수소화 포지트로늄

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수소화 포지트로늄의 공-막대 모델

수소화 포지트로늄[1]은 별난 원자인 포지트로늄과 하나의 수소 원자를 가지는 별난 분자이다. 또 PsH로도 표기된다. A ore가 1951년에 그 존재를 예측했고,[2] 이후에 이론적으로 연구되었지만, 1990년 까지 관측되지 않았다. R. Pareja, R. Gonzalez가 마드리드에서 포지트로늄을 수산화 마그네슘결정에 가두었다. 트랩은 오크 리지 국립 연구소에서 yok chen에의해 준비 되었다.[3] 이 실험에서 양전자는 감속되었다. 그래서 그들은 높은 속도로 움직이지 않았고, 그리고 그들은 결정 속 H 이온과 반응 했다.[4] 1992년에 덴마크의 Aarhus대학에서 David M. Schader 와 F.M. Jacobson등이 한 실험에서 만들어 졌다. 연구자들은 포지트로늄을 메탄에 발사하여 수소화 포지트로늄을 만들었다. 속도가 느려지면 전자들이 양전자와 결합해 포지트로늄을 형성하고 이는 메탄에서 나오는 수소와 결합하여 수소화 포지트로늄을 만든다.[5]

붕괴[편집]

수소화 포지트로늄은 하나의 양성자, 두 개의 전자 그리고 하나의 양전자로 구성된다. 결합에너지는 1.1±0.2 eV이다. 분자의 수명은 0.65 나노초이다. Positronium deuteride 또한 수명이 동일하다.[4]

포지트로늄의 부패는 붕괴에서 방출되는 두개의 511keV 감마선 광자를 측정함으로 쉽게 관찰된다. 포지트로늄의 광자가 가지는 에너지 결합에너지에 의해 분자와 약간 다르다. 그러나 이는 아직 검출 되지 않았다.[1]

특성[편집]

수소화 포지트로늄의 구조는 이원자 분자이며, 두개의 양전하 중심 사이에서 화학결합을 가진다. 전자들은 양성자쪽에 더 집중된다.[6] 수소화 포지트로늄 특성의 예측은 4체 쿨롱 문제이다. 확률적인 변분법으로 계산한 결과,분자의 크기는 수소분자보다 크다. 양전자 와 양성자는평균적으로 3.66 a0떨어져 있다. 포지트로늄 원자에 비해 분자 속에 존재하는 포지트로늄은 크기가3.48a0으로 원래의 30보다 부풀러 있다. 전자와 양성자의 평균 거리는 수소분자보다 크다, 이는2.31 a0이며 2.8au에서 최대 밀도를 가진다.[1]

형성[편집]

수소화 포지트로늄의 짧은 수명 때문에 그의 화학적 특성을 확고히 하기 힘들다. 이론적인 계산을 통해 무슨 일이 일어날 지 예측 할 수 있다. 형성의 한 방법은 수소화 알칼리 금속이 양전자와 반응 하는 것이다. 쌍극자 모멘트가 1.625디바이 보다 큰 분자들은 양전자를 끌어당기고 묶어놓을 수 있다. 크로포드 모델은 이와 같은 양전자 구속을 예측한다. 그러나 수소화 리튬, 나트륨 수소화물 및 수소화 칼륨 분자의 경우 이 첨가물은 분해되고 수소화 포지트로늄 과 알칼리 양이온이 형성된다.[7]

비슷한 화합물[편집]

수소화 포지트로늄은 간단한 별난 화합물이다. 포지트로늄의 다른 화합물은 다음과 같은 반응, e+ +AB PsA+B+을 통해 형성이 가능 하다.[8] 포지트로늄을 포함 하는 다른물질은 di-positronium 고 두개의 전자를 가지는 이온 Ps이 있다. 일반적인 물질과 Ps의 분자는 할로겐화물과 시안화물이 있다.[6]

각주[편집]

  1. Usukura, J.; K. Varga; Y. Suzuki (22 Apr 1998)
  2. Usukura, J.; Varga, K.; Suzuki, Y. (1998).
  3. "FY 1992 Accomplishments - "Out of This World" Chemical Compound Observed" (PDF). p. 9.
  4. Monge, M. A.; R. Pareja; R. González; Y. Chen (1996)
  5. Schrader, D. M.; Jacobson, Finn M.; Niels-Peter, Niels-Peter; Mikkelsen, Ulrik (1992)
  6. Saito, Shiro L. (2000)
  7. Oyamada, Takayuki; Masanori Tachikawa (2014)
  8. Schrader, D. M. (1992)