ज़ेनॉन मोनोक्लोराइड: Difference between revisions

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के लिए केवल दो ही निश्चय हैं {{chem|CCl|4}} और ये संयोग हैं। HCl के लिए, दो मान सांख्यिकीय रूप से दूसरों से दूर हैं।<ref name="Baginskii1444"/><ref name="TangLorentsLasers’81"/> Giving an explanation for this distance remains difficult. The confidence interval at a threshold of 5% is from 4 to 7{{e|-10}}&nbsp;cm<sup>3</sup>s<sup>−1</sup>.


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क्लोरीन के स्थिति में, {{chem|Cl|2}}, माप का केवल आधा हिस्सा सांख्यिकीय रूप से समीप है।<ref name="Mc Cown and Eden"/><ref name="Berman"/><ref name="Tang"/><ref name="Wategaonkar"/>फिर भी, इस निकटता को समझाना कठिन है। 5% की सीमा पर इसका आत्मविश्वास अंतराल 3.7 से 4.5{{e|-10}} सेमी<sup>3</sup>s<sup>−1</sup> तक भिन्न होता है। ऐसा प्रतीत होता है कि तीन क्लोरीन {{chem|Xe|2|Cl|*}} डोनरओं का टकराव के विनाश पर समान प्रभाव पड़ता है .
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Latest revision as of 12:09, 18 August 2023

ज़ेनॉन मोनोक्लोराइड
Xenon-monochloride-chemical-structure.svg
Ball-and-stick model of xenon monochloride
Spacefill model of xenon monochloride
Identifiers
3D model (JSmol)
ChemSpider
  • InChI=1S/ClXe/c1-2
    Key: HGCGQDMQKGRJNO-UHFFFAOYSA-N
  • InChI=1/ClXe/c1-2
    Key: HGCGQDMQKGRJNO-UHFFFAOYAS
  • Cl[Xe]
Properties
XeCl
Molar mass 166.746 g/mol
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).

ज़ेनॉन मोनोक्लोराइड (XeCl) उत्तेजक के रूप में उपयोग किया जाता है, इसका प्रमुख उपयोग Xाइमर लेजर और Xीमर लैंप में किया जाता है जो 308 एनएम पर पराबैंगनी प्रकाश उत्सर्जित करता है। इसका प्रयोग चिकित्सा में सबसे अधिक किया जाता है। इसके आधार पर ज़ेनॉन मोनोक्लोराइड को पहली बार 1960 के दशक में संश्लेषित किया गया था। इसकी गतिज योजना बहुत जटिल है और इसकी स्थिति में परिवर्तन नैनोसेकंड टाइमस्केल पर होता है। गैसीय अवस्था में, कम से कम दो प्रकार के जीनन मोनोक्लोराइड ज्ञात हैं: इस प्रकार XeCl और Xe
2Cl, जबकि जटिल समुच्चय उत्कृष्ट गैस आव्यूह में ठोस अवस्था में बनते हैं। जीनन की उत्तेजित अवस्था हलोजन के समान होती है और यह उनके साथ प्रतिक्रिया करके उत्तेजित आणविक यौगिक बनाती है।

परिचय

जो अणु केवल इलेक्ट्रॉनिक रूप से उत्तेजित अवस्था में स्थिर होते हैं उन्हें Xीमर अणु कहा जाता है, अपितु यदि वे हेटेरोन्यूक्लियर अणु हैं तो उन्हें XeCl अणु भी कहा जा सकता है। XeCl हैलाइड्स RgX सूत्र के साथ दुर्लभ गैस हैलाइडों का महत्वपूर्ण वर्ग बनाते हैं। Rg उत्कृष्ट गैस है, और X हैलोजन है। ये अणु फोटॉन उत्सर्जित करके डी-Xाइटेड होते हैं जिसकी ऊर्जा कुछ इलेक्ट्रॉनवोल्ट होती है। इसलिए, उत्पन्न प्रकाश की तरंग दैर्ध्य दृश्य या पराबैंगनी स्पेक्ट्रा में होती है। गैस या गैसीय मिश्रण जो इन अणुओं के निर्माण का कारण बन सकते हैं, जनसंख्या व्युत्क्रमण के बाद से अर्ध-आदर्श लेजर माध्यम है, Xाइमर बनने पर सीधे प्राप्त होता है। अस्थिर जमीनी स्थिति का दूसरा परिणाम यह है कि Xाइमर या XeCl प्रजातियां बाहरी उत्तेजना (या तो डिस्चार्ज, इलेक्ट्रॉन बीम, माइक्रोवेव या विकिरण के माध्यम से) द्वारा उत्पन्न होनी चाहिए। XeCl उत्पन्न करने के लिए कम से कम दो गैसों हैलोजन डोनर और दुर्लभ गैस का उपयोग किया जाना चाहिए।[1] चूंकि, जैसा कि सूची 1 में दिखाया गया है, सभी दुर्लभ गैस हैलाइड अणु लेज़रों के विकास का कारण नहीं बनते हैं; कुछ का अस्तित्व भी नहीं हो सकता है। अनेक अणु और अनुप्रयोग विकसित किए गए हैं।[2][3][4][5][6][7][8][9][10]

सूची 1. दुर्लभ-गैस हैलाइडों के गुण। D - अणु विघटनकारी है और अस्तित्व में नहीं है। एफ-अवलोकित प्रतिदीप्ति। एल - लेजर प्रभाव वाला अणु।[4]
हलोजन/दुर्लभ गैस हीलियम नियोन आर्गन क्रीप्टोन जीनन
फ्लुओरीन D F & D L L L
क्लोरीन D D F & D L L
ब्रोमिन D D D F & D L
आयोडीन D D D D F & D

जीनन क्लोराइड लेजर तकनीक और इसके अनुप्रयोगों से संबंधित कई समीक्षा लेख प्रकाशित किए गए हैं।[11][12][13][14]

कुछ लेखक[11][14] जब दुर्लभ-गैस हैलाइड सम्मिलित होते हैं, तो लेजर माध्यम की गतिकी को सटीक रूप से निर्धारित करने के महत्व पर बल देते हैं। इस प्रकार वर्तमान समय के परिणामों ने लेजर माध्यम के भौतिक रसायन विज्ञान में अंतर्दृष्टि प्रदान की है।[15][16][17] स्पेक्ट्रोस्कोपिक जांच दृश्य-निकट पराबैंगनी क्षेत्र तक सीमित है जहां XeCl लेजर संचालित होते हैं। केवल जीनन और क्लोरीन डोनर के बाइनरी गैस मिश्रण, या टर्नरी मिश्रण जिसमें बफर गैस (Rg द्वारा इंगित दुर्लभ गैस) भी सम्मिलित है, जिस पर विचार किया जाएगा। सबसे रूचिकर क्लोरीन डोनर कार्बन टेट्राक्लोराइड CCl
4 हैं। इसी प्रकार HCl लेजर प्रौद्योगिकी में उनके उपयोग के कारण, और क्लोरीन गैस Cl
2| हैं, इसके लिए चित्र 1 देखें।

XeCl और Xe
2Cl ज़ेनॉन क्लोराइड्स के बीच लेजर अनुप्रयोगों में सबसे महत्वपूर्ण हैं। यद्यपि जीनन और क्लोरीन डोनर के कम दबाव वाले मिश्रण पर आधारित डिस्चार्ज लैंप असंगत प्रकाश उत्सर्जित करते हैं, वे विश्वसनीय और संचालित करने में सरल होते हैं।[18]

इतिहास

यह विचार कि उत्कृष्ट गैसें हैलाइड बना सकती हैं, इस प्रकार 1920 के दशक की प्रारंभ में उत्पन्न हुई:[19] इस प्रकार A वॉन एंट्रोपोफ़[20] और ओड्डो[21] सुझाव दिया गया कि क्रीप्टोण और जीनन ब्रोमाइड और क्लोराइड बना सकते हैं। 1933 में, योस्ट और काये[22] पारा-वाष्प लैंप के साथ जीनन (70 टोर दबाव) और क्लोरीन (225 टोर) के मिश्रण को रोशन करके जीनन क्लोराइड को संश्लेषित करने का असफल प्रयास किया गया था।

ज़ेनॉन मोनोक्लोराइड्स को पहली बार 1965 में संश्लेषित किया गया था।[23] इसके बाद में, ठोस XeCl
2 और XeCl
4 यौगिकों को कम तापमान पर संश्लेषित किया गया था। 1991 में, प्रोस्पेरियो एट अल[24] के अस्तित्व को प्रदर्शित किया XeCl
2 गैसीय अवस्था में, जो लेज़िंग कैनेटीक्स के लिए महत्वपूर्ण है, चूंकि यह अरुचिकर अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करता है।[25]

1973 में रिवरोस एट अल[26] संश्लेषित XeCl−
 10 के दबाव पर गैसीय चरण में आयन−4 टोर इस आयनिक अणु ने कम रुचि आकर्षित की थी।

XeCl का व्यवस्थित अध्ययन 1975 में वेलाज़्को और सेट्सर द्वारा प्रारंभ किया गया था,[27] जिन्होंने 304 एनएम उत्सर्जन का प्रदर्शन किया XeCl
*. यह उत्सर्जन जीनन परमाणुओं को मिलाकर प्राप्त किया गया था (Xe
3P
2) क्लोरीन गैस के साथ Cl
2 या अन्य क्लोरीनयुक्त यौगिक (NOCl और Socl2 या SOCl
2) उत्तेजना ठंडे कैथोड डिस्चार्ज द्वारा प्रदान की गई थी; कुल दबाव कुछ टोर था, इसके कुछ महीनों पश्चात इविंग और Br[28] XeCl 2S1/2+ → 2S1/2+308 एनएम पर फिल्म से लेज़िंग की सूचना दी गई, जो औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए सबसे आशाजनक था। XeCl लेजर के लिए पसंदीदा क्लोरीन डोनर HCl है। इसके दिए गए कारण इस प्रकार हैं:

  • 10−19सेमी2 के क्रम के 308 एनएम पर कम अवशोषण क्रॉस सेक्शन[29] HCl सांद्रता लेज़र की आउटपुट ऊर्जा को पर्याप्त रूप से प्रभावित नहीं करती है। के लिए यह मामला नहीं है Cl
    2     जिसका लगभग 300 एनएम पर बहुत मजबूत अवशोषण होता है।[28][30]
  • क्लोरीन से कम विषैला होता हैं।
  • एक पोस्ट-डिसोसिएशन Xाइमर लेजर उत्पन्न करता है, जो अन्य क्लोरीन डोनरओं की तुलना में अत्यधिक उत्तम है। ऊर्जा उत्पादन को प्रभावित किए बिना 16,000 क्रमशः Xाइमर लेजर पल्स प्राप्त किए गए।[31]
  • कंपन उत्तेजना और Xीमर लैंप की निरंतर दर अन्य क्लोरीन डोनरओं की तुलना में HCl के लिए अधिक अनुकूल है।[32] ये प्रक्रियाएँ XeCl
    *     के निर्माण में सहायता करती हैं।

इसके तीन वर्ष पश्चात लोरेंत्ज़ एट अल[33] (आर्गन/) युक्त मिश्रण में उच्च दबाव (कुछ वायुमंडल (इकाई)) पर प्रयोग किए गए XeCl
2) और 450 एनएम पर केन्द्रित उत्सर्जन पाया गया जिसके लिए XeCl
2 को उत्तरदायी ठहराया गया था।

सर्वप्रथम XeCl
2 लेजर का विकास 1980 में हुआ था।[34][35] इस प्रकार के लेजर को दृश्यमान स्पेक्ट्रम में तरंग दैर्ध्य (30 एनएम) की विस्तृत श्रृंखला में ट्यून करने योग्य होने की संभावना है। यह सच है, भले ही अवशोषण घटनाएँ छोटी तरंग दैर्ध्य के पक्ष में होती हैं और इसलिए इस प्रकाश से विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के लाल क्षेत्र में लेजर कार्रवाई को सीमित करती है। इस प्रकार ठोस अवस्था प्रयोग के साथ Xe
2Cl
*[36] सुझाव दें कि इस प्रकार के लेजर के विकास के लिए गैसीय अवस्था अधिक उपयुक्त है। ठोस अवस्था में मापा गया प्रवर्धन सही था।[37] इस प्रकार इसकी तरल अवस्था[38] यह आदर्श डाई लेजर के समान लगता है, चूंकि कार्यान्वयन जटिल और महंगा लगता है। वर्तमान समय में, Xe
2Cl लेजर को औद्योगिक रूप से विकसित नहीं किया गया है। XeCl के विपरीत, सबसे अच्छा क्लोरीन डोनर CCl4| है,[39] जबकि HCl का उपयोग करते समय कोई लेजर क्रिया नहीं होती है।[34]

मिश्रण में चार अणु प्राथमिक रूप से संश्लेषित होते हैं। विशेष रूप से लेज़रों की प्रायोगिक स्थितियों और उनकी भूमिकाओं के अनुसार इन्हें संश्लेषित करने की संभावना पर ध्यान दें।

XeHCl को गैसीय माध्यम में देखा गया। चूंकि, इस अणु का पता केवल माइक्रोवेव, रेडियो और सुदूर अवरक्त क्षेत्रों में उत्सर्जन स्पेक्ट्रा के माध्यम से लगाया गया है।[40] अपितु दो सैद्धांतिक अध्ययनों द्वारा 232 एनएम पर उत्सर्जन की भविष्यवाणी की गई है,[41] और इसी प्रकार 129 एनएम का उपयोग किया जाता हैं।[42] चूंकि, ध्यान दें कि जब लगभग कुल मिलाकर, यह ठोस-अवस्था रसायन विज्ञान में स्थिर होने की अधिक संभावना है। Xe
3Cl के लिए यह वैसा ही है, जो सैद्धांतिक रूप से 500 एनएम पर उत्सर्जन कर सकता है,[43] जबकि गैसीय अवस्था में यह गतिविधि कभी नहीं देखी गई है।

XeH में तीन ज्ञात उत्सर्जन लाइनें हैं। उन्हें 190 एनएम पर देखा गया,[44] 250 एनएम[45] और 660 एनएम[46] चूंकि, वे लेज़र स्पेक्ट्रा में कभी प्रकट नहीं हुए हैं, जिससे यह धारणा बनती है कि XeH प्रायोगिक स्थितियों के अनुसार नहीं बनता है। इसके विपरीत, XeH+
लेज़रों में प्रयुक्त मिश्रण में आयन बनता है। यह के संश्लेषण में रासायनिक गतिकी में XeCl
* के लिए महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है,[47] इसकी प्रतिक्रिया के माध्यम से जो सृजन के साथ Xe+
 आयन प्रतिक्रिया करती है। जिसे नीचे दिखाया गया है:

HCl+
 + Xe → Xe+
 + HCl (80 ± 10%)

HCl+
 + Xe → XeH+
 + HCl (20 ± 10%)

संपूर्ण प्रक्रिया का दर स्थिरांक 6.4×10−10 सेमी3s−1(±20%) है।

Xe+
 XeCl अणु के निर्माण में आयन महत्वपूर्ण अग्रदूत है।

XeCl XeCl

XeCl अणु की संरचना

चित्र 2 में प्रस्तुत संभावित वक्र सैद्धांतिक परिणाम हैं[48][49][50] और प्रयोगात्मक[51] कार्य करता है।

अक्रिय गैसों की सभी हैलाइड अवस्थाओं की सामान्य विशेषताओं में संबंधित उत्तेजित अवस्थाओं बी, C और D का समूह और विघटनकारी या कमजोर रूप से बंधी अवस्थाओं A और X का निचला समूह सम्मिलित है। अवस्थाओं बी, D और X में Σ समरूपता है (Λ = 1/ 2) जबकि C अवस्था में π समरूपता (Λ = 3/2) है। अवस्था A स्वयं दो उप-अवस्थाओं में विभाजित है, समरूपता Σ, A1/2 और अन्य समरूपता π, ए3/2.

अपनी न्यूनतम उत्तेजित अवस्था में उत्कृष्ट गैसों की आयनीकरण क्षमता हैलोजन परमाणुओं की इलेक्ट्रॉन बंधुता के समीप होती है। इस प्रकार, दुर्लभ गैस हैलाइड अणु आयनिक बंधन द्वारा बनते हैं क्योंकि उत्कृष्ट गैस का उत्तेजित इलेक्ट्रॉन आंशिक रूप से हैलोजन परमाणु में स्थानांतरित हो जाता है। इस प्रकार बनने वाला अणु स्थिर होता है जैसा कि अवस्थाओं बी, C और D की स्थिति में होता है।

यह इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण जमीनी अवस्था के परमाणुओं के साथ नहीं होता है। चूँकि दुर्लभ गैस परमाणु प्रतिक्रियाशील नहीं होते हैं। यह स्थिति A और X स्थितियों के लिए है।

बी, C और D बताता है

ये स्थिति जमीनी स्थिति से सहसंबद्ध हैं, जहाँ पर Xe+ आयन और Cl−
 का स्पिन-कक्षीय विभाजन Xe+ आयन दो अवस्थाओं में (2
P
3/2 और 2
P
1/2) महत्वपूर्ण है; जिन स्थितियों B और D से उनका संबंध है, वे भी अत्यधिक दूर हैं। आंतरिक परमाणु दूरी (r) के लगभग समान मान के अनुरूप न्यूनतम संभावित वक्रों के लिए #0.3 एनएम हैं), प्रयोगात्मक रूप से मापा गया ऊर्जा अंतर लगभग 9940 सेमी−1 है।[52][53][54] यह पृथक्करण की ऊर्जा के अनुरूप है, इस प्रकार Xe+ (2P3/2) और Xe+ (2P1/2) स्थितियों का मान 10574 सेमी−1 है।

अवस्थाओं B और C के संभावित वक्र रुद्धोष्म रूप से बड़े आंतरिक परमाणु दूरी पर Xe* + Cl से संबंधित संभावित वक्र के साथ प्रतिच्छेद करते हैं: प्रयोगात्मक रूप से 7.1 एनएम[55] और 7.19 एनएम[56] और 6.3 एनएम[10]सैद्धांतिक रूप से वर्तमान समय में सैद्धांतिक जांच इन प्रतिच्छेदन घटनाओं को निर्दिष्ट करती है।[57] इसकी स्थिति B और C लंबी दूरी पर विलीन हो जाते हैं, Xe* + Cl से संबंधित दो क्रमिक संभावित वक्रों को काटते हैं। सबसे कम Xe से संबंधित है, इस प्रकार (3
P
2) + Cl (2
P
3/2) 7.25 एनएम है और उसके पश्चात अगला Xe से संबंधित है (3
P
1) + Cl (2
P
3/2) को 18.68 एनएम पर इंटरसेप्ट किया गया है। चूँकि यह प्रतिच्छेदन बड़ी दूरी पर होता है, इन स्थितियों के बंधन का आयनिक चरित्र संतुलन आंतरिक दूरी re के निकट होता है, यह वस्तुतः अप्रभावित रहती है।

यह स्थिति स्थिति D के लिए थोड़ी अलग है जो इन दो संभावित वक्रों को बहुत कम दूरी पर पार करती है।[57]वास्तव में, (3
P
2) + Cl स्थिति D, Xe को प्रतिच्छेद करता है।

(2
P
3/2) केवल 0.89 एनएम और Xe (3
P
1) + Cl (2P3/2) 1.02 एनएम पर उपलब्ध हैं।

स्थिति B और C के बीच अंतर यह है कि वे सहसंबद्ध हैं Xe+ आयन जिनका अर्ध-कब्जा कक्षीय पी स्थिति B के लिए आंतरिक अक्ष के समानांतर Xe में है और स्थिति C के लिए इस अक्ष के लंबवत है।[58]

स्थिति B और C के संभावित वक्र की ऊर्जा स्थिति की जांच करने पर उनकी निकटता के परिणामस्वरूप कुछ कठिनाई होती है। इस प्रकार ऊर्जा अंतर का मान (EB - और EC) दोनों स्थितियों के बीच सूची 2 में गणना की गई है। डेटा अत्यधिक फैला हुआ है; परिकलित मान, विशेष रूप से, सभी प्रयोगात्मक मानों से बहुत दूर हैं। इन्हें अधिकतर दो उत्सर्जनों की तीव्रता अनुपात से निर्धारित किया गया था, इस प्रकार XeCl
* 308 एनएम और 345 एनएम पर केंद्रित, संक्रमण की भागीदारी से या तो सुधार के साथ या बिना (B → A) पर उपलब्ध हैं।[59] सबसे सीधा उपाय जौवेट एट अल द्वारा दिया गया है।[60] इसकी उत्तेजना स्पेक्ट्रा XeCl
* सीधे कंपन स्तर v′=0 और v″=0 के बीच ऊर्जा अंतर प्रदान करते हैं जो क्रमशः B और C स्थितियों के अनुरूप होते हैं। यह मान 90 सेमी−1रासायनिक गतिकी में अध्ययन से प्राप्त अन्य मापों के समीप है।[16][61][62]

