リュードベリ州

原子または分子のリュードベリ状態^[1]は電子的に励起された状態で、エネルギーはリュードベリの公式に従い、イオン化エネルギーを持つイオン状態に収束します。リュードベリの公式は原子のエネルギーレベルを記述するために開発されたものですが、原子水素とほぼ同様の電子構造を持つ他の多くのシステムを説明するために使用されてきました。 ^[2]一般に、主量子数が十分に高い場合、励起された電子イオン核システムは水素システムの一般的な特性を持ち、エネルギーレベルはリュードベリの公式に従います。リュードベリ状態のエネルギーはイオンのエネルギーに収束します。イオン化エネルギー閾値は、原子または分子のイオン核から電子を完全に解放するために必要なエネルギーです。実際には、リュードベリ波束は水素原子上のレーザーパルスによって生成され、リュードベリ状態の重ね合わせになります。^[3]ポンププローブ実験を用いた現代の研究では、これらの特殊な状態を経由する分子経路（例えば、NO）₂の解離が示されている。^[4]

リュードベリ系列は、イオン核から電子を部分的に除去することに関連するエネルギー レベルを表します。各リュードベリ系列は、特定のイオン核構成に関連するイオン化エネルギーしきい値に収束します。これらの量子化されたリュードベリ エネルギー レベルは、準古典的なボーア原子図に関連付けることができます。イオン化しきい値エネルギーに近づくほど、主量子数が高くなり、「しきい値に近いリュードベリ状態」間のエネルギー差は小さくなります。電子がより高いエネルギー レベルに昇格すると、イオン核からの電子の空間的偏位が増加し、システムはボーア準古典的な図に近くなります。

リュードベリ状態のエネルギーは、リュードベリ式に量子欠陥と呼ばれる補正を加えることで精緻化できます。「量子欠陥」補正は、分散したイオン核の存在に関連しています。多くの電子励起分子システムでも、励起電子とイオン核の相互作用は、水素原子内の陽子と電子の相互作用の一般的な様相を呈します。これらの状態の分光学的割り当てはリュードベリ式に従い、分子のリュードベリ状態と呼ばれます。

リュードベリ系列のエネルギー式は水素のような原子構造の結果であるが、リュードベリ状態は分子にも存在する。高リュードベリ状態の波動関数は非常に拡散しており、無限大に近い直径に広がる。^{[帰属が必要] [曖昧]}結果として、孤立した中性分子はリュードベリ限界で水素のような原子のように振る舞う。複数の安定した一価カチオンを持つ分子の場合、複数のリュードベリ系列が存在する可能性がある。分子スペクトルの複雑さのため、分子の低位リュードベリ状態は、同様のエネルギーを持つ価数状態と混ざっていることが多く、純粋なリュードベリ状態ではない。^[5]

• リュードベリ原子
• リュードベリ物質
• 軌道状態

• 原子スペクトルと原子構造、ゲルハルト・ヘルツベルグ、プレンティス・ホール、1937年。
• 原子と分子、マーティン・カープラスとリチャード・N・ポーター、ベンジャミン・アンド・カンパニー、1970年。

• 陸軍が無線周波数スペクトル全体を検出する量子センサーを開発；Defense One。
• リュードベリ原子と量子欠陥、デイビッドソン大学物理学部。
• リュードベリ遷移、化学および生化学、ジョージア工科大学。