El monohidruro de calcio es una molécula compuesta de calcio e hidrógeno con fórmula CaH . Se puede encontrar en las estrellas como un gas que se forma cuando los átomos de calcio están presentes con los átomos de hidrógeno.
Nombres | |
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Nombre IUPAC Monohidruro de calcio | |
Otros nombres Hidruro de calcio (I) | |
Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
PubChem CID | |
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Propiedades | |
CaH | |
Masa molar | 41.085899 g / mol |
Apariencia | gas rojo brillante |
reacciona violentamente | |
Compuestos relacionados | |
Otros cationes | Berilio monohidruro , magnesio monohidruro , estroncio monohidruro , bario monohidruro , hidruro de potasio |
Hidruro de calcio | |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
Referencias de Infobox | |
Descubrimiento
Monohidruro de calcio fue descubierto por primera vez cuando se observó su espectro de Alfa Herculis y ο Ceti por Alfred Fowler en 1907. [1] [2] Se observó en las manchas solares al año siguiente por CM Olmsted. [3] [4] A continuación, se hizo en un laboratorio en 1909 por A. Eagle, [3] y con las primeras investigaciones de Hulthèn, [5] y Watson y Weber en 1935. [6] Se observó además en M enanas por Y. Öhman en 1934. Öhman propuso su uso como un proxy de la luminosidad estelar, similar al monohidruro de magnesio (MgH), al ser más aparente en los espectros de estrellas compactas, frías y de alta gravedad superficial como las enanas M que en las frías. , estrellas de baja gravedad superficial como M gigantes de metalicidad no despreciable, o incluso comparable . [7]
El monohidruro de calcio es el primer gas molecular que fue enfriado por un gas tampón frío y luego atrapado por un campo magnético. Esto amplía el estudio de los átomos fríos atrapados, como el rubidio, a las moléculas. [8]
Formación
El monohidruro de calcio se puede formar exponiendo calcio metálico a una descarga eléctrica en una atmósfera de hidrógeno por encima de 750 ° C. Por debajo de esta temperatura, el hidrógeno se absorbe para formar hidruro de calcio. [3]
El monohidruro de calcio se puede formar mediante ablación con láser de dihidruro de calcio en una atmósfera de helio. [9]
El calcio gaseoso reacciona con el formaldehído a temperaturas de alrededor de 1200 K para producir CaH, así como algo de CaOH y CaO. Esta reacción se ilumina en rojo anaranjado.
Propiedades
El momento dipolar de la molécula de CaH es 2,94 debye. [10] [11] Las constantes espectrográficas se han medido como longitud de enlace R e = 2,0025 Å energía de disociación D e = 1,837 eV y frecuencia vibratoria armónica ω e = 1298,34 cm −1 . [10] El potencial de ionización es de 5,8 eV. [10] La afinidad electrónica es de 0,9 eV. [10]
El estado fundamental es X 2 Σ + . [10]
Los estados electrónicos son: [12]
- 6σ 2 7σ X 2 Σ + [13]
- 6σ 2 3π UNA 2 Π
- 6σ 2 8σ B 2 Σ +
- 6σ 2 4π E 2 Π
- 6σ7σ 2 D 2 Σ +
Espectro
B 2 Σ, con ν '= 0 ← X 2 Σ con ν "= 0 634 nm (¿o es 690 nm?) [14] CaH emite fluorescencia con luz de 634 nm y produce emisiones de 690 nm. [9]
B 2 Σ + ← X 2 Σ + 585,8 nm a 590,2 nm. [15]
A +2 Π ← X 2 Σ + 686,2 a 697,8 nm [15]
Rama R12 [15]
J ' | J " | NORTE" | ν | Nuevo Méjico | THz |
---|---|---|---|---|---|
3/2 | 1/2 | 0 | 14408,94 | 694.0135 | 431.9691 |
5/2 | 3/2 | 1 | 14421.12 | 693.4274 | 432.3343 |
7/2 | 5/2 | 2 | 14432.92 | 692.8605 | 432.6881 |
9/2 | 7/2 | 3 | 14444.54 | 692.3031 | 433.0364 |
2/11 | 9/2 | 4 | 14455.76 | 691.7658 | 433.3728 |
13/2 | 2/11 | 5 | 14467.20 | 691.2188 | 433.71574 |
Rama R2 [15]
J ' | J " | NORTE" | ν | Nuevo Méjico | THz |
---|---|---|---|---|---|
3/2 | 1/2 | 0 | 14480,93 | 690.5633 | 434.1274 |
5/2 | 3/2 | 1 | 14495.08 | 689.8893 | 434.5516 |
7/2 | 5/2 | 2 | 14510.09 | 689.1756 | 435.0015 |
9/2 | 7/2 | 3 | 14525.53 | 688.4430 | 435.4644 |
2/11 | 9/2 | 4 | 14541.43 | 687.6903 | 435.9411 |
13/2 | 2/11 | 5 | 14557,98 | 686.9085 | 436.4373 |
C 2 Σ + → X 2 Σ + transición está en el ultravioleta cercano. [3]
Espectro de microondas
La energía requerida para hacer girar la molécula de CaH desde su nivel más bajo hasta el primer nivel cuántico corresponde a una frecuencia de microondas, por lo que hay una absorción de alrededor de 253 GHz. Sin embargo, el giro de la molécula también se ve afectado por el giro de un electrón desapareado en el calcio y el giro del protón en el hidrógeno. El giro del electrón conduce a la división de la línea en aproximadamente 1911,7 MHz, y el giro relativo al giro del protón da como resultado una división hiperfina de la línea en aproximadamente 157,3 MHz. [dieciséis]
espín de la molécula número cuántico | número cuántico de espín de electrones | número cuántico de espín del protón | frecuencia | |||
norte | NORTE' | J | J ' | F | F' | kHz |
0 | 1 | 1/2 | 1/2 | 1 | 1 | 252163082 |
0 | 1 | 1/2 | 1/2 | 1 | 0 | 252216347 |
0 | 1 | 1/2 | 1/2 | 0 | 1 | 252320467 |
0 | 1 | 1/2 | 3/2 | 1 | 1 | 254074834 |
0 | 1 | 1/2 | 3/2 | 1 | 2 | 254176415 |
0 | 1 | 1/2 | 3/2 | 0 | 1 | 254232179 |
Reacciones
El CaH reacciona con el litio como un gas frío que libera 0,9 eV de energía y forma moléculas de LiH y átomos de calcio. [17]
Lectura extra
- Calvin, Aaron T .; Janardan, Smitha; Condoluci, John; Rugango, Réne; Pretzsch, Eric; Shu, Gang; Brown, Kenneth R. (16 de marzo de 2018). "Espectroscopia rovibrónica de 40CaH enfriado simpáticamente". El Journal of Physical Chemistry A . 122 (12): 3177–3181. Código bibliográfico : 2018JPCA..122.3177C . doi : 10.1021 / acs.jpca.7b12823 . PMID 29521505 .
Referencias
- ^ Barbuy, B .; Schiavon, RP; Gregorio-Hetem, J .; Singh, PD; Batalha, C. (octubre de 1993). "Intensidad de las líneas de CaH en Cool Dwarfs". Serie de suplementos de astronomía y astrofísica . 101 (2): 409. Bibcode : 1993A & AS..101..409B .
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