सूची 2 XeCl की अवस्थाओं B और C के बीच ऊर्जा अंतर (EB – EC)
EB – EC (cm−1) प्रक्रिया वर्ष संदर्भ
−1489 C 1977 [63]
−560 C 1978 [49]
7 I 1979 [59]
81 I & C 1979 [50]
128 ± 35 I 1980 [64]
−5.4 ± 25 I 1980 [65]
200 I 1980 [66]
230 I 1980 [58]
180 C 1981 [67]
289 I* 1982 [68]
220 ± 40 I 1983 [69]
85 C 1984 [61]
0 C 1984 [70]
−22 C 1985 [71]
> 50 I** 1986 [72]
230 ± 40 I 1987 [51]
90 ± 2 Absorption 1989 [60]
98 +30−40 I & C 1990 [62]
118 ± 40 I 1992 [15]

I: 308 और 345 एनएम पर केंद्रित XeCl उत्सर्जन के तीव्रता अनुपात के मान के लिए माप (§ 3-1-1 देखें) प्राप्त करते हैं।

C: इन दोनों अवस्थाओं के बीच युग्मन स्थिरांक प्रदान करने वाले गतिज अध्ययन से प्राप्त माप होता हैं।

*: 345 एनएम पर उत्सर्जन XeCl योगदान (B → A) के लिए सही नहीं है।

**: XeCl ठोस अवस्था में है।

स्थिति C के संबंध में स्थिति B की स्थिति समान समरूपता के आयनिक और सहसंयोजक चरित्र स्थितियों के बीच कॉन्फ़िगरेशन इंटरैक्शन पर विचार करके सैद्धांतिक रूप से उचित है।[65][73][74] किसी स्थिति में 2Σ (जैसा कि B और X बताता है), साधारण रूप से व्याप्त कक्षक दूसरे परमाणु के कक्षक के समीप स्थित होता है, जिससे कि दो परमाणुओं के बीच आवेशों का आदान-प्रदान या आदान-प्रदान अवस्था की तुलना में बड़ा और सरल होता है। इस प्रकार 2π (स्थिति C और A3/2 के समान) जहां साधारण रूप से व्याप्त कक्षक आणविक अक्ष के लंबवत है और दूसरे परमाणु से बहुत दूर है। इस प्रकार ऊर्जा मानों के संदर्भ में इस घटना द्वारा प्रारंभ किया गया सुधार π स्थितियों की तुलना में Σ स्थितियों के लिए बहुत अधिक महत्वपूर्ण है।[73] यह इंटरैक्शन स्थिति C के सापेक्ष स्थिति B की ऊर्जा को अधिक सीमा तक बढ़ा देता है। इसलिए, चित्र 2 से देखे गए संभावित वक्रों पर स्थिति को अनुपयोगी मानते हैं।

X और A बताता है

निम्नतम अवस्थाएँ जमीनी अवस्था जीनन और क्लोरीन परमाणुओं से सहसंबद्ध होती हैं।

881 सेमी पर क्लोरीन परमाणु स्तर के स्पिन-कक्षीय विभाजन के कारण−1[75] दो स्थितियों में, (2
P
3/2) और (2
P
1/2), स्थिति A को दो उप-स्थितियों में विभाजित किया गया है। चूंकि, यहाँ स्पिन-ऑर्बिटल युग्मन का प्रभाव इस स्थिति की तुलना में अत्यधिक कमजोर है, इस प्रकार Xe+ आयन. बड़ी आंतरिक परमाणु दूरी पर, 882 सेमी−1 A के बीच1/2 और A3/2 का ऊर्जा अंतर प्रयोगात्मक रूप से नियॉन आव्यूह में ठोस अवस्था में मापा गया था।[76] इस प्रकार, यह मान अवस्थाओं के ऊर्जा पृथक्करण के बहुत समीप है, इस प्रका Cl (2
P
3/2) और Cl (2
P
1/2). यह XeCl अवस्था A और Cl के बीच अवस्था सहसंबंधों की सैद्धांतिक धारणाओं की पुष्टि करता है। इस प्रकार बड़ी दूरी पर स्थिति A3/2 स्थिति X के समान है। इसके आधार पर बेकर एट अल,[77] जिन्होंने अंतःक्रिया की संभावनाओं को रेखांकित किया 35
Cl (2
P
3/2 और 2
P
1/2) और Xe (1
S
0) पार किए गए बीमों से उत्पन्न टकरावों में अर्ध-लोचदार बिखरने के विश्लेषण से, प्रयोगात्मक रूप से इस परिणाम की पुष्टि की गई है।

कुछ अन्य उत्कृष्ट गैस हैलाइडों के विपरीत, XeCl में गैर-विघटनकारी जमीनी अवस्था होती है। 20K पर ठोस अवस्था आर्गन मैट्रिसेस में XeCl के सैद्धांतिक अध्ययन से पहले इस बॉन्डिंग चरित्र को प्रयोगात्मक रूप से और बाद में गैसीय अवस्था में प्रदर्शित किया गया था।[54][53][55]

परमाणुओं के बीच वान डेर वाल्स बल[78] स्थिति में 12 से 20 कंपन स्तर (सूची 3 देखें) हो सकते हैं। इस प्रकार स्थिति A की तुलना में स्थिति X की बाध्यकारी ऊर्जा में सापेक्ष वृद्धि को कॉन्फ़िगरेशन इंटरैक्शन को ध्यान में रखकर भी समझाया जा सकता है।[79] स्थिति A भी स्थिति X की तुलना में आधी बाध्यकारी ऊर्जा से बहुत हल्के ढंग से बंधा हुआ है।

तालिका 3 राज्य X के संभावित कुओं में कंपन स्तरों की प्रायोगिक संख्या।
मान संदर्भ
15 [80]
20 [81]
12 [82]
18 ± 1 [55]

स्पेक्ट्रोस्कोपिक स्थिरांक

ऊर्जा Ev'j'M घूर्णी क्वांटम संख्या j के साथ कंपन स्तर v' के साथ ज्ञात अवस्था M का मान है:

Ev'j'M = Te(M) + EVib(M) + ERot(M) जहां Te(M), EVib(M) और ERot(M) क्रमशः अणु की कंपन और घूर्णी इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा को दर्शाता है।

इलेक्ट्रॉनिक संरचना

किसी ज्ञात अवस्था M की इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाओं की मुख्य विशेषताएं आमतौर पर पृथक्करण ऊर्जा De होती हैं, अंतर-परमाणु दूरी re और संभावित कुएं के तल की ऊर्जा EM XeCl के लिए, इन मात्राओं के विभिन्न रिपोर्ट किए गए मानों को सूची 4, 5 और 6 में संक्षेपित किया गया है। उन्हें आइसोटोप के लिए सैद्धांतिक या प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया गया था। 35
Cl ठोस या गैसीय अवस्था में पायी जाती हैं।

तालिका 4. पृथक्करण ऊर्जा De सेमी−1 में
Ref X A B C D
[77] 280 ± 7% 129 ± 7%
[49] 33,957 33,392 33,634
[43] 36,699
[81] 281 ± 10 36,553 37,148
[55] 255 ± 10 36,540
[83] 281.1 ± 0.7
[84] 154
[79] 161
[10] 225
[85] 35,459
वियोजन ऊर्जा

पृथक्करण ऊर्जा की गणना या माप Xिमर की विभिन्न अवस्थाओं के लिए किया गया है। कुछ स्थितियों में दूसरों की तुलना में अधिक माप हैं। स्थितियों A, C और D में सांख्यिकीय विश्लेषण के लिए बहुत कम माप हैं। स्थिति B के लिए, चार मान दूसरे के अनुरूप नहीं हैं

स्थिति X के लिए, छह मान हैं, जिनमें से दो आउटलेयर हैं। फ़्लानेरी का[10]एक पुराना, अस्पष्ट सैद्धांतिक अनुमान है। टेलिंगहुइसेन एट अल का[55] यह 1976 में किया गया पहला प्रायोगिक निर्धारण है। इसके सात वर्ष पश्चात[83] उसी टीम ने इस मान को सही किया और नवीनतम अनुमानों के अंतर को पाट दिया था। इसके लिए शेष चार मान ही एकमात्र विश्वसनीय प्रतीत होते हैं। De 278.3 सेमी−1और 285.3 सेमी−1 के बीच (95% की संभावना के साथ) है। इस अंतराल 281.5 सेमी -1 के आसपास 1.3% उतार-चढ़ाव से मेल खाता है। अपितु चयनित निर्धारणों में उच्च अनिश्चितता वाले दो उपाय हैं,[77][81]और तिहाई जिसका लेखक ने उल्लेख नहीं किया है।[79] De का मान अवस्था यह परिणाम XeCl लेजर स्पेक्ट्रोस्कोपी की उत्तम समझ के लिए मौलिक है।

संतुलन परमाणु दूरियाँ
तालिका 5: संतुलन अंतर-परमाणु दूरियां re में Ǻ का मान।
Ref X A B C D
[86] 3.44
[77] 3.23 4.1
[49] 3.22 3.14 3.18
[73] 3.227
[72] 3.14
[81] 3.23 3.007 2.922
[55] 3.18 2.9374
[69] 3.074
[84] 4.05
[79] 3.23 4.09
[56] 2.9
[42] 3.17 3.08 3.12

स्थितियों A, C और D के लिए अंतरपरमाणु दूरी की माप कुछ कम है, अपितु वे समीप हैं। औसतन, अवस्था A 0.408 एनएम, अवस्था D, 0.307 एनएम और अवस्था C, 0.311 एनएम है।

स्थिति X के लिए, एड्रियन और जेट का सैद्धांतिक निर्धारण[86] सांख्यिकीय रूप से दूसरों से बहुत दूर है। 95% स्थिति X r के आत्मविश्वास स्तर का उपयोग करते हुए, इसे छोड़ देंe, सीमा में होगा: 0.318 एनएम <r e <0.326 एनएम हैं।

टेलिंगहुइसेन एट अल का मान हैं।[55] इस प्रकार अंतराल की सीमा पर है। यदि अनदेखा किया जाता हैं, तो अन्य तीन लेखक 0.323 एनएम के समान मान की घोषणा करते हैं।

स्थिति Be के लिए टेलिंगहुइसेन का मान r के लिए अन्य से बहुत दूर है। इसके आधार पर इविंग एट ब्रौ के लिए भी यही बात है,[56]उत्कृष्ट गैस हैलाइडों का सबसे पुराना अध्ययन जो क्षार धातुओं के साथ उत्तेजित दुर्लभ गैस की सादृश्यता पर आधारित है। ये केवल अनुमान हैं. स्थिति B की अंतरपरमाणु दूरी के लिए 95% पर विश्वास अंतराल देने के लिए इन दो मानों को हटा दिया जाएगा: 0.2993 एनएम < re <0.3319 एनएम.

संभावित कुएं की ऊर्जा का निचला भाग
तालिका 6: संभावित कुएं के नीचे सेमी−1 में Ei ऊर्जा है।
Ref X A B C D
[49] 34,441 35,005 45,329
[60] 32,398 ± 1 32,303 ± 1
[72] 29570
[81] 0 32405.8
[87] 32,828
[79] 22.7 29.4
[85] 32,382
[56] 30,860
[88] 32,405

सूची 6 से पता चलता है कि स्थिति X, A और D के लिए बहुत कम जानकारी है। स्थिति X, सुर और अन्य के लिए किया जाता हैं।[81] इस प्रकार इस विधइ से कुएं की तली X को अपने ऊर्जा पैमाने की उत्पत्ति के रूप में लिया। इसलिए यह प्रत्यक्ष माप नहीं है। इसलिए, स्थिति X और स्थिति A केवल ही अध्ययन का विषय रहे हैं; एक्विलंती एट अल का..[79]स्थिति D के लिए, दो बिल्कुल भिन्न निर्धारण उपस्थित हैं।

जैसा कि पिछले अनुभाग में देखा गया था, स्थिति B और C का स्थान समस्याग्रस्त है।

स्थिति B पर शोधकर्ताओं का सबसे अधिक ध्यान है। दो उपाय सांख्यिकीय रूप से दूसरों से बहुत दूर हैं। इविंग और Br द्वारा पहले उल्लिखित अध्ययन के अतिरिक्त हे[56] और डनिंग के पुराने सैद्धांतिक कार्य संदिग्ध निर्धारणों में से हैं,[49] जिसका शीघ्र ही खुलासा किया जाएगा। इन मानों पर विचार किए बिना, प्रयोगात्मक कार्य बहुत ही संकीर्ण 95% सीमा पर विश्वास अंतराल प्रदान करता है: 32380.1 सेमी−1से 32415.3 सेमी−1 तक किया जाता हैं।

इसके विपरीत, स्थिति C के माप की कम संख्या को देखते हुए सांख्यिकीय रूप से कोई निष्कर्ष नहीं निकाला जा सकता है। चूंकि, आगे का विश्लेषण सूची 6 में गैर-मिलान वाले चरित्र मानों के अतिरिक्त प्रकाश डालेगा। वास्तव में, स्थिति B के संबंध में C स्थितियों की स्थिति है जिसके परिणामस्वरूप अनेक प्रकाशन हुआ हैं।

सूची 2 के मानों का सांख्यिकीय विश्लेषण 95% पर विश्वास अंतराल के लिए चरण दर चरण दृष्टिकोण प्रदान करता है जो निम्नलिखित है: 76.8 सेमी−1 < (EB - EC) < 100.2 सेमी−1. केवल चार माप इस अंतराल से संबंधित हैं। यह जौवेट एट अल का प्रत्यक्ष निर्धारण है।[60]और रासायनिक गतिकी अध्ययन से निकाले गए तीन मानों पर निर्धारित होती हैं।[50][61][62] दूसरी ओर, बिंदु अनुमान 88.5 सेमी−1 देता है और इसके अनुरूप होने का एकमात्र उपाय (संकेतित पूर्ण त्रुटि को देखते हुए) जौवेट एट अल से है।[60]पर (90 ± 2 सेमी−1). सांख्यिकीय अध्ययन तब पैराग्राफ 1.1 में पहुंचे निष्कर्षों की पुष्टि करता है।

स्थिति B और ऊर्जा अंतर (EB - EC) के लिए ऊपर सूचीबद्ध आत्मविश्वास अंतराल के लिए अंतराल उत्पन्न करें: 32279.9 सेमी−1 <EC <32338.4 सेमी−1.

इन शर्तों के अनुसार, केवल जौवेट एट अल का मान प्राप्त होता हैं।[60] इस प्रकार सूची 6 इस सीमा के अनुरूप है। तीन संदिग्ध निर्धारणों में हे और डनिंग का निर्धारण सम्मिलित है,[49] EB के लिए दोषपूर्ण मान के साथ क्लगस्टन और गॉर्डन द्वारा और प्रारंभिक सैद्धांतिक अध्ययन पर आधारित हैं।[87] इस अंतराल के परिणामस्वरूप भी हुआ हैं। इस प्रकार फजार्डो और अपकारियन द्वारा किए गए ठोस अवस्था प्रायोगिक कार्य के लिए भी यही सच है।[72]

सूची 6 में दो मानों के माध्य की गणना करने पर 43838.45 सेमी-1 प्राप्त होता है। इस अवस्था B का ऊर्जा अंतर लगभग 11400 सेमी−1 है। शोस्तक और मजबूत[52]प्रयोगात्मक रूप से अवस्था A और B के बीच ऊर्जा अंतर निर्धारित किया गया हैं। उन्होंने 9900 सेमी−1 पाया गया हैं। इन मानों के बीच अंतर (EB - ED) बहुत तेज़ है। इसके लिए केवल सूर एट अल के कार्य को ध्यान में रखते हुए,[81]अवस्था B और D के बीच ऊर्जा का अंतर 9950 सेमी−1 के क्रम का हो जाता है, जो शोस्ताक और स्ट्रॉन्ग के समीप है।[52] यह अवलोकन हे और डनिंग के सैद्धांतिक कार्य पर ताजा संदेह उत्पन्न करता है,[49] जिसके लिए (EB - ED) 10888 सेमी−1 है।

इलेक्ट्रॉनिक संरचना के संबंध में, ऐसा प्रतीत होता है कि पुराने अध्ययन उनके कुछ परिणामों के संबंध में समस्या उत्पन्न करते हैं।[10][49][55][56][87]दूसरी ओर, फजार्डो और अपकारियन द्वारा किया गया कार्य हैं।[72] इसके लिए सदैव गैसीय अवस्था के अवलोकन के अनुरूप नहीं होता है। इसके अतिरिक्त, हाल के सैद्धांतिक अध्ययन प्रयोगात्मक परिणामों के साथ महत्वपूर्ण अंतर को खत्म नहीं करते हैं।[42][43]

हे और डनिंग के मानों को हटाना,[49] De के मानों को निर्धारण तक कम कर देता है, इन स्थितियों C और D के लिए, और स्थिति B से संबंधित तीन अन्य मानों को समरूप बनाता है। इनमें टेलिंगहुइसेन और अन्य सम्मिलित हैं।[55]अन्य मानों के लिए समस्या उत्पन्न करता है। ऊर्जा De स्थिति B के लिए औसत मान 36184 सेमी−1 है।

कंपन संरचना

किसी भी अवस्था M के स्तर v' की कंपन ऊर्जा की गणना इस प्रकार की जा सकती है:

EVib(M) = ωe (v’+1/2) – ωexe (v’+1/2)2

कहां ωe और (ωexe) क्रमशः मूल कंपन आवृत्ति और धार्मिकता को इंगित करता है। उनके संबंधित निर्धारण सूची 7 और सूची 8 में एकत्र किए गए हैं।

मूल कंपन आवृत्तियाँ

ωe का मान सूची 7 में साथ समूहीकृत किया गया है।

तालिका 7: सेमी−1 में ωe का मान।
Ref X B C D
[89] 210
[49] 188 188 189
[60] 27 ± 1 193 ± 1 204 ± 1
[90] 194.235
[81] 26.22 194.75 204.34
[55] 26.27 (± 0.55) 195.17 (± 0.31)
[74] 195.6
[54] 50 ± 10
[72] 188
[88] 195.2
[87] 187
[91] 210
[42] 195 198
[92] 205 ± 12

स्थिति X, C और D में केवल चार निर्धारण हैं। असमानताओं के अतिरिक्त, किसी भी माप को दूसरों से सांख्यिकीय रूप से दूर नहीं माना जा सकता है।

स्थिति B नौ निर्धारण प्रदान करता है। सांख्यिकीय विश्लेषण से 95%: 194.7 सेमी−1 < ωe <195.4 सेमी−1 का आत्मविश्वास अंतराल प्राप्त होता है।

सूची 7 में छह मान विचित्र हैं। उनमें से तीन स्पष्ट रूप से ऐसा ही हैं। वे पुराने प्रकाशन हैं जिनमें से दो (हे और डनिंग) हैं[49]और Br और इविंग[89] पिछले अनुभाग के केंद्र में थे। गोल्डे का[92]परिणाम उसी पद्धति पर आधारित थे जो Br और इविंग द्वारा उपयोग की गई थी।[89]

अन्य तीन उपाय जो सीमा से बाहर हैं वे हाल के हैं। इस प्रकार क्वारन एट अल[90] ठोस अवस्था पर शोध किया गया हैं। इस प्रकार फजार्डो और अपकारियन के समान,[72]उन्होंने गैसीय अवस्था में महत्वपूर्ण अंतर देखा गया हैं। इसके विपरीत, सबसे आश्चर्यजनक बात जौवेट और अन्य के बीच असहमति है।[60] जब टीएमजीसी एट अल.[74]जो अच्छे परिणाम वाले अध्ययन थे। अंत में, इन श्रेणियों से सहमत मानों में से कई अध्ययन ऐसे हैं जो अधिक सैद्धांतिक थे,[42][88] इसकी प्रयोगात्मक तुलना की जाती हैं।[55][81]

निष्कर्ष में, टेलिंगहुइसेन एट अल[55] स्थिति B और स्थिति X दोनों पर बहुत अच्छे परिणाम देता है।

स्थिति C पर रिपोर्ट किए गए परिणाम संदिग्ध हैं।[49][72][87] इस प्रकार जौवेट एट अल द्वारा कार्य करता हैं।[60] इसकी अन्य स्थिति B उपायों की तुलना में चरम पर है।

स्थिति D के लिए, Xe और डनिंग के परिणामों को छोड़कर[49] इसे अन्य तीन मानों की तुलना में अधिक सामंजस्यपूर्ण बनाता है।

अंत में ωe स्थितियों X, C और D का मान निर्दिष्ट करना आवश्यक है। इस प्रकार स्पष्टीकरण का मुख्य हित लेजर में प्रयुक्त संक्रमण की कंपन संरचना का उत्तम समाधान होगा, जिसके लिए स्थिति महत्वपूर्ण है क्योंकि यह लेजर रासायनिक गतिकी में मौलिक भूमिका निभाता है।

अनहार्मोनिकिटी स्थिरांक

सूची 8 विभिन्न स्थितियों के लिए असंगतता स्थिर माप दिखाती है। स्थितियों X, C और D के लिए असंगतता के स्थिरांक के माप बहुत असंगत हैं।

Table 8: Values of ωexe in cm−1.
Ref X B C D
[49] 0.66 0.85 0.80
[60] 0.25 ± 0.07 0.75 ± 0.1
[90] 0.63152
[81] – 0.321 0.627 0.682
[55] – 0.278 (± 0.17) 0.543 (± 0.063)
[88] 0.54

स्थिति B के लिए छह माप 95% पर विश्वास अंतराल उत्पन्न करते हैं:

0.532 सेमी−1 < ωexe <0.669 सेमी−1.

