, Filip; Miroslav Urban (2006). 「CaH の双極子モーメントと分子特性: 理論的研究」. Chemical Physics Letters . 426 (4–6): 252–256. Bibcode :2006CPL...426..252H. doi :10.1016/j.cplett.2006.05.108.
- ^ Steimle、TC;チェン・ジンハイ;ジェイミー・ジェングラー (2004-07-08)。 「一水素化カルシウム、CaH の永久電気双極子モーメント」。化学物理学ジャーナル。121 (2): 829–834。書誌コード:2004JChPh.121..829S。土井：10.1063/1.1759314。PMID 15260612。
- ^ ラム、RS;テレスチュク、K.アイオワ州ゴードン。ウォーカー、KA;バーナス、PF (2011)。 「 CaH および CaD のE 2 Π–X 2 Σ +遷移のフーリエ変換発光分光法」。分子分光法のジャーナル。266 (2): 86–91。Bibcode :2011JMoSp.266...86R。土井：10.1016/j.jms.2011.03.009。
- ^ Gordon, I.; Ram, RS; Tereszchuk, K.; Walker, KA; Bernath, PF (2011年4月1日). 「CaHおよびCaDのE2Π–X2Σ+システムのフーリエ変換発光分光法」.オハイオ州立大学. hdl : 1811/49445 .
- ^ Berg, LE; L Klynning (1974). 「CaHのAXおよびBXバンドシステムの回転解析」. Physica Scripta . 10 (6): 331–336. Bibcode :1974PhyS...10..331B. doi :10.1088/0031-8949/10/6/009. S2CID 250910373.
- ^ abcd ペレイラ、R.; S.スコヴロネク。 A.ゴンサレス・ウレーニャ。 A.パルド。 JML ポヤト; AH パルド (2002)。 「分子線におけるCaHの回転分解REMPIスペクトル」。分子分光法のジャーナル。212 (1): 17-21。書誌コード：2002JMoSp.212...17P。土井：10.1006/jmsp.2002.8531。
- ^ Barclay, WL Jr.; Anderson, MA; Ziurys, LM (1993). 「CaH (X 2Σ+) のミリ波スペクトル」.アストロフィジカルジャーナルレター. 408 (1): L65–L67. Bibcode :1993ApJ...408L..65B. doi : 10.1086/186832 .
- ^ Singh, Vijay; Kyle S. Hardman; Naima Tariq; Mei-Ju Lu; Aja Ellis; Muir J. Morrison; Jonathan D. Weinstein (2012). 「1 K における原子リチウムと分子カルシウム一水素化物の化学反応」. Physical Review Letters . 108 (20): 203201. Bibcode :2012PhRvL.108t3201S. doi : 10.1103/PhysRevLett.108.203201 . hdl : 20.500.11937/20342 . PMID 23003146.