excímero
Un excímero (originalmente abreviatura de dímero excitado ) es una molécula dimérica o heterodimérica de vida corta formada a partir de dos especies, al menos una de las cuales tiene una capa de valencia completamente llena de electrones (por ejemplo, gases nobles ). En este caso, la formación de moléculas solo es posible si dicho átomo se encuentra en un estado electrónico excitado . [1] Las moléculas heteronucleares y las moléculas que tienen más de dos especies también se denominan moléculas exciplex (originalmente abreviatura de complejo excitado ). Los excímeros suelen ser diatómicos y están compuestos por dos átomos o moléculas que no se unirían si ambos estuvieran en el estado fundamental . La vida útil de un excimer es muy corta, del orden de nanosegundos . La unión de un mayor número de átomos excitados forma grupos de materia de Rydberg , cuya vida útil puede exceder muchos segundos.
Bajo el formalismo de orbitales moleculares , una molécula típica en estado fundamental tiene electrones en los niveles de energía más bajos posibles. De acuerdo con el principio de Pauli , como máximo dos electrones pueden ocupar un orbital dado, y si un orbital contiene dos electrones, deben estar en estados de espín opuesto . El orbital molecular ocupado más alto se llama HOMO y el orbital molecular desocupado más bajo se llama LUMO; la brecha de energía entre estos dos estados se conoce como brecha HOMO-LUMO . Si la molécula absorbe luz cuya energía es igual a esta brecha, un electrón en el HOMO puede ser excitado al LUMO. Esto se llama el estado excitado de la molécula .
Los excímeros solo se forman cuando uno de los componentes del dímero está en estado excitado. Cuando el excímero regresa al estado fundamental, sus componentes se disocian y, a menudo, se repelen entre sí. La longitud de onda de la emisión de un excímero es más larga (menor energía) que la de la emisión del monómero excitado . Por lo tanto, un excímero puede medirse mediante emisiones fluorescentes.
Debido a que la formación de excímeros depende de una interacción bimolecular , es promovida por una alta densidad de monómeros. Las condiciones de baja densidad producen monómeros excitados que se degradan al estado fundamental antes de interactuar con un monómero no excitado para formar un excímero.
El término excimer (dímero en estado excitado) se limita, estrictamente hablando, a los casos en los que se forma un dímero verdadero; es decir, ambos componentes del dímero son la misma molécula o átomo. El término exciplejo se refiere al caso heterodimérico; sin embargo, el uso común expande excimer para cubrir esta situación.
Los complejos diatómicos heterodiméricos que involucran un gas noble y un haluro , como el cloruro de xenón , son comunes en la construcción de láseres excímeros , que son la aplicación más común de los excímeros. Estos láseres aprovechan el hecho de que los componentes del excímero tienen interacciones atractivas en el estado excitado e interacciones repulsivas en el estado fundamental . La emisión de moléculas de excimer también se utiliza como fuente de luz ultravioleta espontánea ( lámparas de excimer ). [2]