जौवेट एट अल द्वारा कार्य किया जाता हैं।[60] इस प्रकार सांख्यिकीय रूप से दूसरों से बहुत दूर है और लेखक इस अंतर को स्पष्ट नहीं कर सकते हैं। हेय और डनिंग[49]सही पूर्वानुमान दें, जैसा कि टेलिंगहुइसेन एट अल द्वारा कंपन संरचना अध्ययन है।[55]

घूर्णी संरचना

निम्नलिखित अभिव्यक्ति घूर्णी ऊर्जा को दर्शाती है: Erot(M) = B’.K’ef – D’.(K’ef)2, where K’ef = j’(j’+1) ± (1/2).δ(j’+1/2);

B' और D' क्रमशः घूर्णी स्थिरांक और पहला केन्द्रापसारक विरूपण स्थिरांक हैं। उनके मान सूची 9 और सूची 10 में दर्शाए गए हैं। δ पैरामीटर है जो स्थिति B के लिए 2.0 और स्थिति X के लिए 0.4 के बराबर है,[62][93]

तालिका 9: सेमी−1 में बी' का मान.
Ref X (v'=0) X (v'=12) B
[94] 0.0585 0.0675
[93] 0.0560 0.0274
[62] 0.0669

इसलिए, घूर्णी संरचनाएं बहुत कम ज्ञात हैं। इसके अतिरिक्त, किसी को B' पर किए गए कुछ मापों की स्थिरता पर ध्यान देना चाहिए।

तालिका 10: सेमी−1 में D' का मान.
Ref X (v'=0) X (v'=12) B
[93] 9.3 × 10−7 1.9 × 10−6
[62] 3.2 × 10−8

सिंथेटिक स्थिति

जब वे मेटास्टेबल स्थिति एनपी5(n+1)s1 से संबंधित कॉन्फ़िगरेशन में होते हैं, (जीनन के लिए n = 5), दुर्लभ गैसों में क्षार धातुओं के समान ध्रुवीकरण और लोचदार बिखरने के गुण होते हैं।[95] इस प्रकार उत्तेजित दुर्लभ गैस के वैलेंस इलेक्ट्रॉन, एस में क्षार धातु के समीप बॉन्ड ऊर्जा (रसायन) होती है, जो आवर्त सारणी में इसका अनुसरण करती है। इसके प्राचीन प्रकाशनों में,[56][92][96][97] यह सादृश्य जो केवल भारी दुर्लभ गैसों के लिए लागू होता है, का उपयोग हैलोजन डोनर के साथ इन गैसों के व्यवहार का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। इसके लिए क्षार धातुओं में हैलोजन के लिए अच्छी रासायनिक बन्धुता होती है, और उत्तेजित दुर्लभ गैसों के लिए भी बन्धुता होनी चाहिए। इस प्रकार प्रायोगिक तौर पर हैलोजन के साथ दुर्लभ गैसों की मेटास्टेबल अवस्थाओं का टकराव क्रॉस सेक्शन हैलोजन के साथ क्षार धातुओं के समान है।[96][97][98] इस प्रकार, उत्तेजित जीनन में सीज़ियम के समीप इलेक्ट्रॉनिक संरचना होती है, जिससे कि यह क्लोरीन डोनर XeCl
* के साथ प्रतिक्रिया कर सके।

क्षार धातुओं और उत्तेजित दुर्लभ गैसों के बीच महत्वपूर्ण अंतर उनकी आणविक समरूपता में उपस्थित हैं। दुर्लभ गैस हैलाइडों की अवस्थाओं की संख्या क्षार धातु लवणों की अवस्थाओं से अधिक होती है। यह दुर्लभ गैसों के परमाणुओं और आयनों के स्पिन-कक्षीय विभाजन के कारण होता है।

XeCl का उत्पादन करने की पहली शर्त जीनन को प्रतिक्रियाशील बनाना है। ऐसा करने के लिए, इसे या तो उत्तेजित होना चाहिए, आयनित होना चाहिए या दोनों होना चाहिए। इसकी बाह्य उत्तेजना की अनेक विधियों का प्रयोग किया गया है। सबसे सरल बिजली के झटके,[27]इलेक्ट्रॉन किरणें,[39]लेजर उत्तेजना,[99] माइक्रोवेव[100] और α कण[15] हैं।

उत्तेजना चयनात्मक और का गठन नहीं है XeCl
* कई रास्तों का अनुसरण कर सकता है। उनका सापेक्ष महत्व स्थितियों के साथ भिन्न होता है, विशेष रूप से दबाव, उत्तेजना की विधि और हैलोजन दाता के साथ किया जाता हैं। जब टर्नरी मिश्रण सम्मिलित होते हैं, तो XeCl की निर्माण प्रक्रिया अधिक जटिल होती है। फिर भी, बफर गैस जोड़ने से कई फायदे मिलते हैं। अन्य दुर्लभ गैसें जीनन से सस्ती हैं, अपितु वे (उनकी उत्तेजित प्रजातियों और उनके आयनों के साथ) 308 एनएम पर जीनन से कम अवशोषित करती हैं। इस प्रकार, लेजर की आउटपुट पावर में ज्यादा बदलाव किए बिना बफर गैस का उपयोग बहुत उच्च अनुपात में किया जा सकता है। इन शर्तों के अनुसार, जीनन और HCl का अनुपात वांछित मात्रा में XeCl अणु का उत्पादन करने के लिए आवश्यक अनुपात से मेल खाना चाहिए। इस प्रकार बफर गैस की आवश्यक भूमिका जीनन परमाणुओं को आवश्यक उत्तेजना ऊर्जा स्थानांतरित करना है। इस स्थानांतरण को तात्कालिक माना जा सकता है। इसके परिणामस्वरूप जीनन की उत्तेजना या आयनीकरण या r का निर्माण हो सकता है, इस प्रकार Xe+ आयन.[4]इनमें से प्रत्येक प्रजाति तब क्लोरीन डोनर के साथ प्रतिक्रिया करके बन सकती है, इसके लिए XeCl
*. दूसरी ओर, RgXe की तटस्थ प्रजातियों का गठन महत्वपूर्ण नहीं लगता है।[5]

XeCl संश्लेषण के दो मुख्य तरीके हैं, इसके आधार पर क्लोरीन अणुओं और जीनन के बीच, जहां कम से कम और आयन पुनर्संयोजन प्रजाति उत्तेजित होती है। बफर गैस कभी-कभी पहले में भागीदार होती है और लगभग सदैव बाद में सम्मिलित होती है।

का निर्माण XeCl
* कोनोवलोव एट अल के बाद से अत्यधिक प्रभावी है।[101] क्रिप्टन में XeCl का उत्सर्जन देखा गया जबकि जीनन केवल अल्प मात्रा (0.2%) में उपस्थित था।

फोटोएसोसिएटिव मार्ग

XeCl
* संश्लेषण तब होता है जब जीनन और क्लोरीन युक्त मिश्रण (Cl
2) 304 एनएम और 312 एनएम के बीच उत्सर्जित लेजर के माध्यम से उत्तेजित होता है।[99]फिर दो प्रतिक्रियाएँ प्रेरित होती हैं:[102]

  • इलेक्ट्रॉनिक रूप से पृथक परमाणु या जीनन के अणु का उत्तेजना जिसके बाद प्रतिक्रियाशील टकराव होता है
  • टकराव में जोड़ी की साथ बातचीत और या दो लेजर-प्रस्तुत फोटॉन मध्यवर्ती स्थिति उत्पन्न करते हैं जिसके परिणामस्वरूप बिना किसी हस्तक्षेप टकराव के वांछित उत्पाद प्राप्त होता है।

बाद के स्थिति में, क्षणिक परिसर बनता है[103] (कार-Cl
2)*स्थिति में (1Πu).[104] इसलिए, उस समय से दो पृथक्करण मार्ग संभव हैं जब फोटॉन को Cl-Cl जोड़ी या जोड़ी Xe-Cl द्वारा अवशोषित किया जाता है (Xe-Cl
2)*स्थिति में (1Πu) हैं।[104][105]

Xe-Cl
2(1Πu) + hν → Xe-Cl
2(1Πg) → Xe+
Cl
2−→ XeCl(B, C) + Cl

Xe-Cl
2(1Πu) + hν → Xe-Cl(X)-Cl + hν → Xe-Cl(B)-Cl → XeCl(B) + Cl

फोटॉन को तीसरा साथी मानकर प्रतिक्रिया की दर स्थिरांक को मापा गया हैं। यह 6×10−29 सेमी6s−1 है।[106] इसी प्रकार इसके परिणाम HCl और सहित अन्य क्लोरीन डोनर CCl
4के साथ प्राप्त किए गए थे .

सभी स्थितियों में, XeCl(B, C) के अणु सदैव तीव्र कंपन उत्तेजना वाली अवस्था में उत्पन्न होते हैं।

टकराव मार्ग

कई प्रक्रियाओं का महत्व टकराव में प्रजातियों के प्रकार और उत्तेजना पर निर्भर करता है। सभी स्थितियों में मुख्य बचा हुआ उत्सर्जन बाइनरी टकराव से होने वाला उत्सर्जन है।

हार्पून टकराव

इन प्रतिक्रियाओं में जमीनी अवस्था में क्लोरीन डोनर और जीनन का उत्तेजित परमाणु सम्मिलित होता है, दोनों पहले 6s में, Xe *और उच्च स्तर पर Xe **जैसे लेवल 6P हैं।

तंत्र

सामान्यतः, ये प्रतिक्रियाएं उत्कृष्ट गैस परमाणुओं (rg) और हैलोजन डोनर (rX) के टकराव के परिणाम का वर्णन कर सकती हैं, जहां X हैलोजन परमाणु है, और r अणु है।[107] इसकी प्रतिक्रियाओं के उत्पाद दुर्लभ गैस और हैलोजन दाता के प्रकार पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं। हमारे स्थिति में जहां Rg = Rx और X = Cl, उत्पादों की प्रकृति इस नियम का पालन करती है।[50][108] कुछ स्थितियों में, यह टकराव कोई हैलाइड दुर्लभ गैस प्रदान नहीं कर सकता है।[50]

परमाणु Rg और अणु rX तब अनुसरण करते हैं जब वे सबसे कम रुद्धोष्म क्षमता के समीप पहुंचते हैं और प्रतिक्रिया आयनिक-सहसंयोजक के क्रॉसओवर पर नियंत्रित कक्षीय तंत्र द्वारा आगे बढ़ती है। अभिकर्मक (Rg और rX) सहसंयोजक मधुमेह सतह पर पहुंचते हैं। फिर वे कॉम्प्लेक्स बनाते हैं, इस प्रकार Rg
*...rX अत्यधिक बड़ी आंतरिक परमाणु दूरी पर है। इसकी क्षमता V(Rg, RX) है। जब दूरी पर्याप्त रूप से छोटी हो जाती है, तो ऐसा हो सकता है कि V(Rg, RX) आयनिक संभावित सतह को काटता है, इस प्रकार (Rg+
...rX−). क्रॉसओवर Rg से RX तक इलेक्ट्रॉन के स्थानांतरण के माध्यम से हो सकता है। इसे हार्पून तंत्र के रूप में जाना जाता है। इस स्थिति में, परमाणु नई सतह पर बने रहते हैं। इससे प्रसार प्रतिक्रिया होती है और RgX का निर्माण होता है*।

चित्र 3 निर्माण की प्रक्रिया को दर्शाता है XeCl
* जिसमें Rg=Xe और X=Cl सम्मिलित है। इसके स्थानांतरण के बाद, इलेक्ट्रॉन rCl के प्रतिरक्षी कक्ष में रहता है। की उपस्थिति में Xe+, rCl−
 r और में विभाजित हो जाता है Cl−
. Xe
* आयन और Cl−
 फिर अवस्था B, C और D में XeCl बनाने के लिए पुनः संयोजित करें क्योंकि इनके बीच कोई नया बल नहीं है Cl−
 और r. का कंपनात्मक उत्तेजना XeCl
* सदैव महत्वपूर्ण है, कुल मिलाकर, सब कुछ प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार होता है:

Xe* + RCl → XeCl *(B,C,D) + R (बी,सी,डी) + rMX, के की दर स्थिरांक के साथ चूंकि, का प्रतिस्पर्धी गठन XeCl
*प्रतिक्रियाएं चौराहे से पहले या बाद में होती हैं। वे V क्षमता की अंतःक्रियाओं के अनुरूप हैं (Rg
*, rX*) और V (Rg + rX *) हैं।

सामान्यतः यह स्थिति तब होती है जब आयनिक सतह सहसंयोजक सतहों द्वारा प्रतिच्छेदित होती है जहां rX अपनी सबसे कम उत्तेजित अवस्था में होता है। आउटपुट का वितरण आउटपुट चैनलों की संख्या और प्रकृति पर निर्भर करता है जो टकराव के बाद संभव हैं।[107][109] सबसे सरल इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा के हस्तांतरण द्वारा संभावित सतहों के प्रतिच्छेदन होता है जो उत्तेजित स्वीकर्ता के पृथक्करण का कारण बन सकता है:

Rg
* + rX → (Rg+...RX−) → Rg(B,C,D) + RX*दर स्थिरांक kET के साथ प्राप्त होता हैं।

Rg
* + rX → (Rg+...RX−) → Rg + R + X दर स्थिरांक kD के साथ जैसे-जैसे rX की जटिलता बढ़ती है, यह मार्ग कम महत्वपूर्ण होता जाता है।

यह भी संभव है कि स्थानांतरण ऐसे स्थिति में हुआ हो जिसका rX से कोई संबंध न हो*आयन अपितु तटस्थ अणु में बहुत उच्च रिडबर्ग अवस्था में है, और आयनीकरण की सीमा के ठीक नीचे स्थित है। शाखाओं के अनुपात को नियंत्रित करने वाले महत्वपूर्ण कारक आणविक आयन (V) से जुड़ी संभावित ऊर्जाएं हैंI), रिडबर्ग समूह आयनीकरण के समीप (VII) या प्रारंभिक उत्तेजित परमाणु (VIII). छेद V की गहराई के साथ (Rg
*, rX*) रास्तों का महत्व बढ़ जाता है।

जब अत्यधिक पृथक स्पर्शोन्मुख ऊर्जा स्तर V क्रम में होंI > वीII > वीIII और संभावित ऊर्जाएं (वीII) आकर्षक हैं, पहला असफल प्रतिच्छेदन तब सामने आता है जब प्रतिक्रिया करने वाले परमाणुओं का दृष्टिकोण (वी) के आउटपुट का पक्ष लेता हैII) आयनिक के बजाय (वीI). चूंकि (वीII) में धनायनिक केंद्र होता है जो दृढ़ता से जुड़ा रहता है, यह अधिमानतः उत्तेजना के हस्तांतरण की ओर ले जाता है। यह विघटनकारी उत्तेजना प्रतिक्रिया है:

Rg
* + rX → Rg + r* + X या Rg + R + X*दर स्थिरांक k के साथDEयदि वीIII > वीII लंबी दूरी पर, पेनिंग आयनीकरण मार्ग या साहचर्य आयनीकरण संभव है:[107]

पेनिंग आयनीकरण: Rg
* + rX → Rg + rX++और−दर स्थिरांक k के साथPIसाहचर्य आयनीकरण: Rg
* + rX → (RgrX)++और−दर स्थिरांक k के साथAIमें (वीI) हैलोजन परमाणु के साथ संबंध सैद्धांतिक रूप से कमजोर है और Rg और r के बीच परमाणु स्थानांतरण बढ़ जाता है। इस क्षमता से XeCl का निर्माण होता है।

इसलिए RgX को संश्लेषित करने के प्राथमिक पांच प्रतिस्पर्धी तरीके हैं। के लिए XeCl
* उत्तेजित जीनन परमाणु क्लोरीन डोनर से टकराता है। ये पांच प्रतिक्रियाएं विभिन्न क्लोरीन डोनरओं के लिए देखी गईं।[109]उत्पादित XeCl के अनुपात को मापने के लिए, शाखा अनुपात को परिभाषित करने की प्रथा है। यह XeCl के बनने की दर को दर्शाता है, जैसा कि Γ द्वारा दर्शाया गया है XeCl:

ΓXeCl = kMX / (kMX + kAI + kPI + kET + kDE + kD)

ΓXeCl माप कई क्लोरीन डोनरओं के लिए और मुख्य रूप से जीनन के 6s और 6p स्थितियों के लिए किए गए थे।

Xe(6s या 6p) + RCl → दर स्थिरांक kQkQ वाले उत्पाद कुल दर स्थिरांक है और इसकी गणना इस प्रकार की जाती है: kQ = kMX + kAI + kPI + kET + kDE + kD

तालिका 11. Xe* और Cl
2 के बीच हापून टकराव के लिए सेमी3एस−1 में कुल दर स्थिरांक 2. ΓXeCl = 1
जीनान की स्थिति kQ × 10−10 संदर्भ
3
P
2 or (6s[3/2]2) 		(10 ± 2) [110]
3
P
2 or (6s[3/2]2) 		7.2 [109]
3
P
2 or (6s[3/2]2) 		(7.0 ± 0.5) [111]
3
P
1 		(7.9 ± 0.9) [70]
1P1 (7.6 ± 0.7) [70]
(6p[1/2]0) (14.6 ± 0.2) [102]
(6p[1/2]0) (17.9 ± 0.2) [112]
(6p[1/2]2) (14.5 ± 0.2) [102]
(6p[1/2]2) (15.5 ± 0.2) [112]
(6p[5/2]2) (13.3 ± 1.0) [113]
(6p[5/2]2) (12.8 ± 0.3) [112]
(6p'[3/2]2) (18.6 ± 0.5) [112]
(6p'[1/2]0) (21.9 ± 1.0) [112]
(7p[5/2]2) (30.7 ± 1.9) [112]
(7p[1/2]0) (29.5 ± 0.8) [112]
(7d[1/2]1) (9.2 ± 0.5) [112]

जिसके लिए परिणाम Cl
2, CCl
4 और HCl (v = 0) को सूची 11-13 में संक्षेपित किया गया है। इस प्रकार ΓXeCl सेटसर कू द्वारा 1 के बराबर सेट किया गया है[102]जहां क्लोरीन डोनर है Cl
2. यह निर्णय इस तथ्य से उचित है कि Xe* + के लिए Cl
2 हमारे पास VII > VI > VIII है, जो सिमंस के अनुसार[107]उत्तेजना स्थानांतरण के लिए असंभावित चैनल को ठीक करता है।

तालिका 12: Xe* और HCl (v = 0) के बीच हापून टकराव के लिए cm3s−1 और ΓXeCl में कुल दर स्थिरांक।
जीनान की स्थिति kQ × 10−10 ΓXeCl संदर्भ
3
P
1 or (6s[3/2]1) 		6.2 0.01 [58]
3
P
2 or (6s[3/2]2) 		(7 ± 2) [110]
3
P
2 or (6s[3/2]2) 		5.6 0.01 [58] and Velazco et al.[109]
3
P
2 or (6s[3/2]2) 		5.6 <0.02 [50]
1P1 4.62 Chen and Setser[114]
1P1 7 ≈0 [70]
(6p[1/2]0) (8.3 ± 0.5) 0.80 ± 0.15 [113]
(6p[3/2]2) (8.0 ± 0.5) 0.60 ± 0.15 [113]
(6p[3/2]2) (6.5 ± 0.2) [102]
(6p[5/2]2) (8.0 ± 0.5) 0.40 ± 0.15 [113]
5d[3/2] (15.6 ± 1.5) 0.48 [70]
6p अवस्थाओं का सारांश 5 [115]
6p अवस्थाओं का सारांश 5.6 0.60 [116]

सूचीओं 11-13 के पहले विश्लेषण से पता चलता है कि जब ही प्रतिक्रिया के लिए कई माप किए गए तो परिणाम अच्छी सहमति में हैं। हमने पाया कि अधिकांश टकरावों की दर स्थिरांक केवल बार मापी गई थी। इसके अतिरिक्त, दुर्लभ अपवादों के साथ, K के लिए ये निर्धारणQ और ΓXeCl परमाणु जीनन की निम्नतम उत्तेजित अवस्थाओं तक सीमित हैं। यह उपलब्ध प्रयोगात्मक परिणामों की पुष्टि करने और अन्य स्थितियों की भूमिका का अनुमान लगाने के लिए नए उपायों की आवश्यकता को दर्शाता है जो लेज़रों के लिए, उत्तेजना के गैर-चयनात्मक तरीकों का उपयोग करने पर बनने में विफल नहीं होते हैं।

