أحادي هيدريد الكالسيوم

هيدريد الكالسيوم الأحادي هو جزيء يتكون من الكالسيوم والهيدروجين، وصيغته الكيميائية CaH . يوجد في النجوم على شكل غاز يتكون عند وجود ذرات الكالسيوم مع ذرات الهيدروجين.

تم اكتشاف أحادي هيدريد الكالسيوم لأول مرة عندما تم رصد طيفه في ألفا هرقل و أو سيتي بواسطة ألفريد فاولر في عام 1907. ^{[ 1 ] [ 2 ]} وقد تم رصده في البقع الشمسية في العام التالي بواسطة سي إم أولمستيد. ^{[ 3 ] [ 4 ]} بعد ذلك، تم تصنيعه في مختبر عام 1909 بواسطة أ. إيجل، ^{[ 3 ]} وبأبحاث مبكرة أجراها هولثين، ^{[ 5 ]} وواتسون وويبر عام 1935. ^{[ 6 ]} كما لوحظ أيضًا في الأقزام الحمراء بواسطة ي. أومان عام 1934. اقترح أومان استخدامه كمؤشر لشدة إضاءة النجوم، على غرار أحادي هيدريد المغنيسيوم (MgH)، حيث يكون أكثر وضوحًا في أطياف النجوم المدمجة والباردة ذات الجاذبية السطحية العالية مثل الأقزام الحمراء مقارنةً بالنجوم الباردة ذات الجاذبية السطحية المنخفضة مثل العمالقة الحمراء ذات المعدنية غير المهملة، أو حتى المماثلة . ^{[ 7 ]}

يُعدّ أحادي هيدريد الكالسيوم أول غاز جزيئي تم تبريده بواسطة غاز عازل بارد ثم حُبس بواسطة مجال مغناطيسي. وهذا يوسع نطاق دراسة الذرات الباردة المحصورة، مثل الروبيديوم، لتشمل الجزيئات. ^{[ 8 ]}

يمكن تكوين أحادي هيدريد الكالسيوم عن طريق تعريض الكالسيوم المعدني لتفريغ كهربائي في جو من الهيدروجين عند درجة حرارة أعلى من 750  درجة مئوية. أما عند درجة حرارة أقل من ذلك، فيتم امتصاص الهيدروجين لتكوين هيدريد الكالسيوم. ^{[ 3 ]}

يمكن تكوين أحادي هيدريد الكالسيوم عن طريق الاستئصال بالليزر لثنائي هيدريد الكالسيوم في جو من الهيليوم. ^{[ 9 ]}

يتفاعل الكالسيوم الغازي مع الفورمالديهايد عند درجات حرارة تقارب 1200 كلفن لإنتاج CaH بالإضافة إلى بعض CaOH و CaO. ويتوهج هذا التفاعل باللون البرتقالي المحمر.

يبلغ عزم ثنائي القطب لجزيء CaH 2.94 ديبي. ^{[ 10 ] [ 11 ]} وقد تم قياس الثوابت الطيفية كالتالي: طول الرابطة Re = _2.0025 أنغستروم  ، وطاقة التفكك De ₌ 1.837  إلكترون فولت، والتردد الاهتزازي التوافقي ωe ₌ 1298.34  سم⁻¹ ^{. [ 10 ]} جهد التأين 5.8  إلكترون فولت. ^{[ 10 ]} الألفة الإلكترونية 0.9  إلكترون فولت. ^{[ 10 ]}

الحالة الأرضية هي X ² Σ ⁺ . ^{[ 10 ]}

الحالات الإلكترونية هي: ^{[ 12 ]}

• 6σ ² 7σ X ² Σ ^{+ [ 13 ]}
• 6σ ² 3π A ² Π
• 6σ ² 8σ B ² Σ ⁺
• 6σ ² 4π E ² Π
• 6σ7σ ² D ² Σ ⁺

يتفاعل CaH مع الليثيوم كغاز بارد مطلقا 0.9 إلكترون فولت من الطاقة ومكونا جزيئات LiH وذرات الكالسيوم. ^{[ 17 ]}

• كالفن، آرون ت.؛ جاناردان، سميثا؛ كوندولوتشي، جون؛ روغانغو، رينيه؛ بريتزش، إريك؛ شو، غانغ؛ براون، كينيث ر. (16 مارس 2018). "مطيافية الدوران الاهتزازي لـ 40CaH المبرد بالتبريد التعاطفي". مجلة الكيمياء الفيزيائية أ . 122 (12): 3177-3181 . Bibcode : 2018JPCA..122.3177C . doi : 10.1021/acs.jpca.7b12823 . hdl : 1853/60241 . PMID : 29521505 .