Магнезиум монохидрид

Магнезиум монохидрид

Назив според МСЧПХ Магнезиум монохидрид
Други називи Магнезиум(I) хидрид, хидридомагнезиум(•)
Назнаки
CAS-бр.	14332-53-7 Н
InChI InChI=1S/Mg.H
3Д-модел (Jmol)	Слика
PubChem	162791893
SMILES [H].[Mg]
Својства
Хемиска формула
Моларна маса	0 g mol−1
Изглед	зелен светлечки гас[1]
Растворливост во вода	reacts violently
Слични супстанци
Други катјони	Берилиум монохидрид Калциум монохидрид Стронциум монохидрид Бариум монохидрид Калиум хидрид
Дополнителни податоци
Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa)
Наводи

Магнезиум монохидрид — молекуларен гас со формула MgH кој постои на високи температури, како што се атмосферите на Сонцето и ѕвездите.^[2] Првично бил познат како магнезиум хидрид, иако тоа име сега почесто се користи кога се однесува на сличната хемикалија магнезиум дихидрид.

За Џорџ Даунинг Ливинг и Џејмс Девар се тврди дека се првите што направиле и набљудувале спектрална линија од MgH во 1878 година ^[3][4] Сепак, тие не сфатиле која е супстанцијата.^[5]

Ласерот може да испари металот на магнезиум за да формира атоми кои реагираат со молекуларниот водороден гас за да формираат MgH и други хидриди на магнезиум.^[6]

Електричното празнење преку водороден гас при низок притисок (20 паскали) што содржи парчиња магнезиум може да произведе MgH. Термички произведените водородни атоми и пареата на магнезиум можат да реагираат и да се кондензираат во цврста матрица на аргон . Овој процес не функционира со цврст неон, веројатно поради формирањето наMgH
2Наместо тоа, .^[7]

Едноставен начин да се произведе малку MgH е согорување на магнезиум во пламен од бунзен горилник, каде што има доволно водород за привремено да се формира MgH. Магнезиумските лакови во пареата, исто така, произведуваат MgH, но исто така произведуваат MgO.

Природното формирање на MgH се случува кај ѕвездите, кафеавите џуџиња и големите планети, каде што температурата е доволно висока. Реакцијата што го произведува е или 2 Mg + H
2 → 2 MgH или Mg + H → MgH. Распаѓањето е со обратен процес. За формирање е потребно присуство на гас магнезиум. Количината на гас магнезиум е значително намалена во студените ѕвезди со неговото извлекување во облаците од енстатит, магнезиум силикат. Инаку, во овие ѕвезди, под сите магнезиум силикатни облаци каде што температурата е потопла, концентрацијата на MgH е пропорционална на квадратниот корен на притисокот и концентрацијата на магнезиум, и 10^−4236/T. MgH е вториот најзастапен гас што содржи магнезиум (по атомскиот магнезиум) во подлабоките потопли делови на планетите и кафените џуџиња.^[8][9]

Реакцијата на атомите на Mg со H
2 (диводороден гас) е всушност ендотермична и продолжува кога атомите на магнезиум се возбудуваат електронски. Атомот на магнезиум се вметнува во врската помеѓу двата атоми на водород за да создаде привремена молекула MgH
2, која брзо се врти и се распаѓа во вртечка MgH молекула и атом на водород.^[10] Произведените молекули на MgH имаат бимодална дистрибуција на стапките на ротација. Кога протиумот се менува за деутериум во оваа реакција, дистрибуцијата на ротации останува непроменета. (Mg + D
2 или Mg +HD). Производите со ниска стапка на ротација исто така имаат ниски нивоа на вибрации, а исто така се и „ладни“.^[11]

Далечната инфрацрвена светлина содржи ротационен спектар на MgH кој се движи од 0,3 до 2 THz. Ова исто така содржи хиперфина структура.^{[12] 24}Се предвидува дека MgH има спектрален линии за различни ротациони премини за следните вибрациони нивоа.^[13]

Видливиот опсег на спектарот на магнезиум хидрид за прв пат бил забележан во 19 век, а наскоро било потврдено дека се должи на комбинацијата на магнезиум и водород. Дали навистина постоело соединение се расправало поради тоа што не можело да се произведе цврст материјал. И покрај ова, терминот магнезиум хидрид се користел за што и да е опсегот на опсегот. Овој термин се користел пред да се открие магнезиум дихидрид. Спектралните појаси имале глави со флутинг во жолто зелените, зелените и сините делови од видливиот спектар.