13: Xe* और CCl
4. के बीच हापून टकराव के लिए cm3s−1 और ΓXeCl में कुल दर स्थिरांक
जीनान की स्थिति kQ × 10−10 ΓXeCl संदर्भ
3
P
1 and 3
P
2 		1.73 0.24 [117]
3
P
1 and 3
P
2 		6.3 0.13 [50]
(6p[1/2]0) (7.5 ± 0.2) 0.68 ± 0.2 [102]
(6p[3/2]2) (7.8 ± 0.5) 0 60 ± 0.15 [113]
(6p[5/2]2) (7.3 ± 0.5) 0.35 ± 0.10 [113]

प्रारंभिक विश्लेषण में ज़ेल लेजर के महत्वपूर्ण परिणाम स्पष्ट हैं। इस प्रकार Xe(6s) + HCl (v = 0) Xel का उत्पादन नहीं करता है। चूंकि, कन्नारी एट अल के अनुमान के अनुसार।[118] XeCl संश्लेषण का 5% हापून प्रतिक्रिया के माध्यम से होता है। इसके अतिरिक्त, Xe(6p) स्थिति इस राशि का 2.5% उत्पादन करते हैं।

प्रारंभिक अवस्थाएँ: Xe(6s)

आणविक क्लोरीन इन जीनन अवस्थाओं के साथ कुशलतापूर्वक प्रतिक्रिया करता है। तब से Cl
2 गैसीय मिश्रण में बनता है (चित्र 1), यह प्रतिक्रिया XeCl लेज़रों की रासायनिक गतिकी में महत्वपूर्ण है।

के साथ प्रतिक्रिया CCl
4 से तेज़ है Cl
2 परिमाण के क्रम से, अपितु यह अभी भी प्रभावी है। की रासायनिक गतिकी में यह प्रतिक्रिया महत्वपूर्ण है Xe
2 लेज़र।

यदि क्लोरीन डोनर HCl है, तो स्थिति अधिक जटिल है। दो स्थितियाँ स्पष्ट हैं:

  • कंपन स्तर v=0 के साथ जमीनी अवस्था में HCl। K के लिए मानD जीनन की प्रारंभिक अवस्था की परवाह किए बिना बहुत समान हैं; 6s स्थितियों के लिए शाखा अनुपात बहुत कम है। के निर्माण में इन जीनन स्थितियों का योगदान है XeCl
    *     नगण्य है. इसके अतिरिक्त, प्रतिस्पर्धी प्रतिक्रियाएं संभावित वक्र V(Xe* + HCl) और V( Xe+ + HCl−
    ) के प्रतिच्छेदन से पहले होती हैं।[115] इस प्रकार लेजर रासायनिक गतिकी में शमन Xe (6s) HCl महत्वपूर्ण है। यह XeCl
    *     बनाने में सक्षम जीनन स्थितियों को नष्ट कर देता है।
  • कंपन स्तर v=1 के साथ जमीनी अवस्था में HCl। Xe(3
    P
    2    ) स्थिति के लिए, चांग[68]XeCl उत्पादन दर में उल्लेखनीय वृद्धि की पहचान की गई। XeCl संश्लेषण के लिए दर स्थिरांक 2×10−10 सेमी3s−1और सीXeCl = 35% के न्यूनतम मान के साथ मापा गया था। इस प्रकार लेविन एट अल द्वारा बनाया गया पहला अनुमान था।[116] इस प्रकार पत्राचार के आधार पर 6×10−11 सेमी3s−1और सीXeCl = 11%, बजे प्रकाशित किया गया था अपितु यह प्रतिक्रिया चांग के प्रत्यक्ष माप से अप्रचलित हो गई थी।[citation needed] जैसे-जैसे HCl की कंपन उत्तेजना बढ़ती है, XeCl के बनने की दर बढ़ती है। कोई प्रत्यक्ष माप उपलब्ध नहीं है, अपितु अनुरूप अनुमान उपस्थित हैं। v=2 के लिए, संश्लेषण दर स्थिरांक के मानों में 5.6×10−10 सेमी3s−1[119] और 2.0×10−10 सेमी3s−1.[120]सम्मिलित हैं।

अन्य लेखकों के अनुसार, कंपन स्तरों के सेट को ध्यान में रखा जाता है। और V ≥ 1 के लिए, कन्नारी एट अल[121] 5.6×10−10 सेमी3s−1और XeXeCl = 26% का संश्लेषण दर स्थिरांक प्रस्तावित किया। इसके अनुसार लेज़र रासायनिक गतिकी के इस पहलू को स्पष्ट करने के लिए प्रयोग आवश्यक हैं।[118]

प्रारंभिक अवस्थाएँ: Xe(6p)

XeCl की सिंथेटिक प्रतिक्रियाएँ आमतौर पर 6s अवस्था की तुलना में अधिक प्रभावी होती हैं। यह सूची 11, 12, और 13 में ग्राफ़िक रूप से दर्शाए गए तीन क्लोरीन डोनरओं के लिए लागू होता है।

HCl की तुलना में क्लोरीन के लिए CCl
4 की दर स्थिरांक दो गुना तेज हैं।

HCl के लिए, स्थिति पिछले स्थिति से अलग है। यदि कुल दर स्थिरांक 6s स्थितियों के परिमाण के समान क्रम के हैं, तो शाखा अनुपात ΓXeCl ये ऊंचे हैं। परिणाम कन्नारी एट अल द्वारा पूर्वानुमान की व्याख्या करता है।[118]के संश्लेषण की दर की प्रभावशीलता के संबंध में XeCl
* Xe(6p) से किया जाता हैं।

चित्र 3 के संभावित वक्रों के संदर्भ में, V के संभावित वक्र(Xe** + rX) और वी(Xe+ + rX−) मजबूत अंतःक्रिया के क्षेत्र में 6s स्थितियों की तुलना में अधिक आंतरिक परमाणु दूरी पर प्रतिच्छेद करते हैं।[115]यह बताता है कि XeCl का उत्पादन 6s स्थितियों की तुलना में प्रतिच्छेदन के बाद अधिक प्रभावी क्यों है[102][115]क्लोरीन डोनर की परवाह किए बिना, जैसा कि देखा गया है Cl
2, HCl, CCl
4, और क्लोरोफ्लोरोकार्बन के लिए भी[122] स्थितियों में 6P[1/2]0 और 6P[3/2]2 के रूप में किया जाता हैं।

प्रतिस्पर्धी प्रतिक्रियाएँ होती हैं। उनमें से को प्रयोगात्मक रूप से देखा और परिमाणित किया गया है - HCl द्वारा प्रेरित टकराव संबंधी छूट:[123] Xe(6P[3/2])2) + HCl → Xe(6s[5/2]20) + HCl दर स्थिरांक k के साथ Xeaया Ka = 4.3×10−11 सेमी3s−1 हैं।

यह k के मान का केवल 6% दर्शाता हैQ (6P[3/2] के लिए सूची 12 से2) स्थिति हैं। चूंकि XeCl संश्लेषण का अनुपात 60% पर रखा गया है, इसलिए किसी को यह निष्कर्ष निकालना चाहिए कि खेल में अन्य महत्वपूर्ण प्रतिस्पर्धी प्रक्रियाएं भी हैं।

सूची 12 में संक्षेपित परिणाम HCl (v=0) से संबंधित हैं। 6p अवस्थाओं के लिए, XeCl गठन की रासायनिक गतिकी में HCl के कंपन उत्तेजना की भूमिका को कम समझा गया है। यदि HCl कंपनात्मक रूप से उत्तेजित है, तो कुछ लेखक दर स्थिरांक के पड़ोसी स्थिति v=0 के लिए तर्क देते हैं, अपितु यह परिणाम सादृश्यों पर आधारित हैं। इसलिए प्रायोगिक स्पष्टीकरण की आवश्यकता है। v=1 के लिए दर स्थिरांक 5.6 पर रखा गया है×10−10 सेमी3s−1.[116]v=2 के लिए समान मान का उपयोग किया जाता है।[120]कन्नारी एट अल.[121]HCl के विभिन्न कंपन स्तरों और v≥1, 8.2×10−10 सेमी3s−1 के लिए अभी भी कम होने की संभावना नहीं है।

जीनन की अत्यधिक उत्तेजित अवस्थाएँ

के साथ प्रयोग किये गये Cl
2दिखाएँ कि XeCl गठन की प्रभावशीलता जीनन परमाणु की उत्तेजना ऊर्जा के साथ बढ़ती है; जब कोई 6एस अवस्था से आगे 7पी अवस्था में जाता है तो संश्लेषण की दर स्थिरांक तीन से गुणा हो जाती है (सूची 11)।

की दर XeCl
*जब कोई 6एस अवस्था से आगे 6पी अवस्था में जाता है तो संश्लेषण परिमाण के क्रम से बढ़ता है, इस प्रकार CCl
4 (सूची 13) का उपयोग किया जाता है।

HCl अस्पष्ट है. सूची 12 की जांच से पता चलता है कि kQ में वृद्धि हुई है, इस प्रकार जीनन उत्तेजना के साथ उल्लेखनीय वृद्धि नहीं होती है। अब तक, कोई भी माप 5D[3/2] अवस्था से आगे नहीं जाता है जो लगभग 6P अवस्था के समान ऊर्जा वाला है। संश्लेषण की दर भी 7s[3/2] अवस्थाओं से बहुत प्रभावी प्रतीत होती है[70] इसके अतिरिक्त किसी ज्ञात संख्यात्मक मान के। उपलब्ध जानकारी XeCl के संश्लेषण की अधिक कुशल दर मानने का समर्थन नहीं करती है क्योंकि जीनन की उत्तेजना धीरे-धीरे बढ़ती है। वास्तविक्ता में इस स्थिति के लिए 5d[5/2]30, 3.2×10−12 सेमी3s−1 की प्रतिक्रिया दर स्थिरांक के साथ केवल उत्तेजना होती है:[123]

Xe(5d[5/2]20) + HCl → Xe(6p[3/2]2) + HCl

इसके अतिरिक्त, ऐसा प्रतीत होता है कि रिडबर्ग स्थितियों ने XeCl का उत्पादन नहीं किया है। Xe(31f) के लिए देखी गई प्रतिक्रियाएँ[124] निम्नलिखित हैं:

Xe(31f) + HCl(J) → Xe(31l) + HCl(J) (α)

Xe(31f) + HCl(J) → Xe(nl) + HCl(J-1) यदि J≤5 (β)

Xe(31f) + HCl(J) → Xe+ + ई− + HCl(J-1) यदि J>5 (γ)

कुल दर स्थिरांक k हैT = (11.3 ± 3.0)×10–7 सेमी3s−1, निम्नलिखित में विभाजित:

kα = (5.5 ± 2.5)×10–7 cm3s−1 (l-परिवर्तन)

kβ = (4.8 ± 2.4)×10–7 cm3s−1 (n-परिवर्तन)

kγ = (0.9 ± 0.4)×10–7 cm3s−1 (आयनीकरण)

ध्यान दें कि प्रतिक्रिया (γ) महत्वपूर्ण XeCl के लिए Xe+उत्पन्न करती है .

निष्कर्ष

लेज़र कैनेटीक्स में हार्पून प्रतिक्रियाएँ महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।

जिसके लिए Xe
2Cl लेज़रों के साथ CCl
4. XeCl लेजर के लिए प्रतिक्रिया करने पर स्थिति सरल होती है, हार्पूनिंग कैनेटीक्स अधिक जटिल है। गैसीय मिश्रण में इसके कमजोर अनुपात के अतिरिक्त, Cl
2 हापूनिंग के माध्यम से XeCl से बहुत प्रभावी ढंग से उत्पादित होता है। 6s स्थिति के लिए XeCl
* इसके उत्पादन में भूमिका में नहीं आते हैं, इस सीमा तक कि वे कंपन से उत्तेजित HCl के अणुओं के साथ टकराव को जन्म देते हैं।

इसलिए HCl के कंपन उत्तेजना की गतिकी मौलिक है। संतोषजनक मॉडल बनाने के लिए कंपन के कम से कम पहले छह स्तरों को ध्यान में रखा जाना चाहिए।[125][126][127][128] यह कंपनात्मक उत्तेजना निम्नलिखित इलेक्ट्रॉनों द्वारा उत्पन्न होती है:

HCl(v) + e− → HCl(v’) + e− (EV) दर स्थिरांक K के साथ।

(EV) की दर स्थिरांक निम्नलिखित संक्रमणों के लिए मापी गई: v=0→v'=1, v=0→v'=2, v=1→ v'=2 et v=2→v'=3. फिर अनुभवजन्य कानून प्रस्तावित किया जा सकता है:[127]

Kv→v+1 = v K0→1

Kv→v+2 = v K0→2

K के मान इलेक्ट्रॉन ऊर्जा वितरण पर निर्भर हैं जैसा चित्र 4 में दिखाया गया है।

हार्पून प्रतिक्रियाओं में, C अवस्था के संबंध में B अवस्था के संश्लेषण की दर 1 और 2 के बीच सम्मिलित होती है, चाहे दुर्लभ गैस हैलाइड की प्रकृति कुछ भी हो।[58] फिर भी, दबाव बढ़ने पर स्थिति C के संबंध में स्थिति B के अनुपात में स्पष्ट वृद्धि देखी जाती है।[96]यह संबंध क्लोरीन डोनर की प्रकृति से भी अत्यधिक प्रभावित होता है। यह 1.2 के लिए है CCl
4[96]और 1.3 के लिए Cl
2.[58]जीनन की उत्तेजना अवस्था महत्वपूर्ण है। के स्थिति के लिए Cl
2, ऐसा देखा गया हैं।[112] यदि Xe(6p[1/2] हो तो B अवस्था के संश्लेषण की दर C अवस्था से पांच गुना अधिक हो सकती है0) प्रतिक्रिया में भाग लेता है यदि वे अत्यधिक उत्तेजित अवस्था में हों।

तटस्थ प्रजातियों के बीच प्रतिक्रियाशील टकराव में अन्य प्रतिक्रियाएं सम्मिलित होती हैं अपितु वे नगण्य भूमिका निभाती हैं।

उत्तेजित आणविक प्रजातियों से जुड़ी प्रतिक्रियाएं
जीनन अणुओं की भूमिका

प्रकाशित साहित्य में जीनन और HCl के अणुओं से जुड़ी प्रतिक्रियाओं को खोजना मुश्किल है।

लोरेन्ट्स[70]केवल Xe के अपघटन की दर स्थिरांक को मापा2* HCl द्वारा (8.2 ± 0.8)×10–10 सेमी3s−1परिणामी उत्पादों को बताए बिना।

इसके विपरीत, बिबिनोव एट विनोग्रादोव[108]के साथ निम्नलिखित प्रतिक्रिया देखी Cl
2:

Xe2* + Cl2 → XeCl* + Cl + Xe

XeCl संश्लेषण हार्पूनिंग द्वारा किया गया था। दर स्थिरांक 7.1×10−10 सेमी3s−1 अनुमानित किया गया था।[121]

उत्तेजित HCl की भूमिका

कैस्टिलजो एट अल[129] B संक्रमण बी( के कारण 200 और 240 एनएम के बीच HCl1S+) → X (1S+) उत्सर्जन देखा गया(चित्र 5 देखें)। यह उत्सर्जन जीनन के दबाव में वृद्धि के साथ विलुप्त हो जाता है और XeCl(B) प्रकट होता है। दूसरे शब्दों में, XeCl(B) को प्रतिक्रिया द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है:

HCl (B 1Σ+) + Xe (1SO) → XeCl(B) + H

दर स्थिरांक 5 अनुमानित है×10−10 सेमी3s−1.[130] एक अन्य आउटपुट मार्ग उसी टकराव के भीतर XeCl संश्लेषण के लिए प्रतिस्पर्धी लगता है जो उत्पाद होना चाहिए:

Xe+ + H + Cl + e−और संबंधित दर स्थिरांक 1×10−10 सेमी3s−1 है।[121]

उत्साहित की भूमिका Cl
2

Cl
2 को निम्नलिखित प्रतिक्रिया के माध्यम से लेजर में संश्लेषित किया जाता है:

Cl* + HCl → Cl2* + Cl

दर स्थिरांक 1×10−10 सेमी3s−1 है।[121] इस प्रकार XeCl संश्लेषण निम्नलिखित प्रतिक्रिया के माध्यम से होता है:

Xe + Cl2*(1Σu+) → XeCl*+ Cl दर स्थिरांक ku के साथ Ku का मान सूची 14 में दिए गए हैं। ज़ुएव एट अल से परिणाम प्राप्त होता हैं।[131] चूंकि हाल ही में यह दूसरों से सांख्यिकीय रूप से दूर है। इसे अनदेखा करते हुए औसत मान ku = 2.6×10−10 सेमी3s−1 होना चाहिए।

तालिका 14: cm3s−1 में ku का मान
ku × 10−10 संदर्भ
1.1 [70]
(1.2 ± 0.2) [132]
(3.0 ± 0.5) [133]
18 [131]
5 [116]

के लिए संगत प्रतिक्रिया पाई जा सकती है Cl2* (D’ 3π2g)[108]स्थिति हैं।

टर्मोलेक्यूलर प्रतिक्रियाएं

वे मूलतः टर्नरी मिश्रण में निर्मित होते हैं और इस प्रकार के होते हैं:

Xe** + Cl
2 + एम → XeCl
* + Cl + Mc दर स्थिरांक के के साथ दर स्थिरांक kc सूची 15 में दिया गया है। केवल उन प्रक्रियाओं पर ध्यान दें जहां M=Ar नगण्य हैं।

तालिका 15: cm6s−1 में kcका मान[112]
जीनान की स्थिति Xe** M = Xe × 10−28 M = Ar × 10−28
(6p[1/2]0) (3.5 ± 0.5) < 0.5
(6p[3/2]2) (1.4 ± 0.5) < 0.1
(6p[5/2]2) (1.8 ± 0.5) < 0.1

जहाँ तक हीलियम की बात है, इसकी दो प्रतिक्रियाएँ हैं:

Xe* + Cl + He → XeCl* + He

Xe** + Cl + He → XeCl* + He

दर स्थिरांक क्रमशः 10−27सेमी6s−1और 3×10−27 सेमी6s−1 हैं।[134]

ऐसे डेटा भी उपस्थित हैं जहां जीनन परमाणु जमीनी अवस्था में हैं:

Xe + Xl + M → Xl (X) + M जहां M = Ne या Xe

दोनों मामलों में, दर स्थिरांक है: 1.2×10−33 सेमी6s−1[135]

अन्य प्रतिक्रियाएँ

क्लोरीन, Cl
2, गैसीय मिश्रण में संश्लेषित निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं को प्रेरित कर सकता है:

Xe+ Cl
2 → XeCl
2

Xe*+ Cl
2 + Xe → Xe+ + Cl
2− + Xe → (XeCl
2)* + Xe[136] के ऊर्ध्वपातन तापमान के रूप में XrCl
2 टी हैs= 80°C, यह अणु कमरे के तापमान पर, गैसीय मिश्रण के भीतर ठोस अवस्था में संश्लेषित होता है। यह लेज़र स्नो नामक परजीवी लेज़िंग घटना का कारण बनता है।[137]

कुछ लेखकों ने तापमान बढ़ाने का प्रस्ताव दिया है XeCl
2 उदात्त. इसके बाद यह प्रतिक्रियाशील हो जाता है और संश्लेषण में XeCl
* के सक्रिय रूप से भाग लेता है  :

XeCl
2* → XeCl
* + Cl

Xe* + XeCl
2 → 2 XeCl
*

तापमान में वृद्धि से दो फायदे मिलते हैं: परजीवी लेजर घटना को खत्म करना और XrCl उत्पादन में वृद्धि करना। चूंकि, इस बढ़ोतरी का इतना अधिक महत्व नहीं होना चाहिए XeCl
2 अलग नहीं होता जो पूर्ववर्ती प्रतिक्रिया को नष्ट कर देगा।

टर्नरी मिश्रण में, RgCl XeCl को संश्लेषित किया जा सकता है, जिससे संभवतः इसका निर्माण हो सकता है XeCl
*तथाकथित एकल विस्थापन प्रतिक्रिया के माध्यम से। इन्हें तब देखा गया है जब Rg Ar या Kr है:[135][138]

RgCl* + Xe → XeCl* + Rg दर स्थिरांक k के साथ kd or kd=1.5×10−10 cm3s−1 का मान Rg = Ar के लिए उपयोग होता हैं।

इसके विपरीत, RgCl संश्लेषण उपलब्ध क्लोरीन की खपत करता है जिससे XeCl उत्पादन की दर कम हो जाती है। लेज़र की गुणवत्ता नकारात्मक रूप से प्रभावित हो सकती है जैसा कि क्रिप्टन के स्थिति में हुआ था।[139]

यह समीक्षा सिंथेटिक प्रतिक्रियाओं तक ही सीमित होगी XeCl
*, आयनिक पुनर्संयोजन को छोड़कर। दूसरा मार्ग उपस्थित है और उस पर विचार किया जाएगा।

आयन पुनर्संयोजन

कई लेखकों के अनुसार[115][140][141] प्रारंभिक प्रतिक्रिया (Xe+ + Cl−
, Xe2+ + Cl−
 और RgXe+ + Cl−
) सम्मिलित नहीं हैं.

