リチウム-ヘリウム化合物
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出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2026/03/19 09:28 UTC 版)
| 識別情報 | |
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3D model (JSmol)
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PubChem CID
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CompTox Dashboard (EPA)
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| 性質 | |
| HeLi | |
| モル質量 | 10.94 g·mol−1 |
| 関連する物質 | |
| その他の 陽イオン |
ヘリウム化二ナトリウム |
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特記無き場合、データは標準状態 (25 °C [77 °F], 100 kPa) におけるものである。
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リチウム-ヘリウム化合物（リチウム-ヘリウムかごうぶつ）は、化学式LiHeで表されるヘリウムとリチウムの無機化合物である。低温低密度のガスである。ファンデルワールス分子であり、各分子はファンデルワールス力によって結合したヘリウム原子とリチウム原子からなる[1]。リチウム-ヘリウム化合の合成は、他のヘリウム二量体の合成や、エフィモフ状態やカシミール効果の研究に応用可能な原子クラスタの合成の可能性に寄与する[2]。
検出
リチウム-ヘリウム化合物は、2013年に検出された。従来7Li4Heは0.0039 cm−1 （7.7×10−8eV, 1.2×10−26J, 6 mK[2]）の結合エネルギーを持ち、結合長は28 Åであると予測されており[1]、ファンデルワールス結合を持つヘリウム分子は、Ag3He、He2が知られていた[1]。リチウム-ヘリウム化合物の検出は、蛍光によって行われ、X2Σ状態のリチウム原子がA2Π状態は励起し、スペクトルには一対の線が現れ、それぞれが7Liの超微細構造に分裂した。これらの線の波数はそれぞれ14902.563, 14902.591, 14902.740, 14902.768 cm−1であり、2対は0.177 cm−1離れていた。これは、LiHe分子の2つの異なる振動状態（1/2および3/2）によって説明される[1]。原子間の結合が極めて弱いため、いかなる回転や振動にも耐えられず分離してしまう。最も弱い回転状態のエネルギーは40 mKおよび80 mKであり、6 mKの結合エネルギーを上回っている[2]。
リチウム-ヘリウム化合物は、1～5 Kの極低温ヘリウム緩衝ガスへの金属リチウムのレーザーアブレーションによって合成された。LiHe分子の割合は、Heの密度に比例し、温度上昇に伴って減少する[1]。
性質
リチウム-ヘリウム化合物は極性分子であり、常磁性体である[2]。
リチウムとヘリウム原子の平均距離は同位体によって異なり、6LiHeでは48.53 Åであるが、7LiHeでは平均で28.15 Åであり、はるかに小さい値をとる[3]。
リチウム-ヘリウム化合物のヘリウム原子が励起し、1s電子が2sへ遷移すると、エネルギーの移動によりリチウムをイオン化し、分子が分離する。これは原子間クーロン崩壊と呼ばれる。Li+とHeの崩壊生成物のエネルギー分布は、十数回上下に振動する曲線を描く[3]。
脚注
- ^ a b c d e Tariq, Naima; Taisan, Nada; Singh, Vijay; Weinstein, Jonathan (8 April 2013). “Spectroscopic Detection of the LiHe Molecule”. Physical Review Letters 110 (15). Bibcode: 2013PhRvL.110o3201T. doi:10.1103/PhysRevLett.110.153201. PMID 25167262.
- ^ a b c d Friedrich, Bretislav (8 April 2013). “A Fragile Union Between Li and He Atoms”. Physics 6: 42. Bibcode: 2013PhyOJ...6...42F. doi:10.1103/Physics.6.42. hdl:11858/00-001M-0000-000E-F3C4-C.
- ^ a b Ben-Asher, Anael; Landau, Arie; Cederbaum, Lorenz S.; Moiseyev, Nimrod (24 July 2020). “Quantum Effects Dominating the Interatomic Coulombic Decay of an Extreme System”. The Journal of Physical Chemistry Letters 11 (16): 6600–6605. doi:10.1021/acs.jpclett.0c01974. PMID 32706968.
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