Жолто зелената лента на MgH спектарот е околу брановата должина 5622 Å. Сината лента е 4845 Å^[14]

Главниот опсег на MgH во видливиот спектар се должи на електронската транзиција помеѓу нивоата A²Π→X²Σ⁺ во комбинација со транзиции во ротациона и вибрациона состојба.^[15]

За секоја електронска транзиција, постојат различни опсези за промени помеѓу различните состојби на вибрации. Преминот помеѓу вибрационите состојби е претставен со помош на загради (n,m), при што n и m се броеви. Во секој бенд има многу линии организирани во три групи наречени гранки. Филијалата P, Q и R се разликуваат по тоа дали ротациониот квантен број се зголемува за еден, останува ист или се намалува за еден. Линиите во секоја гранка ќе имаат различни ротациони квантни броеви во зависност од тоа колку брзо се вртат молекулите.^[16] За транзицијата A²Π→X²Σ⁺ транзициите на најниското ниво на вибрации се најистакнати, но сепак A ^>2П енергетското ниво може да има вибрациона квантна состојба до 13. Секое повисоко ниво и молекулата има премногу енергија и се раздвојува. За секое ниво на вибрациона енергија има голем број на различни стапки на ротација што молекулата може да ги одржи. За нивото 0, максималниот ротациски квантен број е 49. Над оваа стапка на ротација тој би се вртел толку брзо што би се распаднал. Потоа, за последователно повисоки нивоа на вибрации од 2 до 13, бројот на максимални ротациони нивоа се намалува низ низата 47, 44, 42, 39, 36, 33, 30, 27, 23, 19, 15, 11 и 6.^[17]

Системот B'²Σ⁺→X²Σ⁺ е премин од малку повисока електронска состојба во основната состојба. Исто така, има линии во видливиот спектар што може да се набљудуваат во сончева дамка. Бендовите се без глава. Опсегот (0,0) е слаб во споредба со (0,3), (0,4), (0,5), (0,6), (0,7), (1,3), (1 ,4), (1,7) и (1,8) вибрациони појаси.^[18]

Состојбата C²Π има ротациони параметри од B = 6,104 cm⁻¹, D = 0,0003176 cm ⁻¹, A = 3,843 cm⁻¹ и p = -0,02653 cm⁻¹. Има енергетско ниво од 41242 cm⁻¹.^[19]

Друго ²Δ електронско ниво има енергија 42192 cm⁻¹ и параметри на ротација B = 6,2861 cm⁻¹ и A = -0,168 cm⁻¹.^[19]

Друго ²Δ електронско ниво има енергија 42192 cm⁻¹ и параметри на ротација B = 6,2861 cm⁻¹ и A = -0,168 cm⁻¹.^[19]

Ултравиолетовото има многу повеќе опсези поради електронските состојби со повисока енергија.^[20][21][22]

УВ спектарот содржи глави на бендови на 3100 Å поради вибрационата транзиција (1,0) 2940 Å (2,0) 2720 Å (3,0) 2640 Å (0,1) 2567Å (1sp; 3).^{[23][24][25][26][27]}

^[30]

Молекулата на магнезиум монохидрид е едноставна дијатомска молекула со магнезиум атом поврзан со атом на водород. Растојанието помеѓу атомите на водород и магнезиум е 1,7297 А.^[31] Основната состојба на магнезиум монохидрид е X²Σ⁺.^[1] Поради едноставната структура симетријата точка група на молекулата е C_∞v.^[31] моментот на инерција на една молекула е 4,805263×10⁻⁴⁰ g cm².^[31]

Врската има значаен ковалентен карактер.^[32] диполен момент е 1.215 дебај^[33][34]

Масовните својства на гасот MgH вклучуваат енталпија на формирање од 229,79 kJ mol⁻¹,^[31] ентропија 193,20 J K⁻¹ mol^−1[31] и топлински капацитет од 29,59 J K⁻¹ mol⁻¹.^[31]

енергијата на дисоцијација на молекулата е 1,33 eV.^[35] Потенцијалот за јонизација е околу 7,9 eV со јонот MgH+
се формира кога молекулата губи електрон.^[36]

Во матриците на благородни гасови, MgH може да формира два вида димер: HMgMgH и ромбичен облик (◊) (HMg)
2 во кој молекулата на диводород ја премостува врската помеѓу два атоми на магнезиум. MgH, исто така, може да формира комплекс со диводород HMg · H
2. Фотолиза ги зголемува реакциите кои го формираат димерот.^[6] Енергијата за разградување на димерот HMgMgH на два MgH радикали е 197 kJ/mol. Mg(μ-H
2)Mg има 63 kJ/mol повеќе енергија од HMgMgH.^[37] Теоретски гасната фаза HMgMgH може да се распадне до Mg
2 и H
2 ослободување; kJ/mol енергија егзотермично.^[37] Растојанието помеѓу атомите на магнезиум во HMgMgH се пресметува на 2,861 Å.^[38] HMgMgH ca. n да се смета за формално основно соединение за други супстанции LMgMgL кои имаат врска магнезиум со магнезиум. Во овие магнезиум може да се смета дека е во состојба на оксидација +1 наместо нормална +2. Сепак, овие соединенија не се направени од HMgMgH.^[39][40][41]

MgH+
може да се направи со протони кои удираат во магнезиум или диводороден гас H
2 во интеракција со единечни јонизирани атоми на магнезиум (H
2 + Mg+
→ MgH+
+ H).^[42]

MgH−
,^[43] MgH−
3 и MgH−
2 се формирани од ниска водород под притисок или амонијак преку магнезиумова катода. Дихидридниот јон се произведува најмалку од трите.^[43]

HMgO и HMgS се теоретски истражени. MgOH и MgSH се со помала енергија..^[44]