टर्नरी प्रतिक्रियाएं सामान्यतः होती हैं:

Xe+ + Cl−
 + Rg → XeCl
* + Rg (3)

Xe+
2 + Cl−
 + Rg → XeCl
* + Rg + Xe (4)

RgXe+
 + Cl−
 + Rg → XeCl
* + 2 Rg (5)

ज़ेनॉन आयनों को सीधे डिस्चार्ज में या Rg+ को सम्मिलित करने वाली क्रमिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से संश्लेषित किया जाता है, Rg2+साथ ही अन्य आयनिक या उत्तेजित प्रजातियाँ है। चित्र 1 उदाहरण देता है जहाँ Rg=Ne और चित्र 6 जहाँ Rg=He है।[116][119][142][130][143][144] वह Cl−
 आयन मूल रूप से HCl इलेक्ट्रॉन से पृथक्करणीय लगाव द्वारा बनते हैं:[32]

HCl(v) + e− → H + Cl−(AD)

उसी स्थिति में, दर स्थिरांक (एडी) इलेक्ट्रॉनों के ऊर्जा वितरण पर निर्भर करता है जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है।

तीसरा तत्व Rg रासायनिक दृष्टि से निष्क्रिय है। यह केवल प्रतिक्रिया को स्थिर करने का कार्य करता है।[145] इसलिए लेखकों ने केवल सकारात्मक और नकारात्मक आयनों की पुनर्संयोजन दर को ध्यान में रखा। ये गैसीय मिश्रण के कुल दबाव, बफर गैस और तापमान के साथ महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होते हैं।

सभी दुर्लभ गैसों के लिए अभिक्रियाएँ (3) और (4) प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित की गईं। चित्र 7 और चित्र 8 इन प्रतिक्रियाओं के पुनर्संयोजन की दर पर बफर गैस और दबाव के प्रभाव को दर्शाते हैं जब हीलियम और फिर नियॉन को बफर गैसों के रूप में उपयोग किया जाता है। पुनर्संयोजन की यह दर दोनों मामलों में परिमाण के समान क्रम की है, लगभग 10−6सेमी3s−1 की हैं। इस प्रकार प्राप्त तापमान के प्रभाव का अध्ययन केवल नियॉन के लिए किया गया है। (चित्र 9 देखें) पुनर्संयोजन की दर α3 प्रतिक्रिया में (3) 294.2 केपीए के पूर्ण दबाव के लिए अधिकतम 180K पर है।[146] α3 इसलिए 4.2 है×10−6 सेमी3s−1 के समान हैं।

प्रतिक्रिया (4) का अधिक परिष्कृत विश्लेषण बेट्स एट मॉर्गन द्वारा किया गया था।[147] जिन्होंने पाया कि मोंटे कार्लो सिमुलेशन|मोंटे-कार्लो विधि, फ्लैनरी समीकरण और लैंग्विन समीकरण या लैंग्विन सिद्धांत तभी अच्छे परिणाम दे सकते हैं जब दबाव 1 वायुमंडलीय दबाव से ऊपर हो। यह लेज़रों के लिए आदर्श है। प्रस्तावित ज्वारीय सिद्धांत मेज़िक एट अल के प्रयोगात्मक माप से सहमत है।[140]जो चित्र 10 में स्पष्ट है। पुनर्संयोजन की दर α4 प्रतिक्रिया के लिए (4) α3 के समान परिमाण के क्रम का है।

प्रतिक्रिया (5) केवल तभी देखी जाती है जब Rg नियॉन या आर्गन हो। इस प्रतिक्रिया के लिए, पुनर्संयोजन की दर का विकास α5 दबावयुक्त नियॉन की उपस्थिति चित्र 6 में दिखाई गई है। इमाडा एट अल[148] 294 kPa के निश्चित कुल दबाव के लिए तापमान के प्रभाव का अध्ययन किया। α का अधिकतम मान5 120K और α5 = 7.5×10−6 सेमी3s−1 पर प्राप्त होता है।

आर्गन के लिए कमरे के तापमान पर केवल दो अनुमान उपलब्ध हैं। 2 एटीएम के दबाव पर, α5 = 2.10−6सेमी3s−1[149] और 1 एटीएम के दबाव पर, α5 1×10−6 सेमी3s−1 है।[65]

प्रतिक्रिया (5) क्षणभंगुर कॉम्प्लेक्स Rg का पक्ष नहीं लेती है, इस प्रकार XeCl
* मध्यवर्ती चरण के रूप में।[57]इसलिए, निम्नलिखित प्रतिक्रिया छोटी भूमिका निभाती है:

RgXe+ + Cl−
 + Rg → RgXeCl
* + Rg → XeCl
* + 2 Rg

इसके विपरीत, प्रमुख सिंथेटिक मार्ग इस प्रकार दिया गया है:

RgXe+ + Cl−
 + Rg → 2 Rg + Xe+ + Cl−
 → XeCl
* + 2Rg

कन्नारी एट अल.[142]तीन प्रकार के मिश्रणों के लिए तीन पुनर्संयोजन और हार्पूनिंग प्रतिक्रियाओं में से प्रत्येक के योगदान का अनुमान लगाया। परिणाम सूची 16 में दिखाए गए हैं। प्रतिक्रिया (3) XeCl अणुओं का बड़ा हिस्सा प्रदान करती है और सामान्यतः हार्पूनिंग प्रतिक्रियाएं माध्यमिक भूमिका निभाती हैं। इसके विपरीत, जब हीलियम का उपयोग किया जाता है, तो हार्पूनिंग प्रतिक्रियाएं लगभग 10-15% योगदान देती हैं XeCl
* संश्लेषण।[144][150] जब आयनिक मार्ग सम्मिलित होता है तो अन्य लेखक इस योगदान का केवल 1% अनुमान लगाते हैं।[125] इन सैद्धांतिक निष्कर्षों की पुष्टि बफर गैसों की व्यापकता और अन्य क्लोरीन डोनरओं के लिए प्रयोगात्मक तरीकों से की जाती है।[144][151] चूंकि, हापून प्रतिक्रियाएँ, उनके कम योगदान के अतिरिक्त महत्वपूर्ण हैं। ये हापून प्रतिक्रियाएं वे प्रतिक्रियाएं हैं जो पहले उत्तेजना के बाद गति में सेट होती हैं। आयनिक पुनर्संयोजन, जो तब XeCl अणुओं का बड़ा हिस्सा प्रदान करता है, 20 एनएस बाद प्रारंभ होता है।[144]

तालिका 16: XeCl के लिए सिंथेटिक प्रतिक्रियाओं का प्रतिशत योगदान * ~3 मेगावाट/सेमी3 पर 55 एनएस पल्स के साथ उत्तेजना के लिए।
अभिक्रिया Xe/HCl Ar/Xe/HCl Ne/Xe/HCl
Xe+ + Cl−
 		83.1% 81.5% 69.6%
Xe2+ + Cl−
 		11.9 8.2 9.5
MXe+ + Cl−
 		6.3 11.1
Xe** + HCl 2.5 1.4 1.4
Xe* + HCl(v) 2.5 2.6 2.6
Others 5.8

सूची 16 में, अन्य नाम वाला कॉलम नियॉन के लिए 5.8% दिखाता है, जिसका अर्थ है कि अन्य पुनर्संयोजन मार्ग संभव हैं।

Xe3+ आयनों को लेजर में प्रयुक्त गैसीय मिश्रण में संश्लेषित किया जाता है। ये आयन प्रतिक्रिया करते हैं Cl-10−
 XeCl का उत्पादन करने के लिए किया गया हैं। फिर भी, यह प्रतिक्रिया लेज़र की रासायनिक गतिकी में केवल छोटा सा योगदान है।[152]

Xe+* आयन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं Cl−
उत्पादन करने के लिए XeCl
*.[15][153] एल्खिन एट अल.[153]भी संश्लेषित किया है XeCl
* NaCl वाष्प का उपयोग करना। XeCl
* द्विआणविक प्रतिक्रिया में अत्यधिक उत्तेजित Xe* आयनों का उपयोग करते हुए सबसे कम कंपन अवस्था (v≤20) का उत्पाद है। संश्लेषण की दर 2×10−10 और 1×10−9 सेमी3s−1 के बीच होने का अनुमान है। HCl का उपयोग करके संगत प्रतिक्रिया प्रस्तावित की जाती है।[15]यह निष्कर्ष केवल उन स्थितियों की उपस्थिति पर आधारित है जो जीनन की तीसरी सातत्यता के लिए उत्तरदायी हैं, इस प्रकार Xe2+ आयन, चूँकि XeCl
* का उत्पादन नहीं होता है।[146][148]

इसके विपरीत, प्रतिक्रिया में Xe* आयन की भागीदारी अन्य लेखकों की टिप्पणियों के साथ संगत है। अनेक लेखक[144][150][154] Xe* आयनों (6s) की उपस्थिति की पुष्टि की है 4प3/2) लेजर मिश्रण में। उनकी सांद्रता हापून प्रतिक्रिया में Xe* आयनों की तुलना में हजार गुना अधिक है।[125] दूसरी ओर, इन आयनों और की सांद्रता XeCl
* और Cl−
 समय के कारक के रूप में XeCl अणुओं के संश्लेषण के साथ असंगत नहीं है, Xe+. में गिरावट की प्रारंभ Xe+* और Cl−
 के संश्लेषण की दर के बढ़ते त्वरण से संबंधित है, इस प्रकार XeCl
* प्रायोगिक स्थितियों में अवस्था B और C के बीच हापून प्रतिक्रियाओं के दौरान वितरण यादृच्छिक अनुपात में होता है।

आयनिक पथों का पहला अनुमान टायसोन और हॉफमैन द्वारा बनाया गया था[155] जिन्होंने स्थिति B के लिए 76% और स्थिति C के लिए 24% का सुझाव दिया। क्रमिक रूप से, बफर गैसें नियॉन, आर्गन और क्रिप्टन हैं। ओहवा और कुशनेर[156] समान मान प्रकाशित किए गए: स्थिति B के लिए 77% और स्थिति C के लिए 23% हैं। उन्होंने हाइड्रोजन, H2 से बफर गैस (नियॉन का उपयोग करके) युक्त चतुर्धातुक मिश्रण का उपयोग किया।

त्सुजी एट अल द्वारा हालिया और अधिक विस्तृत अध्ययन आयोजित किया गया था।[141]बफर गैस के रूप में हीलियम के मिश्रण में। उन्होंने पाया कि: - स्थिति D विशेष रूप से बनते हैं Xe+ आयन, (2P1/2) ;

- स्थिति B और C से विशेष रूप से उत्पादित किया जाता है Xe+ आयन (2पी3/2) निम्नलिखित अनुपात में: स्थिति B - 62.6% और स्थिति C - 38.4%। के उत्पादन की दर XeCl
*98% है.[157] फिर कुछ प्रतिस्पर्धी प्रतिक्रियाएँ होती हैं।

प्रयोगशाला प्रयोगों में, की संख्या Xe+(2P1/2) और Xe+(2P3/2) स्थिति समान हैं। इसके अतिरिक्त, जीनन की इन दो अवस्थाओं के सापेक्ष प्रतिक्रिया की दर स्थिरांक (3) समान हैं। चूंकि, इन शर्तों के अनुसार, स्थितियों D की संख्या, स्थितियों B और C की संख्या के संबंध में बहुत कम है। इस प्रकार XeCl(B, C) के संबंध में XeCl(D) के गठन की दर लगभग 0.033±0.006 अनुमानित है। . [का तेजी से पृथक्करणXe+(2P1/2)Cl−
]*के संबंध में [Xe+(2P3/2)Cl−
] इस स्थिति के लिए *उत्तरदायी है।

विघटन की क्रिया

विकिरण

उत्सर्जन स्पेक्ट्रा

चित्र 11 में दर्शाए गए संबंधित स्पेक्ट्रा को लगभग सभी लेखकों द्वारा देखा गया था जिन्होंने उन मिश्रणों का अध्ययन किया था जो जीनन और क्लोरीन डोनर पर आधारित थे।

दो सैद्धांतिक अध्ययनों ने उत्सर्जन स्पेक्ट्रा की पहचान को सक्षम किया है।[42][49]पांच संक्रमणों में तीव्रताएं बढ़ी हैं जो ΔΩ = 0 के अनुरूप हैं, अर्ताथ, आंतरिक अक्ष के समानांतर ध्रुवीकरण हैं। प्रारंभिक अवस्थाएँ सदैव आयनिक होती हैं और उत्पाद अवस्थाएँ सहसंयोजक होती हैं। इन उत्सर्जनों की विशेषताएं सूची 17 में दर्शाई गई हैं।

Table 17. XeCl
* उत्सर्जन.
संक्रमण प्रयोग सिद्धांत सिद्धांत सिद्धांत
प्रेक्षित तरंग दैर्ध्य (एनएम) उत्सर्जन की गणना तरंग दैर्ध्य (एनएम) संक्रमण का समय उत्सर्जन की संभावना (s−1)x 107
B → X 308[65] 295;[49] 282[42] 2.76;[49] 2.85[42] 9.3;[49] 11.4[42]
D → X 235.5[53] 224;[49] 216[42] 1.94;[49] 2.09[42] 10;[49] 14[42]
C → A3/2 345[65] 330;[49] 306;[42] 355[87] 0.96;[49] 0.98[42] 0.81;[49] 1.05[42]
B → A1/2 345[65] 324;[49] 307[42] 0.87;[49] 0.88[42] 0.6;[49] 0.84[42]
D → A1/2 Non-observed 242;[49] 233[42] 0.50;[49] 0.49[42] 0.56;[49] 0.59[42]

सबसे संभावित यूवी संक्रमण B→X और D→X हैं। उनके पास Σ→Σ प्रकार है। अन्य संक्रमण, B→A, C→A और D→A, प्रकृति Π→Π हैं और बहुत कम संभावित हैं।[73]

हे और डनिंग को छोड़कर अन्य सैद्धांतिक रूप से कमजोर बदलावों का अभी तक कोई अवलोकन नहीं हुआ है,[49]जिन्होंने चार संक्रमणों के लिए प्रावधान किए जो आंतरिक परमाणु अक्ष पर लंबवत रूप से ध्रुवीकृत हैं; दूसरे शब्दों में, ΔΩ = ±1 के साथ। केवल इविंग और Br[89]425 एनएम पर केन्द्रित उत्सर्जन का उल्लेख किया गया 2Σ→2P संक्रमण. अंत में, क्रॉस[73]D→B प्रकार के उत्सर्जन की संभावना का सुझाव दिया जिसकी संक्रमण अवधि स्वयं बहुत कमजोर है। सूची 6 इसे 931 एनएम पर रखती है।

प्रमुख उत्सर्जन को सूची 17 के अनुसार देखा और रिपोर्ट किया गया।

B→X लाइन 308 एनएम (चित्रा 11) पर देखी गई है जबकि इसके अस्तित्व की सैद्धांतिक भविष्यवाणी स्पष्ट रूप से कमजोर थी। यह सबसे संकीर्ण उत्सर्जन है और अंतिम अवस्था कुछ हद तक उथली क्षमता दर्शाती है। दुर्लभ गैस हेलाइड्स के समान, इस उत्सर्जन में सबसे मजबूत संक्रमण अवधि होती है। इसीलिए यह XeCl लेज़रों में पसंदीदा उत्सर्जन है।[4]

प्रायोगिक तौर पर, (C→A) और (B→A) रेखाएं ओवरलैप होती हैं,[59]345 एनएम पर केन्द्रित सातत्य का निर्माण, अधिकांशतः कम आयाम का जैसा कि चित्र 11 में देखा जा सकता है। उत्सर्जन की चौड़ाई अत्यधिक प्रतिकारक अवस्था की ओर जाने वाले संक्रमण पर निर्भर करती है। कोल्ट्ज़ एट अल. इस सातत्य को 312 और 460 एनएम के बीच रखा गया हैं।[50] इस प्रकार कमजोर देखी गई तीव्रता को B → X के विपरीत दो उत्सर्जनों के संक्रमण की संभावनाओं की कमजोरी और स्थितियों B के संबंध में गठित स्थितियों C की छोटी मात्रा के कारण उत्तरदायी ठहराया जाता है जैसा कि पहले देखा गया था। अन्य लेखकों ने अणु की अवशोषण घटना पर Xe
2Cl इस तरंग दैर्ध्य परध ्यान आकर्षित किया है।[158] कन्नारी और अन्य के अनुसार, प्रतिक्रिया (3) अवस्था B और C के संश्लेषण का प्रमुख मार्ग है।[142]त्सुजी एट अल. गठित स्थितियों B और C के अनुपात का अनुमान लगाया गया: स्थिति C के लिए 38% और स्थिति B के लिए 62%।[141]संक्रमण संभावनाओं का मान (I का सैद्धांतिक मान) (IB→A/IB→X = 0.07; 0.05 का प्रायोगिक मान),[50]इसलिए (B→A) उत्सर्जन का योगदान लगभग 10% है। अनेक लेखक[6][59][159] दावा किया गया कि 345 एनएम उत्सर्जन पर आधारित लेजर विकसित किया जा सकता है, विशेष रूप से लगभग 10 वायुमंडल (दबाव) के दबाव पर जब स्थिति B और C को थर्मल किया जाता है। इस बीच, 2014 तक कोई ठोस परिणाम सामने नहीं आया था।

235.5 एनएम पर केन्द्रित (D→X) संक्रमण को व्यवस्थित रूप से नहीं देखा गया है। चित्र 12 के स्थिति में संबंधित रेखा कमजोर दिखाई देती है। इसकी ऑप्टिकल चौड़ाई (बी → X) उत्सर्जन के समान है क्योंकि यह X की समान कमजोर बाध्य स्थिति की ओर ले जाती है।[53]इसके विपरीत, (B→X) और (D→X) उत्सर्जन की सापेक्ष तीव्रता लेखक से दूसरे लेखक में अत्यधिक भिन्न होती है: ID→X/IB→X = 1/3 B शुकर,[53]सूर एट अल द्वारा 1/25 से 1/50 तक।[81]और टेलर एट अल द्वारा 0.14.[160] बाद के लेखकों ने नोट किया कि संबंध दबाव-स्वतंत्र है। यह संभावना नहीं है कि इस संक्रमण का उपयोग करके लेजर विकसित किया जा सकता है जैसा कि शुकर ने भविष्यवाणी की थी।[53]

स्पेक्ट्रा ने कोई D→A उत्सर्जन नहीं दिखाया। फिर भी, हसल एट बलिक[100]246 एनएम पर बहुत कमजोर तीव्रता (चित्र 12) के साथ रेखा देखी, बिना विचाराधीन संक्रमण के लिया गया हैं।

XeCl स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए स्थिति D उत्सर्जन नगण्य है। D→B के लिए D→A की अनुपस्थिति को कमजोर रूप से संबद्ध संक्रमण संभावना के लिए उत्तरदायी ठहराते हुए,[42][49][73]यही बात D→X के लिए नहीं कही जा सकती। सूची 17 से, D→X उत्सर्जन B→X से कम तीव्रता का होना चाहिए। इस स्थिति में, संभावित स्पष्टीकरण स्थिति D के कमजोर उत्पादन के कारण हो सकता है, या तो आयनिक मार्ग से[141]या स्थितियों Xe का उपयोग करके हापून प्रतिक्रिया द्वारा(3पी).[97]का प्रमुख मार्ग XeCl
* संश्लेषण प्रतिक्रिया है (3) और अवस्था B की संख्या का अवस्था D से संबंध 0.053 है। सूची 17 से, यह संभावना है कि स्थिति D विशेष रूप से स्थिति X की ओर डी-उत्तेजित होगा। सूची 17 की संक्रमण संभावनाएं दिखाती हैंI ID→X/IB→X≈6.2%, सुर एट अल के परिमाण के क्रम के परिणामों के साथ।[81]और टेलर एट अल से ज्यादा दूर नहीं..[160]

ये उत्सर्जन छोटी तरंग दैर्ध्य के लिए कमोबेश निम्नीकृत होते हैं जैसा कि (B → X) लाइन के उत्सर्जन स्पेक्ट्रम चित्र 13 में दिखाया गया है। अवशोषण स्पेक्ट्रा में समान तरंग दैर्ध्य के साथ संबंधित दोलन घटना देखी गई थी।[52]इसके अतिरिक्त, (D→X) उत्सर्जन की रेखा संरचना (B→X) के समान है।[81]

