リチウムヘリド

リチウムヘリドは、化学式LiHeで表されるヘリウムとリチウムの化合物です。この物質は、ファンデルワールス力で結合したヘリウム原子とリチウム原子からなるファンデルワールス分子でできた冷たい低密度ガスです。^[1] LiHeの製造により、他のヘリウム二量体、さらにはエフィモフ状態やカシミール遅延効果の調査に使用できる多原子クラスターを製造できる可能性が開かれます。^[2]

2013年に検出された。それまで、⁷ Li ⁴ He の結合エネルギーは 0.0039 cm ⁻¹ (7.7×10 ⁻⁸ eV、1.2×10 ⁻²⁶ J、または 6 mK ^[2] )、結合長は 28 Å [ ^1]と予測されていた。他のファンデルワールス結合ヘリウム分子としては、Ag ³ He やHe ₂などが知られている。^[1] LiHe の検出は蛍光によって行われた。X ² Σ 状態のリチウム原子は A ^{2 Π に励起された。スペクトルには7} Liの超微細構造でそれぞれ 2 つに分裂した一対の線が示された。線の^波数は14902.563、14902.591、14902.740、および 14902.768 cm ⁻¹であった。これは、LiHe分子の2つの異なる振動状態、1/2と3/2によって説明されます。^[1]原子間の結合は非常に弱いため、分解せずに回転やより大きな振動に耐えることはできません。最も低い回転状態のエネルギーは40 mKと80 mKで、約6 mKの結合エネルギーよりも大きくなります。^[2]

LiHeは、1～5Kの温度でリチウム金属を極低温ヘリウム緩衝ガスにレーザーアブレーションすることで形成される。LiHe分子の割合はHeの密度に比例し、温度が上昇するにつれて減少する。 ^[1]

LiHeは極性があり常磁性である。^[2]

リチウム原子とヘリウム原子の平均距離は同位体によって異なります。6 LiHeの場合、^距離は48.53 Åですが、⁷ LiHeの場合、距離は平均28.15 Åとはるかに小さくなります。^[3]

LiHeのヘリウム原子が励起されて1s電子が2sに昇格すると、エネルギーを伝達してリチウムをイオン化することで崩壊し、分子が分解します。これは原子間クーロン崩壊と呼ばれます。Li ⁺とHeの崩壊生成物のエネルギーは、約12回上下に振動する曲線に分布しています。^[3]

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