MgH−
,^[43] MgH−
3 и MgH−
2 се формираат од низок притисок водород или амонијак преку магнезиумова катода.^[43] Трихидридниот јон се произведува најмногу, а во поголем дел кога се користи чист водород наместо амонијак. Дихидридниот јон се произведува најмалку од трите.^[43]

Спектарот на MgH во ѕвездите може да се користи за мерење на односот на изотоп на магнезиум, температурата и гравитацијата на површината на ѕвездата.^[45] Кај жешките ѕвезди MgH ќе биде претежно дисосоциран поради топлината што ги крши молекулите, но може да се открие во поладен тип G, K и M ѕвезди.^[46] Може да се открие и во starspots или сончева дамкаs. Спектарот на MgH може да се користи за проучување на магнетното поле и природата на ѕвездените точки.^[47]

Некои MgH спектрални линии се појавуваат видливо во вториот сончев спектар, тоа е фракционата линеарна поларизација. Линиите припаѓаат на гранките Q₁ и Q₂. Линиите за апсорпција на MgH се имуни на Ханле ефект каде што поларизацијата е намалена во присуство на магнетни полиња, како што се во близина на сончеви дамки. Истите овие линии на апсорпција не страдаат од Зиман ефект. Причината што гранката Q се појавува на овој начин е затоа што линиите на гранката Q се четири пати пополаризирани и двапати поинтензивни од линиите на разгранување P и R. Овие линии кои се повеќе поларизирани се исто така помалку подложни на ефекти на магнетното поле.^[48]

• Guntsch, Arnold (1934). „Uber das Bandenspektrum des Magnesiumhydrids“. Zeitschrift für Physik (германски). 87 (5–6): 312–322. Bibcode:1934ZPhy...87..312G. doi:10.1007/bf01333426. ISSN 1434-6001. S2CID 121108292.
• Guntsch, Arnold (1937). „Neue Untersuchungen über das Bandenspektrum des Magnesiumhydrids“. Zeitschrift für Physik (германски). 104 (7–8): 584–591. Bibcode:1937ZPhy..104..584G. doi:10.1007/BF01330073. ISSN 1434-6001. S2CID 122298682.
• Gumtsch, Arnold (1935). „Über das ultraviolette Bandenspektrum des Magnesiumhydrids und Magnesiumdeutrids“. Zeitschrift für Physik (германски). 93 (7–8): 534–538. Bibcode:1935ZPhy...93..534G. doi:10.1007/bf01330379. ISSN 1434-6001. S2CID 122512562.
• Guntsch, Arnold (1937). „Über einige neue Banden des Magnesiumhydrids“. Zeitschrift für Physik (германски). 107 (5–6): 420–424. Bibcode:1937ZPhy..107..420G. doi:10.1007/bf01330185. ISSN 1434-6001. S2CID 121467969.
• Balfour, Walter J.; Cartwright, Hugh M. (1975). „Low-lying electronic states of magnesium hydride“. Chemical Physics Letters. 32 (1): 82–85. Bibcode:1975CPL....32...82B. doi:10.1016/0009-2614(75)85173-6. ISSN 0009-2614.
• Balfour, Walter J.; Cartwright, Hugh M. (1976). „TheB′2Σ+ → X2Σ+systems of MgH and MgD“. Canadian Journal of Physics. 54 (18): 1898–1904. Bibcode:1976CaJPh..54.1898B. doi:10.1139/p76-229. ISSN 0008-4204.
• Chan, Arthur C. H.; Davidson, Ernest R. (1970). „Theoretical Study of the MgH Molecule“. The Journal of Chemical Physics. 52 (8): 4108. Bibcode:1970JChPh..52.4108C. doi:10.1063/1.1673619. ISSN 0021-9606.
• Sink, M.L.; Bandrauk, A.D.; Henneker, W.H.; Lefebvre-Brion, H.; Raseev, G. (1976). „Theoretical study of the low-lying electronic states of MgH“. Chemical Physics Letters. 39 (3): 505–510. Bibcode:1976CPL....39..505S. doi:10.1016/0009-2614(76)80316-8. ISSN 0009-2614.
• Main, Roger P.; Carlson, Donald J.; DuPuis, Richard A. (1967). „Measurement of oscillator strengths of the MgO(B1Σ+ - X1Σ+) and MgH(A2π - X2Σ+) band systems“. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 7 (5): 805–811. Bibcode:1967JQSRT...7..805M. doi:10.1016/0022-4073(67)90036-2. ISSN 0022-4073.
• Lambert, D. L.; Mallia, E. A.; Petford, A. D. (1971). „Magnesium Hydride in the Sun“. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 154 (3): 265–278. Bibcode:1971MNRAS.154..265L. doi:10.1093/mnras/154.3.265.
• Boyer, R. (1971). „Isotopic Lines of the MgH Molecule“. Astronomy and Astrophysics. 12: 464. Bibcode:1971A&A....12..464B.
• Olga Yurchenko. „ExoMol Bibliography for MgH“. Посетено на 10 January 2015.
• „Isotopologues of MgH“. ExoMol. Посетено на 13 January 2015.