इन रेखाओं की चौड़ाई और दोलन प्रकृति उत्तेजित विकिरण अवस्थाओं के उच्च कंपन स्तरों से उत्पन्न होने वाले संक्रमणों के अस्तित्व से जुड़ी है।[50][74][92]कंपन संबंधी उत्तेजना XeCl अणु के निर्माण के बाद बची हुई ऊर्जा का परिणाम है। यह ऊर्जा प्रतिक्रिया में सम्मिलित जीनन परमाणु/आयन और हैलोजन दाता दोनों की स्थिति पर निर्भर करती है।[58][74][115]345 एनएम उत्सर्जन के लिए, उच्च कंपन स्तर पर संक्रमण C→A 3/2 B→A1/2 की तुलना के लिए लाल क्षेत्र की ओर अधिक फैलते हैंI क्योंकि A3/2 की प्रतिकारक बाधा A1/2 की तुलना में अधिक तीव्र और उत्सर्जन की उच्च अवस्था के समीप है।[74]

इन स्पेक्ट्रा की दोलन प्रकृति दबाव में वृद्धि के साथ विलुप्त हो जाती है, केवल v≤2 स्तर से उत्पन्न होने वाली चोटियाँ दिखाई देती हैं जब दबाव 1 एटीएम से ऊपर होता है। इससे पता चलता है कि कंपन संबंधी विश्राम उच्चतम कंपन स्तरों को प्रभावी ढंग से ख़त्म कर देता है।[10][92]दूसरी ओर, स्थिति C की तुलना में स्थिति B के लिए ऊंचे स्तर का विलुप्त होना तेजी से होता है क्योंकि स्थिति C का जीवनकाल बहुत लंबा होता है।[74]अवस्थाओं B और C की कंपन संबंधी छूट XeCl लेज़रों की रासायनिक गतिकी में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

5 एटीएम से आगे, इन रेखाओं की चौड़ाई बढ़ जाती है, संभवतः किरणों से प्रेरित टकराव के कारण या संपूर्ण घूर्णी संरचना के कारण किया गया हैं।[161]

जीनन के लिए समस्थानिक प्रभाव नगण्य हैं अपितु क्लोरीन के लिए चिह्नित हैं। सबसे भारी आइसोटोप से जुड़ी कंपन रेखाएँ 37Cl सबसे बड़ी तरंग दैर्ध्य की ओर हल्के से विस्थापित होते हैं। उदाहरण के लिए, B→X की 4-0 लाइन के लिए गैप 1.51Å पढ़ता है।[55]

उत्साहित प्रजातियों का विकिरण जीवनकाल

कंपन स्तर v=0 के लिए अवस्थाओं बी, C और D के मान सूची 18 में दिखाए गए हैं। ये स्थिति B और C हैं जिनके परिणामस्वरूप अधिक निर्धारण हुए हैं।

तालिका 18. XeCl का जीवनकाल (एनएस में) * स्थिति.
स्थिति B : τB स्थिति C : τC स्थिति D : τD विधइ संदर्भ
11.1 ± 0.2 130.5 ± 1.5 प्रायोगिक (गैस) [17]
27 ± 3 53 ± 6 प्रायोगिक (गैस) [67]
10.1 123 9.5 सैद्धांतिक [49]
11.1 ± 0.2 131 ± 10 प्रायोगिक (गैस) [61]
135 प्रायोगिक (गैस) [69]
8.2 95 6.9 सैद्धांतिक [42]
11 प्रायोगिक (ठोस) [91]
133.5 ± 4.5 प्रायोगिक (ठोस) [72]
120 ± 9 प्रायोगिक (ठोस) [76]
17 प्रायोगिक (गैस) [162]

स्थिति B में, दो मान सांख्यिकीय रूप से दूसरों से दूर हैं।[67][162] वे सबसे पुराने मापों के अनुरूप हैं। उन्हें ध्यान में रखे बिना, एनएस में प्राप्त विश्वास अंतराल 8<τB<12.3 हैं।

स्थिति C के लिए, फैलाव अधिक महत्वपूर्ण है। इस प्रकार ग्रिनेइसेन एट अल का दृढ़ संकल्प[67] अभी भी सांख्यिकीय रूप से दूसरों के साथ-साथ दो सैद्धांतिक मानों से दूर है,[42][49] इस प्रकार ठोस अवस्था में प्राप्त माप के साथ।[76]जब उपरोक्त की उपेक्षा की जाती है, तो विश्वास अंतराल, एनएस में 129.1<τC<135.9 बन जाता है।

औसत मानों का उपयोग करते हुए, संबंध τB/टीC 0.0764 है. यह प्रत्यक्ष माप के साथ पर्याप्त रूप से तुलनीय है जो 0.087 ± 0.009 है।[64]यह संबंध महत्वपूर्ण है क्योंकि यह अवस्था B और C के कंपन विश्राम में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

जैसा कि सूची 19 में बताया गया है, स्थितियों B और C के कई कंपन स्तरों (v≤136) के जीवनकाल का व्यवस्थित अध्ययन किया गया था।[163]

तालिका 19. XeCl की अवस्थाओं B और C के कंपन स्तरों का जीवनकाल।[163]
कंपन स्तर ऊर्जा (cm−1); स्थिति C जीवनकाल (ns) ; स्थिति C ऊर्जा (cm−1); स्थिति B जीवनकाल (ns) ; स्थिति B
0 139.42 120.0 369.42 11.0
4 876.08 127.6 1136.05 11.08
8 1590.86 136.4 1882.33 11.88
12 2284.25 137.2 2608.63 12.29
16 2956.77 142.8 3315.38 12.64
20 3608.94 146.9 4002.98 12.53
24 4241.29 152.3 4671.84 12.35
28 4854.33 174.1 5322.39 13.43
32 5448.6 182.1 5955.05 14.10
36 6024.61 195.3 6570.25 14.5
40 6582.89 195.5 7168.42 14.84
44 7123.96 210.3 7750.00 16.12
48 7648.33 224.6 8315.41 16.38
52 8156.52 230.6 8865.10 17.25
56 8649.03 245.0 9399.49 18.69
60 9126.35 256.4 9919.03 19.33
64 9588.98 265.0 10424.17 20.15
68 10037.4 275.2 10915.27 21.35
72 10472.1 279.1 11392.77 22.42
76 10883.4 270.2 11897.07 23.88
80 11302.0 296.2 12308.67 24.78
84 11698.1 298.2 12747.97 26.04
88 12082.3 308.3 13175.27 27.52
92 12454.9 318.1 13390.97 28.98
96 12815.3 325.6 13994.47 30.21
100 13167 337.7 14389.17 31.77
104 13507.3 343.3 14772.37 33.21
108 13837.6 349.1 15145.174 35.14
112 14158.1 352.8 15508.67 37.16
116 14469.3 357.9 15862.27 39.03
120 14771.5 375.1 16206.67 40.91
124 15065 398.5 16541.97
128 15627.1 433.7 17186.47
136 15896.2 438.5 17496.07

जब v 0 से 100 तक चला जाता है तो जीवनकाल 4 गुना बढ़ जाता है। स्थिति B के सापेक्ष डेटा का ग्राफिकल XeCl चित्र 14 में दिखाया गया है।

चित्र 14. स्थिति B का विकिरण जीवनकाल1/2 अणु के कंपन उत्तेजना के कार्य के रूप में XeCl Xाइमर से[163]स्मिरनोव से लिया गया।[7]

स्थिति D के लिए, केवल तीन निर्धारण अपेक्षाकृत दूसरे के समीप हैं। गैसीय अवस्था में, शुकर[53]नोट किया गया कि D→X उत्सर्जन में B→X उत्सर्जन के समान समय-आधारित निर्भरता है, जो पिछले परिमाण के अनुरूप है क्योंकि B स्थिति का जीवनकाल 10 ns के क्रम का है। चूंकि, τD के सटीक मान के लिए अन्य उपाय आवश्यक हैं।

टकराव का मार्ग

पहले जीनन और HCl के प्रभावों पर चर्चा की जाएगी, उसके बाद विविध बफर गैसों और क्लोरीन डोनरओं की भूमिका पर चर्चा की जाएगी।

XeCl
*अणु
Xe/HCl मिश्रण में

विकिरण प्रक्रिया के अतिरिक्त, XeCl की अवस्थाओं B और C के विनाश की एकमात्र प्रक्रिया, जो सिद्ध हो चुकी है, वह है:

XeCl
* + HCl → KH की दर स्थिरांक के साथ अन्य उत्पाद और XeCl (6) नहीं होता हैं।

XeCl
* + Xe → KX की दर स्थिरांक के साथ अन्य उत्पाद और XeCl (7) नहीं होता हैं।

XeCl
* + 2 Xe → KDXअन्य उत्पाद और XeCl नहीं Xe
2Cl या → Xe
2Cl* + Xe (8) k की दर स्थिरांक के साथ होता हैं।

XeCl
* + Xe + HCl → KM की दर स्थिरांक के साथ अन्य उत्पाद और XeCl (9) नहीं होता हैं।

XeCl
* + ई−→ De + Co + e- (10) ke की दर स्थिरांक के साथ 2014 तक स्थिति D के लिए कोई परिणाम नहीं मिला था।

अवस्थाओं B और C के लिए प्राप्त मान सूची 20 में एकत्र किए गए हैं। लेखक मानते हैं कि दोनों अवस्थाओं के लिए प्रतिक्रिया दर समान हैं।

तालिका 20: ke, kH और kX के लिए cm3s−1 में और kDX और kM के लिए cm6s−1 में XeCl(B, C) के गायब होने के लिए दर स्थिरांक।
Ref kH kX kDX kM ke
[164] 1.4 × 10−9 (± 40%) 3.2 × 10−11 (± 35%)
[61] (6.3 ± 0.5) × 10−10 (2.3 ± 0.3) × 10−11
[130] 4 × 10−8
[71] 0.4 × 10−11 1.3 × 10−30
[70] (7.3 ± 0.1) × 10−10 < 4 × 10−12 (1.53 ± 0.1) × 10−30
[62] (5.0+3.0−2.0) × 10−12 (13.0 ± 4.0) × 10−31
[165] 7.3 × 10−31
[166] 1.16 × 10−7
[155] 1.7 × 10−9 4 × 10−31 1.2 × 10−7
[167] (7.3 ± 0.1) × 10−10
[131] 1.5 × 10−30
[162] 7.7 × 10−10 2.1 × 10−12 1 × 10−30
[16] (3.8 ± 2.3) × 10−10 (4 ± 19) × 10−13 (1.0 ± 0.4) × 10−30 (4.6 ± 2.1) × 10−29
[168] 1.5 × 10−31
[135] 5 × 10−31 2 × 10−8
[116] 3 × 10−7
[169] 3 × 10−8
[170] 2 × 10−7
[119] 1 × 10−7

प्रतिक्रिया (9) हाल ही में केवल बार देखी गई है।[16]इसलिए तुलना डेटा उपलब्ध नहीं है। इसके विपरीत, अन्य प्रतिक्रियाओं को बार-बार देखा और परिमाणित किया गया है।

काँटाH, तीन उपाय सांख्यिकीय रूप से दूसरों से दूर हैं।[16][155][164]अंतिम (पुराने) दो अन्य से श्रेष्ठ हैं। पहला, हालिया उपाय, एकमात्र प्रयोग है जिसने उस प्रक्रिया (9) को साबित कर दिया है जिसे उपेक्षित कर दिया गया था। रिव्स एट अल द्वारा किए गए माप,[16] KH को 2 से गुणा किया जाना चाहिए जो उन्हें अन्य मानों के समान स्तर पर रखता है। प्रतिक्रिया (9) को ध्यान में रखते हुए, k के मानों का समुच्चयH रिव्स एट अल को छोड़कर नीचे की ओर संशोधित किया जाना चाहिए।[16]इन परिस्थितियों में विश्वास अंतराल प्राप्त करना कठिन है।

काँटाXदोगुनी अनिश्चितताओं के महत्वपूर्ण निरपेक्ष मानों के उच्च फैलाव के कारण सांख्यिकीय विश्लेषण बहुत कठिन है। लोरेन्ट्स[70]केवल ऊपरी सीमा प्रदान की गई। रिव्स एट अल.[16]परिणाम यह प्रश्न खुला छोड़ देते हैं कि क्या यह प्रक्रिया गणना योग्य है, इसकी कमजोर दर स्थिरांक को देखते हुए। सांख्यिकीय रूप से, केX, 6.12 से अधिक नहीं होना चाहिए×10−12 सेमी3s−1.[61]एक अन्य (पुराना) उपाय,[164]kH के लिए पहले ही ग़लत मान प्रदान कर दिया था, और यह उपाय[61] छह वर्ष बाद इसे दृढ़तापूर्वक नीचे की ओर संशोधित किया गया हैं।[62]

प्रतिक्रिया (8) जिससे उत्पादन नहीं होता Xe
2Cl*का महत्व नगण्य है।[62][111] इस प्रकार KDX के लिए दिए गए माप अच्छी तरह से बिखरे हुए हैं और विश्वास अंतराल में केवल तीन मान हैं।[16][162][165]बहिष्कृत मापों में से दो संदिग्ध अनुमान हैं,[135][168]जबकि अन्य तदनुरूप प्रत्यक्ष उपाय हैं[62][70][71][131][155]जिसके अच्छे परिणाम मिले। KDX के ऊपर लटका हुआ बड़ी अनिश्चितता है, अपितु औसत मान समग्र परिणामों का प्रतिनिधि है, अर्ताथ 9.1×10−31 सेमी6s−1 हैं।

Ke के मापे गए मान मजबूत फैलाव प्रदर्शित करें। केवल चार मान सांख्यिकीय रूप से समीप हैं[119][130][155][166]औसत मान 9.6 है×10−8 सेमी3s−1 एकमात्र प्रत्यक्ष माप के अपेक्षाकृत समीप है।[166]

धीमी[171] प्रतिक्रिया के लिए अन्य उत्पादों का भी सुझाव दिया (10):

XeCl
* + e−→ Xe+ + Cl− (Ce1 = 1.8×10−7 सेमी3s−1) या → Xe* + Cl + e− (Ce2 = 1.2×10−7 सेमी3s−1)

टकराव भागीदारों के कंपन स्तर को ध्यान में रखते हुए प्रकार (6) की प्रतिक्रियाओं के लिए कुछ अंतर देखे गए:

XeCl
*(v=0) + HCl(v=1) → Xe + HCl + Cl + Cl (6a) kHa की दर स्थिरांक के साथ

XeCl
*(v=0) + HCl(v=2) → Xe + HCl + Cl + Cl (6b) kHb की दर स्थिरांक के साथ XeCl(B,C;v≠0) + HCl(v=0) → अन्य उत्पाद और K की दर स्थिरांक के साथ XeCl (6c) नहींHcदर स्थिरांक के मानों को सूची 21 में संक्षेपित किया गया है। वे अच्छी तरह से फैले हुए हैं और किसी भी प्रत्यक्ष माप के अनुरूप नहीं हैं। ये मान विशेष रूप से अनुरूप अनुमानों पर आधारित हैं।

तालिका 21. kHa, kHb, kHc in cm3s−1का मान
Ref kHa kHb kHc
[116] 7.7 × 10−10
[172] 6.3 × 10−10
[171] 1.4 × 10−9
[143] 7.7 × 10−9 7.7 × 10−9
[152] 7.7 × 10−10
[156] 6.3 × 10−10
[173] 6.3 × 10−10

प्रतिक्रियाएँ जो प्रतिक्रियाओं (6) और (7) के अनुरूप होती हैं, तब स्पष्ट होती हैं जब XeCl X(v=0) की जमीनी अवस्था में होता है। ये घटनाएं लेज़र प्रदर्शन को प्रभावित करती हैं और इसलिए महत्वपूर्ण हैं। दर स्थिरांक सूची 22 में एकत्रित किए गए हैं। ये दरें टकराने वाले अणुओं के कंपन स्तर के साथ भिन्न नहीं होती हैं। केवल प्रत्यक्ष माप उपस्थित है;[30]अन्य अनुमान हैं।

तालिका 22. बाइनरी टकराव के माध्यम से cm3s−1 में विलुप्त होने की दर स्थिरांक। परिणाम XeCl(X, v = 0) के साथ-साथ Xe, HCl और एक इलेक्ट्रॉन में से किसी एक अन्य भागीदार के सापेक्ष हैं।
Ref Xe HCl e−
[30] (5.6 ± 0.8) × 10−12 (2.2 ± 0.5) × 10−11
[121] 2.2 × 10−11 5.6 × 10−10
[135] 8 × 10−12 2 × 10−8
[171] 7 × 10−8
बफर गैस की भूमिका

महत्वपूर्ण मात्रा में तीसरी गैस का जुड़ना XeCl(B,C) के विलुप्त होने की गतिशीलता को भी प्रभावित करता है। यह उन प्रतिक्रियाओं को प्रेरित करता है जो जीनन द्वारा उत्पादित प्रतिक्रियाओं के समान हैं:

दोहरी टक्कर (11) : XeCl(B,C) + Rg → Xe + Cl + Rg k की दर स्थिरांक11ट्रिपल टकराव (12) : XeCl(B,C) + 2 Rg → Xe + Cl + 2 Rg दर स्थिरांक k12मिश्रित त्रिक टक्कर (13) : XeCl(B,C) + Xe + Rg → 2 Xe + Cl + Rg दर स्थिरांक k13तीन प्रक्रियाओं के दर स्थिरांक को सूची 23-25 ​​में समूहीकृत किया गया है।

तालिका 23. विभिन्न दुर्लभ गैसों के लिए cm3s−1 में k11 का मान।
Ref He Ne Ar Kr
[62] (1.1 ± 0.2) × 10−12 (0.76 ±0.15) × 10−12 (1.8 ± 0.5) × 10−12 (4.0 ± 0.6) × 10−12
[168] 5 × 10−13
[174] 1 × 10−12
[164] (1.0 ± 0.3) × 10−12
[162] 3.3 × 10−13
[156] 10−11
[175] < 2 × 10−13

प्रतिक्रियाएँ (11) और (13) सदैव महत्वपूर्ण होती हैं जबकि प्रतिक्रिया (12) का योगदान नगण्य होता है। परिणाम बहुत बिखरे हुए हैं. मतभेद परिमाण के स्तर तक पहुँच सकते हैं। इसके चार सन्दर्भ[62][70][164][175]प्रतिक्रिया दर का प्रत्यक्ष माप हुआ है। अन्य अनुमान हैं. ये पत्राचार पर आधारित हैं और केवल सांकेतिक हैं। क्रिप्टन के बारे में कोई जानकारी उपलब्ध नहीं है।

तालिका 24. विभिन्न दुर्लभ गैसों के लिए cm6s−1 में k12 का मान।
Ref He Ne Ar Kr
[175] < 3 × 10−33
[168] 5 × 10−34
[176] 5 × 10−32
[152] 1 × 10−33
[164] < 1 × 10−33
[156] 1 × 10−34

इन प्रतिक्रियाओं की समग्रता के लिए प्रतिस्पर्धी प्रतिक्रियाएँ स्पष्ट हैं।

तालिका 25. विभिन्न दुर्लभ गैसों के लिए cm6s−1 में k13 का मान।
Ref He Ne Ar Kr
[175] (3.8 ± 0.2) × 10−30
[62] (2.4 ± 0.5) × 10−31 (7.4 ± 1.5) × 10−31 (8.9 ± 1.9) × 10−31 (9.9 ± 1.9) × 10−31
[70] (1.01 ± 0.05) × 10−30
[168] 1.5 × 10−32 1.5 × 10−31
[156] 5 × 10−32
[130] 1 × 10−31
[176] 1.5 × 10−31
[119] 2 × 10−31

(11) की प्रतिक्रियाएँ विस्थापन प्रतिक्रियाओं के लिए प्रतिस्पर्धी हैं। इस स्थिति में, उत्पाद RgCl(B) हैं। उन्हें केवल उस स्थिति में देखा गया है जहां Rg = Kr के समान हैं:[138]

XeCl
* + Kr → KrCl + Xe

दर स्थिरांक 0.7 है×10−9 सेमी3s−1.[139]इसलिए, यह प्रतिक्रिया शमन की तुलना में अधिक प्रभावी है। यह लेज़र कैनेटीक्स में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह भी सृजन की प्रक्रिया जितनी ही तीव्र है XeCl
* हापून प्रतिक्रिया द्वारा। सूची 20 XeCl अणु के विनाश के प्रमुख मार्गों में से से संबंधित है।

ब्रैशियर्स एट अल के लिए,[177]ट्रायटोमिक कॉम्प्लेक्स, Rg प्राप्त करना संभव हैXeCl
*, उत्पाद के रूप में. यह प्रतिस्पर्धी प्रतिक्रिया है जब टकराव होते हैं जो अलग-अलग परमाणुओं का उत्पादन करते हैं। 370 एनएम पर KrXeCl का उत्सर्जन देखा गया है,[177] 326 एनएम पर ArXeCl के साथ[178] और NeXeCl 434 एनएम पर।[91]Rg=Kr को छोड़कर, जो कि 9×10−33 सेमी6s−1 है, दर स्थिरांक नहीं मापा गया है।[62]

चूंकि, ArXeCl का निर्माण प्रतिस्पर्धी प्रतिक्रिया (13) द्वारा अधिमान्य प्रतीत होता है:

Xe* + Ar + Xe → ArXeCl
*

दर स्थिरांक 4 है×10−30 सेमी6s−1.[9]यह तब (13) के समान परिमाण का होता है।

चूंकि, का संश्लेषण Xe
2Cl*ट्रिमर (13) की सबसे क्रमशः प्रतिस्पर्धी प्रतिक्रिया है।

हीलियम के लिए, बैगिंस्की एट अल[174]का उपयोग करके समाधान प्रदान किया Xe*
2 +Cl +He जिसका दर स्थिरांक 1.5×10−31 सेमी6s−1 है।

जमीनी अवस्था में XeCl के लिए (11) के लिए संगत प्रतिक्रिया का प्रदर्शन किया गया था। दर स्थिरांक को सूची 26 में संक्षेपित किया गया है। माप बहुत बिखरे हुए हैं (केवल प्रत्यक्ष है) और क्रिप्टन पर डेटा अनुपस्थित हैं।[30]अन्य, कमोबेश, अनुमानों पर आधारित हैं। इन्हीं में से एक[179] सांख्यिकीय रूप से दूसरों से दूर है। नियॉन का उपयोग करने पर, XeCl(X, v=1) के लिए दर स्थिरांक 1×10−11 सेमी3s−1 अनुमानित किया गया है।[156]

तालिका 26. विभिन्न बफर गैसों के लिए XeCl(X, v=0) के सापेक्ष बाइनरी टकराव के माध्यम से cm3s−1 में गायब होने की दर स्थिरांक।
Ref He Ne Ar Kr
[119] 5 × 10−12
[173] 9.8 × 10−11
[180] 3 × 10−12
[30] (1.0 ± 0.15) × 10−13 (0.6 ± 0.06) × 10−13
[116] 1 × 10−11
[171] 1 × 10−12
[135] 8 × 10−12
[179] 5 × 10−11


अन्य क्लोरीन डोनर और अन्य प्रतिक्रियाएँ

मुख्य प्रतिक्रियाएँ प्रतिक्रिया (6) के अनुरूप हैं:

XeCl
* + RCl → अन्य उत्पाद और XeCl नहीं (14) k की दर स्थिरांकRrCl के माध्यम से दर स्थिरांक का मान = Cl
2 या CCl
4 को सूची 27 में संक्षेपित किया गया है। तीन क्लोरीन डोनरओं का अध्ययन किया गया (HCl, Cl
2 और CCl
4) परिमाण के समान क्रम की शमन दर होती है।

तालिका 27. XeCl (B, C ; v' = 0,1) के लिए प्रतिक्रियाओं (14) के सापेक्ष cm3s−1 में दर स्थिरांक।
Ref Cl
2 		CCl
4
[61] (4.3 ± 0.2) × 10−10
[70] (5.6 ± 0.25) × 10−10
[165] 5 × 10−10
[131] 5.9 × 10−10
[71] 5.8 × 10−10
[175] (4.6 ± 0.2) × 10−10

सूची 27 में सभी माप प्रयोगात्मक थे। क्लोरीन के लिए, केवल इस मान सांख्यिकीय रूप से अन्य से दूर है।[61]अन्य निर्धारणों की तुलना में पूर्ण अंतर बहुत बड़ा नहीं है। K के लिए औसत मानR क्लोरीन के लिए 5 है×10−10 सेमी3s−1, जो कि CCl
4 की माप के बहुत समीप है।

क्लोरीन के लिए, ग्रिनेइसेन एट अल[67]स्थितियों B और C के लिए दर स्थिरांक के लिए दो अलग-अलग मानों की ओर इशारा किया गया। उन्हें क्रमशः (8.8 ± 1.5)×10−10 सेमी3s−1और (3.3 ± 0.3)×10−10 सेमी3s−1 के रूप में अनुमानित किया गया था। यह बाइनरी टकराव के माध्यम से विनाश की प्रक्रिया का प्रत्यक्ष माप है Cl
2 जिसमें सभी घटनाएं सम्मिलित हैं, न कि केवल शमन। चूंकि स्थिति B और C ऊर्जावान रूप से समीप हैं, टकराव युग्मन दो स्थितियों पर कार्य कर रहा है। जीनन के लिए समान परिणाम इस परिकल्पना को पुष्ट करता प्रतीत होता है।

मुक्त क्लोरीन के कुछ परमाणु ऐसी स्थितियों में उपस्थित होते हैं जो लेज़रों के लिए मायने रखते हैं। निम्नलिखित शमन प्रतिक्रियाओं के लिए प्रदान किया गया है:

XeCl
* + Cl → Xe + 2 Cl

दो लेखकों ने दर स्थिरांक का अनुमान लगाया है: 1.4×10−9 सेमी3s−1[119]और 8×10−10 सेमी3s−1.[135]

अशुद्धियों की उपस्थिति, Im, जैसे क्लोरोकार्बन (संक्षारण का परिणाम)।[181]), नहीं, CO
2, O
2, सीओ, N
2ओ, H
2O के लुप्त होने की रासायनिक गतिकी पर प्रभाव पड़ सकता है XeCl
* बाइनरी टकराव के बाद से Im–XeCl
* 3 के क्रम के दर स्थिरांक रखते हैं×10−10 सेमी3s−1,[167]इस प्रकार उन्हें तुलनीय बना दिया गया है XeCl
* + rCl प्रतिक्रिया करता हैं। चूंकि, सामान्य अशुद्धता स्तर को देखते हुए, प्रतिक्रिया आवृत्तियाँ नगण्य हैं। उन्हें खत्म करने के लिए व्यावहारिक समाधान प्रस्तावित किया गया है जिसमें 1 टॉर का परिचय H
2 से सम्मिलित है।[181]

स्थितियों B और C के बीच टकराव युग्मन की प्रक्रिया
Xe/HCl के द्विआधारी मिश्रण में

कमजोर ऊर्जावान अंतर (लगभग 100 सेमी−1) इन दोनों अवस्थाओं के बीच (सूची 2), सुझाव देता है कि युग्मन उत्पन्न हुआ था। चूंकि, इस परिणाम को सटीक रूप से निर्धारित नहीं किया गया था और न ही बाद में इसकी पुष्टि की गई थी। हाल ही में क्लोरीन से प्रेरित कोई टकराव संबंधी युग्मन घटना का पता नहीं चला है।

युग्मन प्रक्रिया में इलेक्ट्रॉनों की भूमिका भी अच्छी तरह से ज्ञात नहीं है। फिन एट अल के अनुसार,[164]इसकी भूमिका नगण्य है, चूंकि जॉनसन एट अल[135]एक उन्नत दर स्थिरांक दिया। उनके अनुसार, यह दर B से C और C से B स्थानांतरण के लिए समान है। B और C के बीच ऊर्जा का अंतर शून्य नहीं है (सूची 2 देखें)। प्रतिक्रिया दर 2×10−8 सेमी3s−1 अनुमानित की गई थी।

इन युग्मों को जीनन के परमाणु का उपयोग करके बाइनरी टकराव के माध्यम से प्रदर्शित किया जाता है:

XeCl(B ; v' = 0) + Xe → XeCl(C ; v' = 0,1) + Xe (15) k की दर स्थिरांकBCXeCl(C ; v' = 0, 1) + Xe → XeCl(B ; v' = 0) + Xe (16) k की दर स्थिरांकCBदर स्थिरांक की माप बहुत सुसंगत नहीं है जैसा कि सूची 28 में देखा जा सकता है।

तालिका 28. स्थिति बी और सी की टकराव युग्मन प्रक्रियाओं के सेमी3से−1 में दर स्थिरांक।
Ref kBC kCB
[61] (11.0 ± 0.3) × 10−11 (7.4 ± 0.3) × 10−11
[71] 13.5 × 10−11 15 × 10−11
[16] (7.21 ± 1.97) × 10−12 (4.08 ± 1.97) × 10−12
[121] 5 × 10−11

r इनौए एट अल के प्रयोगों में,[61]कंपन स्तर v'=0.1 सीधे उत्तेजित थे। अन्य प्रयोगों में ऐसा नहीं है.[16][71]अंतिम मान[121]अन्य प्रतिक्रियाओं के साथ समानता पर आधारित केवल सैद्धांतिक अनुमान है। ऊर्जावान अंतर ΔE = EB - औरC k से व्युत्पन्नCB और केBC, सुझाव देता है कि आगे की जानकारी मिल सकती है। यह मानते हुए कि स्थिति ईB और ईC थर्मलाइज़ किया गया:

कBC/कCB = exp(ΔE/kT) क्योंकि दोनों स्थितियों का सांख्यिकीय भार समान है।[49]

ΔE, का अनुमान इनौए एट अल द्वारा भी लगाया गया था।[61]85 सेमी के रूप में−1, और 119 सेमी−1 के रूप में राइव्स एट अल द्वारा,[16] जबकि 22 सेमी−1ले कैल्वे एट अल द्वारा दिया गया माप था।[71](सूची 2 देखें)। केवल पहले दो मान ΔE के मान हैं जो 100 सेमी के साथ संगत हैं−1, परिमाण का स्वीकृत क्रम में हैं। इन दोनों के बीच स्पष्ट अंतर उपस्थित है; परिमाण का क्रम k के मानों को अलग करता हैBC और केCB दो प्रयोगों में[16][61]ग्रिनेइसेन एट अल [67]केवल स्थितियों B और C के विनाश की वैश्विक दर प्रदान की गई, दूसरे शब्दों में, शमन और युग्मन। स्थिति C के विनाश के लिए, उन्होंने पाया (15.5 ± 0.9)×10−12 सेमी3s−1और स्थिति B के लिए (10.3 ± 0.9)×10−12 सेमी3s−1, जो इनौए एट अल के बीच मध्यवर्ती मान हैं।[61]और रिव्स एट अल..[16]याद रखें कि जीनन द्वारा शमन का केवल कमजोर प्रभाव होता है (सूची 20)। इनौए एट अल.[61]विशेष रूप से प्रतिक्रिया का ध्यान नहीं रखा (9)। यदि रिव्स एट अल द्वारा परिणामों के लिए समान दृष्टिकोण अपनाया जाता है,[16] इस प्रकार k का मानBC और केCB इनौए एट अल के समीप हैं..[61]जैसा कि k के लिए समझाया गया थाx और केH, प्रक्रिया को ध्यान में रखते हुए (9) प्रतिक्रिया दर के मानों को संशोधित करता है। इस बिंदु पर, रिव्स एट अल[16]इनौए एट अल की तुलना में अधिक सटीक है।[61]

इनौए एट अल का लाभ[61]परिणाम कंपनात्मक विभेदन में था, जैसा कि kBC और केCB कंपन स्तर v के साथ भिन्न होता है। स्तर v=70 से 130 के लिए, दर स्थिरांक 15 और 20 के बीच होता है×10−11 सेमी3s−1देखे गए।[163]कBC और केCB फिर v के साथ बढ़ने लगता है।

चूंकि अधिकांश समय XeCl(B, C) मजबूत कंपन उत्तेजना के साथ बनता है, k की भिन्नता के सटीक अनुमान का ज्ञानBC और केCB V के साथ; और कंपन विश्राम की रासायनिक गतिशीलता और युग्मन प्रक्रिया के सापेक्ष इसका महत्व महत्वपूर्ण है।

बफर गैस की भूमिका

टकराव युग्मन दुर्लभ गैस, Rg के परमाणु के साथ द्विआधारी टकराव द्वारा उत्पन्न होता है:

XeCl(B) + Rg → XeCl(C) + Rg (17) k की दर स्थिरांकBCRg

XeCl(C) + Rg → XeCl(B) + Rg (18) k की दर स्थिरांकCBRg

ड्रेइलिंग और सेटसर[163]k के लिए परिमाण मानों का क्रम प्रदान करेंBCRgऔर केCBकिसी दिए गए कंपन स्तर के लिए Rg के रूप में करते हैं। इसकी परिणाम सूची 29 में दिखाए गए हैं। इससे पता चलता है कि कंपन स्तर, वी, होने पर दर स्थिरांक नियमित रूप से बढ़ते हैं XeCl
* अधिक है और दुर्लभ गैस, Rg, भारी है।

तालिका 29. दुर्लभ गैस के परमाणु का उपयोग करके बाइनरी टकराव द्वारा cm3s−1में युग्मन दर स्थिरांक।[163]
v He Ne Ar Kr
0–30 (0.5 to 1.8) × 10−11 (0.7 to 2.6) × 10−11 (3.0 to 11) × 10−11 (3.0 to 11) × 10−11
30–70 (1.8 to 2.5) × 10−11 (2.6 to 3.5) × 10−11 (11 to 15) × 10−11 (11.0 to 16) × 10−11
70–130 2.5 × 10−11 3.5 × 10−11 15 × 10−11 16 × 10−11

हीलियम का उपयोग करके निम्न और उच्च दबाव पर प्रयोग किए गए हैं।[66]उच्च दबाव पर, स्थानांतरण स्थिरांक (1.5 ± 0.7) के क्रम के होते हैं×10−12 सेमी3s−1और निम्न दबाव 3.0 पर×10−11 सेमी3s−1. हैं। जिसका मजबूत दबाव कंपन संबंधी विश्राम को प्रेरित करता है जैसे कि स्थानांतरण में सम्मिलित v का मान कमजोर होता है और कमजोर दबाव के लिए इसका विपरीत होता है। KBC के लिए एकमात्र उपलब्ध प्रत्यक्ष निर्धारण वह 3×10−13 सेमी3s−1 से कम मान देता है।[69]

नियॉन के लिए, निम्न और उच्च दबाव पर स्थानांतरण की दर का मान क्रमशः 3.0 है×10−11 सेमी3s−1और (0.8 ± 0.4)×10−12 सेमी3s−1.[66]वे सूची 29 से कमतर हैं। दर स्थिरांक का प्रत्यक्ष माप kBCNe 3.10 से कम मान देता है−13सेमी3s−1.[69]अंततः, ओहवा के अनुसार,[156]युग्मन स्थिरांक की दो दरों के परिमाण का क्रम 4.8 होगा×10−12 सेमी3s-1v=4 के लिए किया जाता हैं।

आर्गन के लिए, परिणाम बढ़ जाते हैं। कम दबाव पर, परिमाण का क्रम केवल 6.0 होगा×10−11 सेमी3s−1.[66]अन्य लेखक[65]1.2 ± 0.4 के स्थानांतरण की प्रकाशित दरें×10−4 सेमी3s−110 से 1000 टोर तक प्रारंभ होने वाले दबाव अंतराल के लिए। का प्रत्यक्ष माप kBCAr और kCBAr सम्मिलित कंपन स्तरों को निर्दिष्ट किए बिना उपलब्ध हैं:[50]

kBCAr = 36×10−4 सेमी3s−1और kCBAr = 21×10−11 सेमी3s−1

इस बीच, यू एट अल.[69]के तापमान में भिन्नता देखी गई kBCAr:

kBCAr = (4 ± 2)×10−12 सेमी3s−1300K पर और kBCAr = (2 ± 1)×10−12 सेमी3s−1230K पर उपलब्ध हैं।

क्रिप्टन के लिए, हम केवल अनुमान लगा सकते हैं:

kBCKr = (4)×10−12 सेमी3s−1.[69]

यह स्पष्ट है कि दुर्लभ गैसों से प्रेरित टकराव युग्मन प्रक्रिया अच्छी तरह से स्थापित नहीं है। अलग-अलग लेखक परिमाण का अलग-अलग क्रम देते हैं। इसलिए दर स्थिरांक पर अनिश्चितता उतनी ही महत्वपूर्ण है जितनी कि जीनन के लिए। ऐसा लगता है कि कंपनात्मक उत्तेजना ऐसी भूमिका निभाती है जिसे अभी भी अच्छी तरह से परिभाषित नहीं किया गया है। के के लिए प्रत्यक्ष मापBCRgऔर केCBRgउपलब्ध नहीं हैं. पहले अनुमान से, गैसीय मिश्रण की गतिकी में घटनाएँ महत्वपूर्ण प्रतीत होती हैं।

कंपनात्मक विश्राम

XeCl
* को अधिकांशतः मजबूत कंपन उत्तेजना के साथ संश्लेषित किया जाता है और कंपन क्वांटम संख्या v=100 तक पहुंच सकता है।[182] यह कुछ कंपन संबंधी विश्राम को प्रेरित करता है जो दुर्लभ गैस के परमाणु के साथ द्विआधारी टकराव से बनता है।[183] जीनन और स्तर v=2 के लिए केवल ही माप प्रकाशित किया गया है।

XeCl(B; v = 2) + Xe → XeCl(B; v' = 0.1) + K का Xev दर स्थिरांक जहां Kv = (2 ± 1)×10−10 सेमी3s−1.[61]

अधिकांश ज्ञात परिणाम बफर गैसों से संबंधित हैं। फिर भी, केवल ड्रेइलिंग और सेस्टर[163]पूर्ण माप. कंपन संबंधी विश्राम को इस प्रकार लिखा जा सकता है:

XeCl
*(v) + Rg → XeCl
*(v') + Rg (19)

K के परिमाण का क्रमvRg को सूची 30vRg में संक्षेपित किया गया है, जिसके कंपन स्तर के साथ बढ़ता है, इस प्रकार XeCl
* और भारी दुर्लभ गैसें, Rg। के का मानvRg को स्थिति B और C के लिए समान माना जाता है।

तालिका 30: बफर गैस, आरजी के परमाणु के साथ बाइनरी टकराव से प्रेरित cm3s−1 में कंपन विश्राम दर स्थिरांक.[163]
v He Ne Ar Kr
0–30 (0.15 to 1.1) × 10−11 (0.5 to 2.9) × 10−11 (1.0 to 6.0) × 10−11 (0.6 to 2.7) × 10−11
30–70 (1.1 to 2.5) × 10−11 (2.9 to 6.2) × 10−11 (6.0 to 12) × 10−11 (2.7 to 5.5) × 10−11
70–130 (2.5 to 4.4) × 10−11 (6.2 to 9.5) × 10−11 (20 to 34) × 10−11 (5.5 to 7.3) × 10−11

हीलियम और क्रिप्टन के लिए, कोई तुलना उपलब्ध नहीं है।

नियॉन के लिए, केवल B के पहले दो कंपन स्तरों के साथ प्रतिक्रिया का दस्तावेजीकरण किया गया है:

XeCl(B; v = 1) + Ne → XeCl(B ; v = 0) + Ne, kvNe=(0.3 से 0.5)×10−11 सेमी3s−1 की दर स्थिरांक के साथ किया जाता हैं।.[184]

आर्गन के लिए, k का मानvArv=33, 60 और 75 के लिए निर्धारित किया गया है।[90]उनके मान क्रमशः (17 ± 5) हैं×10−11; (31 ± 9)×10−11 और (43 ± 10)×10−11 सेमी−11. अन्य लेखकों ने k का आंकड़ा रखाvAr के बीच (10 और 15)×10−11[155]परिमाण के क्रम पर सहमति हैं।

XeCl अणु के लुप्त होने के मार्ग

स्थिति B और C के टकराव युग्मन और कंपन विश्राम के कारण रासायनिक गतिशीलता अच्छी तरह से ज्ञात नहीं है। कुछ उपलब्ध परिणाम अधिकांशतः असहमत होते हैं, चूंकि स्थिति का सामान्य विचार संभव है। उच्च कंपन स्तरों के लिए, युग्मन कंपन संबंधी विश्राम को खत्म कर देता है जबकि निम्नतम स्तरों के लिए विपरीत सच है,[58]भले ही कोई दुर्लभ गैस सम्मिलित हो।

XeCl(B) की विभिन्न विनाशकारी प्रक्रियाओं का महत्व अलग-अलग है। लेज़रों के लिए अनुकूलित मिश्रण का उपयोग किया जाता है। नियॉन को आर्गन की तुलना में अधिक पसंद किया जाता है क्योंकि आर्गन इसके माध्यम से दृढ़ता से अवशोषित होता है Ar+
2 आयन 308 एनएम पर।[135]इसलिए, टर्नरी मिश्रण (Ne/Xe/HCl) का उपयोग किया जाता है। कुल दबाव 3 atm पर तय किया गया है, संबंधित आंशिक दबाव 2268.6 torr, 10 torr और 1.4 torr है। दर स्थिरांक सबसे विश्वसनीय अनुमानों के औसत मान हैं।

परिणामों को सूची 31 में संक्षेपित किया गया है। प्रतिक्रिया (19) के लिए, केवल निम्नतम कंपन स्तरों को ध्यान में रखा गया है। विलुप्त होने की सीमा की निचली आवृत्ति 0.40 एनएस है−1. यह प्रक्रिया उच्चतम विनाश को प्रेरित करती है, जो दर्शाती है कि उच्च कंपन उत्तेजना के साथ संश्लेषित XeCl(B) नियॉन के साथ द्विआधारी टकराव और (शायद) जीनन द्वारा भी जल्दी से शिथिल हो जाता है। इससे पता चलता है कि अन्य प्रक्रियाएं वास्तव में XeCl(B) के v=0 स्तर पर होने के बाद ही ध्यान देने योग्य होती हैं, यही कारण है कि प्रतिक्रिया (17) k के मान का उपयोग करती है BC Do निम्न v के सापेक्ष। बार विश्राम पूरा हो जाने पर अन्य प्रक्रियाएँ अपने हाथ में ले लेती हैं। स्वतःस्फूर्त उत्सर्जन द्वारा जनसंख्या ह्रास बहुत महत्वपूर्ण है और साथ ही प्रतिक्रियाएँ (11) और (17) हैं। इन दोनों प्रक्रियाओं में समग्र रूप से परिष्कृत माप और निर्धारण का अभाव है। जीनन युग्मन की भूमिका उत्तम ज्ञात नहीं है अपितु HCl के साथ बाइनरी टकराव से विनाश की तुलना में इसका प्रभाव कम है। अन्य उत्तम ज्ञात प्रक्रियाएँ नगण्य हैं। विशेष रूप से सभी आणविक प्रतिक्रियाएं नगण्य हैं।

Table 31 : Frequency of destruction of स्थितिs B in ns−1. तालिका 31: ns−1 में स्थिति बी के विनाश की आवृत्ति।
प्रक्रिया विकिरण मार्ग 6 7 8 9 11 12 13 15 17 19
आवृत्ति 0.099 0.036 0.001 0.0001 0.0008 0.24 0.0006 0.0074 0.027 0.064 0.40
प्रतिशत 11% 4% < 1% < 1% < 1% 27% < 1% 1% 3% 7% 46%
कंपनात्मक विश्राम के बाद प्रतिशत 21% 8% < 1% < 1% < 1% 50% < 1% 2% 6% 13%


Xe
2Cl}सीएल XeCl अणु

सामान्यतः, Rg2RgX की तुलना में X अणु कम स्थिर होते हैं।[7] Xe
2Cl दोहरे हित का है। यह लेजर XeCl प्रदर्शन में त्रुटि उत्पन्न कर सकता है, क्योंकि यह 308 एनएम पर अच्छी तरह से अवशोषित होता है और अन्य प्रकार के लेजर के विकास को सक्षम बनाता है। इस प्रकार Xe
2Clउत्सर्जित होते हैं।

Xe
2Cl}सीएल अणु

पर प्रारंभिक अध्ययन Xe
2Cl अणु[33][185] मिला:

  • उत्तेजित अवस्था में इसका सबसे स्थिर विन्यास त्रिकोणीय ज्यामिति C2v है।[186]
  • Xe
    2    Cl*
    *}     उत्तेजित अवस्थाएँ आणविक आयन के सहयोग से बनने वाले कॉम्प्लेक्स Xe+
    2     और का परमाणु आयन Cl−
     हैं।
  • अणु का देखा गया उत्सर्जन व्यापक है; तदनुरूपी परिवर्तनों के परिणामस्वरूप अत्यंत प्रतिकारक जमीनी स्थिति उत्पन्न होती है।

ह्यूस्टिस एट अल द्वारा गणना की गई संभावित वक्र।[187] डीआईएम (अणुओं में डायटोमिक्स) विधि से चित्र 15 में प्रस्तुत किए गए हैं।

तीन निम्नतम अवस्थाएँ सहसंयोजक और प्रतिकारक हैं। वे जमीनी अवस्था में XeCl(X या A) और जीनन के परमाणु से सहसंबद्ध हैं। अवस्था 1 पर ऊर्जा का प्रायोगिक मान2C 0.273 eV है।[33]यह इन संभावित वक्रों के साथ संगत है। निम्नलिखित तीन अवस्थाएँ आयनिक हैं। बंधी हुई अवस्था 42Γ XeCl(B) + Xe से सहसंबद्ध है; निम्नलिखित, 52Γ, प्रतिकारक अवस्था, XeCl(C) + Xe से सहसंबद्ध है।

अंतिम और जॉर्ज[43]स्पिन-ऑर्बिटल युग्मन पर विचार किए बिना अन्य विधि, डीआईआईएस (डायटोमिक्स इन आयनिक सिस्टम) विधि का उपयोग करके संभावित वक्रों का निर्धारण किया गया। उन्होंने ह्यूस्टिस एट अल के समान पाया।[187]वह 42Γ अवस्था निम्नतम आयनिक अवस्था है। कुएं के तल पर, इस अवस्था में समद्विबाहु त्रिभुज का विन्यास है, जैसे कि Xe और Cl की संतुलन स्थिति के बीच की दूरी 3.23 Å ​​है। एडम्स और चैबलोव्स्की के अनुसार[42]Xe-Cl दूरी 3.39 Å है।

प्रारंभ में, विभिन्न स्थितियों के संभावित वक्रों को 3.25Å (चित्र 16) पर स्थिर और समान Xe-Xe दूरी बनाए रखते हुए प्लॉट किया गया था। लास्ट और जॉर्ज ने नौ अवस्थाओं (तीन सहसंयोजक और छह आयनिक) की खोज की। एंटीसिमेट्रिक अवस्थाओं के संभावित वक्र 42Cπ और 62Cπ सममित अवस्थाओं 52 के संभावित वक्रों के साथ लगभग मेल खाते हैं, C और 62Γ. 32C और 7ह्यूस्टिन एट अल द्वारा 2Γ स्थितियों पर प्रकाश डाला गया। अनुपस्थित हैं क्योंकि स्पिन-कक्षीय युग्मन पर ध्यान नहीं दिया गया हैं। इसके विपरीत, तीन अवस्थाएँ, (22Cπ, 42Cπ और 62Cπ) π समरूपता के साथ, उनके rेखों में सम्मिलित नहीं थे।[187]

दूसरे अध्ययन में Xe-Cl का पृथक्करण 3.23Å (चित्र 17) पर रखा गया हैं।

  • 4 I2Cπ बता दें, समद्विबाहु त्रिभुज विन्यास जैसे Xe-Cl और Xe-Xe दूरी वाले अणु क्रमशः 3.13 और 4.23 Å ​​हैं। स्थिति 4 से 0.8 eV ऊपर है2सी अवस्था.[43]* जमीनी अवस्था में, 12Γ वैन डेर वाल्स कॉम्प्लेक्स बनाता है। इसमें 0.075eV की बंधन-पृथक्करण ऊर्जा और असममित त्रिकोणीय विन्यास है। Xe-Cl दूरियाँ 3.23 और 4.06 Å हैं और Xe-Cl-Xe कोण 74.4° है।[43]*दूसरी उत्तेजित अवस्था 22Γ वैन डेर वाल्स कॉम्प्लेक्स भी है। इसमें सममित ज्यामिति और 68.4° के Xe-Cl-Xe कोण के साथ 3.99 Å की Xe-Cl दूरी है। इसकी पृथक्करण ऊर्जा 0.055 eV है।[43]

Xe-Cl-Xe का वर्णन करने का अन्य तरीका स्थिर स्थिति को रैखिक और सममित पाता है। जमीनी अवस्था में, Xe-Cl दूरी 3.24 Å और पृथक्करण ऊर्जा 0.076 eV होनी चाहिए। 3.06 Å के Xe-Cl की ज्यामितीय दूरी के साथ उत्तेजित अवस्था उपस्थित हो सकती है।[43]यह अवस्था, जिसे चित्र 16 और 17 में नहीं दिखाया गया है, 4 की तुलना में 0.72 eV से अधिक ऊर्जा होगी2Γ अवस्था. बंधन आयनिक होगा.

केवल ठोस अवस्था में किया गया प्रयोग[72]इन सैद्धांतिक परिणामों से तुलना की जा सकती है। अध्ययन किया गया विशेष स्थिति 4 था2Γ अवस्था. इस स्थिति की समद्विबाहु त्रिभुज संरचना की पुष्टि की गई। सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के साथ तीन मात्राओं की तुलना की जा सकती है। Xe-Xe की दूरी 3.17 Å और Xe-Cl की 3 Å मापी गई है। मानों में सहमति कुएं के तल पर ऊर्जा के लिए सर्वोत्तम है जिसका मानांकन 3.15 eV पर किया गया था। Xe-Xe के लिए मौलिक कंपन आवृत्तियाँ ωx = 123 सेमी-1और Xe-Cl के लिए, ωc = 180 सेमी−1 है।

सिंथेटिक रास्ते

के तीन प्रमुख मार्ग Xe
2Cl
*संश्लेषण ऊर्जावान रूप से टकराव के माध्यम से संभव है और दो अन्य फोटोडिसोसिएशन के माध्यम से संभव हैं:

Xe*
2(A1S)+ Cl
2 → Xe
2Cl
* + Cl (20)

Xe
* + Xe + Rg → Xe
2Cl
* + Rg (21)

Xe
2+ + Cl− + Rg → Xe
2Cl
* + Rg (22)

XeCl
*(X) + Xe + Hν → Xe
2Cl
* (23)

Xe + Cl + Xe + Hν → Xe
2Cl
* (24)

जहां Rg दुर्लभ गैस है, संभवतः जीनन या बफर गैस हैं।

लेखक इन सिंथेटिक प्रक्रियाओं के सापेक्ष महत्व पर असहमत हैं। प्रक्रियाएँ प्रायोगिक स्थितियों पर निर्भर करती हैं।

हापून प्रतिक्रियाओं के माध्यम से

प्रतिक्रिया (20) बहुत ही ऊर्जावान हापून प्रतिक्रिया है। उसमें सम्मिलित है Xe*
2 उत्साहित स्थिति। Brस एट अल के अनुसार,[112]यह प्रमुख सिंथेटिक मार्ग है। चूंकि अन्य लेखक इस विचार से सहमत नहीं हैं क्योंकि उनका मानना ​​है कि यह प्रतिक्रिया कमज़ोर है,[187]या वास्तव में नगण्य.[188] इसका दर स्थिरांक अभी तक मापा नहीं जा सका है।

फोटोएसोसिएटिव मार्ग

प्रतिक्रियाएं (23) और (24) हाल ही में खोजी गईं।[106]


आयनिक मार्ग

एक सैद्धांतिक गणना के अनुसार,[147]पुनर्संयोजन की दर α' Xe+
2 और Cl−
 आयन जब Rg = Xe (प्रतिक्रिया (22)), पहली बार में 1 के रूप में अनुमानित थी×10–7 सेमी3s−1. उन्हीं लेखकों ने बाद में इस मान को नीचे की ओर संशोधित किया: α' = 5×10–8 सेमी3s−1.[189] इस परिणाम की प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई।[187][190] गणना के अनुसार, उच्च दबाव पर यह प्रतिक्रिया महत्वपूर्ण हो सकती है Xe
2Cl
* की हानि के लिए प्रमुख प्रतिक्रिया से XeCl
* (प्रतिक्रिया (4)) उत्पाद बन जाता है।

त्रिगुट प्रतिक्रियाएँ

का संश्लेषण Xe
2Cl
* मुख्यतः मार्ग (21) के माध्यम से है। हालिया अध्ययन के अनुसार,[62]प्रतिक्रिया की व्याख्या दो क्रमिक प्रतिक्रियाओं के परिणाम के रूप में की जा सकती है, दूसरी प्रतिक्रिया Rg का उपयोग करके टकराव के माध्यम से कंपन संबंधी विश्राम के अनुरूप है:

XeCl(B,C) + Xe ↔ Xe
2Cl
*(v)

Xe
2Cl
*(v) + Rg → Xe
2Cl
* + Rg

के rंभिक कंपन स्तर Xe
2Cl
*(v) में स्थिति के पृथक्करण की सीमा से ऊपर हैं XeCl
* + Xe.

इसके विपरीत, यू एट अल[69]विश्वास है कि का गठन Xe
2Cl
* त्रिपरमाण्विक परिसर, RgXeCl के माध्यम से है*, मुख्यतः :

XeCl
* + Rg → RgXeCl
* जहां Rg≠Xe

RgXeCl
* + Xe → Xe
2Cl
* Rg

ये प्रतिक्रियाएँ केवल आर्गन और क्रिप्टन में देखी गई हैं।

दूसरी प्रतिक्रिया विस्थापन की है। अन्य प्रतिक्रिया इसके प्रति प्रतिस्पर्धी होती है जब जीनन को क्रिप्टन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। इस शमन प्रक्रिया की दर स्थिरांक 1 से अधिक होनी चाहिए×10−13 सेमी3s−1.[69][177]

का जीवनकाल RgXeCl
*कॉम्प्लेक्स अच्छी तरह से ज्ञात नहीं है। KrXeCl के लिए इसका अनुमान 200 ns है[69][177]और NeXeCl के लिए 40 एनएस।[91]समय का यह अंतराल दूसरी टक्कर उत्पन्न होने की संभावना के लिए पर्याप्त है।

दर स्थिरांक को सूची 32 में संक्षेपित रूप में मापा गया है। यदि Rg≠Xe, तो केवल दो प्रत्यक्ष माप किए गए हैं।[39][62]अंतिम[191] केवल मानांकन है.

तालिका 32: प्रतिक्रिया (21) के cm6s−1 में दर स्थिरांक।
Ref He Ne Ar Kr
[39] (1.5 ± 0.5) × 10−31
[62] (3.1 ± 1.3) × 10−31 (6.0 ± 1.6) × 10−31 (9.4 ± 2.4) × 10−31 (14 ± 2) × 10−31
[191] (1.5) × 10−31

जहाँ तक जीनन का सवाल है, ध्यान दें कि k की समग्रताDX सूची 20 के स्थिरांकों को kDX के बाद से सूची 32 के पांचवें स्तंभ के स्थिरांकों के रूप में लिया जा सकता है, प्रतिक्रिया (21) के साथ विलय किया जा सकता है।[62]

विलुप्त होने का मार्ग

विकिरण मार्ग

उत्सर्जन स्पेक्ट्रा

सैद्धांतिक अध्ययन[158][185]दिखाएँ कि अनुमत संक्रमण हैं (चित्र 15):

42C → 12C (A)

42C → 22C (B)

42C → 32Γ (C)

प्रारंभिक अवस्थाएँ सदैव समान होती हैं और संबंधित तरंग दैर्ध्य, λTh, सूची 33 में दर्शाए गए हैं। उनकी तुलना प्रयोगात्मक मानों, λObs से की जा सकती है।

तालिका 33: Xe
2Cl
* की *उत्सर्जन की विशेषताएँ .
संक्रमण प्रयोग:[72] λObs (nm) सैद्धांतिक अनुमान: λTh (nm) वैज्ञानिक अनुमान: सापेक्ष महत्व शास्त्रीय अनुमान: संक्रमण क्षण (डी)[43]
(A) 450 495 प्रमुख 2.45
(B) 490 514 महत्वपूर्ण 0.1
(C) 541 100 गुना कमजोर

प्रयोगात्मक रूप से, फजार्डो और अपकेरियन[72]वर्णक्रमीय डोमेन में दो संक्रमण (A) और (B) देखे गए, जबकि महत्वपूर्ण तरंग दैर्ध्य बदलाव था। अधिकांश मामलों में, तीन उत्सर्जनों को कवर करते हुए बहुत बड़ी सातत्यता (लगभग 80 एनएम) देखी गई। अधिकतम स्थिति 450 और 500 एनएम के बीच दोलन करती है। इस प्रकार के स्पेक्ट्रम का उदाहरण चित्र 11 में दिया गया है। गणना करने पर, लघु तरंग दैर्ध्य उत्सर्जन की सीमा का मानांकन 443 एनएम पर किया गया था।[101]

लास्ट और जॉर्ज के अनुसार,[43]Xe-Cl-Xe रैखिक अणु को 321 एनएम पर जमीनी अवस्था तक पहुंचने वाला उत्सर्जन उत्पन्न करना चाहिए और संक्रमण क्षण को 3.9 D तक बढ़ाया जाना चाहिए। 2014 तक, चूंकि, कोई भी प्रयोग इस भविष्यवाणी की पुष्टि नहीं करता है।

ठोस अवस्था में, Xe
2Cl
* उत्सर्जन लाल सीमा की ओर बढ़ता है और 570 एनएम के आसपास केंद्रित होता है।[192][193] द्रव अवस्था में तदनुरूप परिणाम देखा जाता है।[194] यह घटना आणविक अंतःक्रियाओं से उत्पन्न होने वाले संभावित वक्रों की विकृति के कारण होनी चाहिए जो गैसीय अवस्था की तुलना में स्वयं के सबसे समीप हैं। सैद्धांतिक अध्ययन[195] इसका श्रेय जीनन आव्यूह के ध्रुवीकरण को देते हैं Xe
2+Cl−और वान डेर वाल्स बलों द्वारा की जाती हैं।

का उत्सर्जन Xe
2Cl
* ट्रिमर केवल दुर्लभ गैस (जीनन या बफर गैस) के उच्च दबाव पर देखा जाता है और जीनन के दबाव के साथ प्रतिदीप्ति बढ़ जाती है।[33]ये परिणाम सिंथेटिक मार्ग का अनुसरण करते हैं Xe
2Cl
* प्रतिक्रिया (21) के समान है। प्रकार (21) की प्रतिक्रियाओं की दर स्थिरांक के मानों को ध्यान में रखते हुए, दुर्लभ गैस का दबाव 200 टॉर के समीप होने पर भी प्रतिक्रिया आवृत्ति महत्वपूर्ण तरीके से विचलित नहीं होती है। प्रतिक्रिया (22) केवल कई वायुमंडलों के दबाव में होती है।[189]

का जीवनकाल Xe
2Cl (42Γ)

एकमात्र स्थिति जहां Xe
2Cl चमकदार उत्सर्जन का मूल जनक 4 है2Γ). गैसीय अवस्था में प्राप्त इसके जीवनकाल के कई निर्धारणों को सूची 34 में संक्षेपित किया गया है। परिणाम भिन्न-भिन्न हैं और इसमें सम्मिलित अनिश्चितताएँ महत्वपूर्ण हैं। 5% की सीमा के भीतर प्राप्त आत्मविश्वास अंतराल 240 और 253 ns के बीच होता है। इनमें से चार मान सम्मिलित नहीं हैं.[62][80][167][190]मजबूत पूर्ण अनिश्चितता को देखते हुए, और उपाय[111]विश्वास अंतराल के भीतर सामान्य अंतराल होता है।

तालिका 34: Xe
2Cl(42Γ) का लाभ प्रयोगात्मक रूप से गैसीय स्थिति में प्राप्त किया गया, स्टीवंस और क्रॉस द्वारा दिए गए संदर्भ को छोड़कर, जो एक मौलिक निर्धारण है।[158]
जीवनकाल (ns) संदर्भ
300 ± 50 [111]
185 ± 10 [67]
260 [70]
135+70−60 [39]
210 ± 25 [196]
250 ± 25 [190]
245 ± 10 [80]
328 ± 20 [197]
250 [62]
330 [158]
210 ± 20 [165]
242 ± 10 [167]

ठोस अवस्था में प्राप्त माप ऐसे मान प्रदान करते हैं जो और भी अधिक बिखरे हुए होते हैं जैसा कि सूची 35 में दिखाया गया है।

तालिका 35: Xe
2Cl(42Γ) का लाभ ठोस स्थिति में देखा गया।
आव्यूह जीवनकाल (ns) संदर्भ
Ar 460 [72]
Ne 260 ± 15 [76]
Kr 450 [72]
Xe 663 [72]
Xe 225 ± 10 [76][192]


संघट्ट मार्ग

क्लोरीन डोनर (टीCl) की भूमिका

विकिरणीय उत्तेजना से परे, Xe
2Cl (42Γ) अवस्था RCl के साथ दोहरी टक्कर से नष्ट हो जाती है। व्यावहारिक रूप से, प्रत्येक लेखक इस बात से सहमत है कि दोहरी टक्कर विनाश का प्रमुख मार्ग है Xe
2Clजब टकराव होता है, तो क्लोरीन डोनर जो भी हो। इसलिए, Xe
2Cl
* उत्सर्जन केवल rCl की कमजोर सांद्रता पर देखा जाता है।[15][112][167]प्रतिक्रियाओं (24) के लिए दर स्थिरांक के मान सूची 36 में दिए गए हैं।

Xe
2Cl
* + rCl → अन्य उत्पादों को छोड़कर Xe
2Cl (24)

तालिका 36: क्लोरीन, आरसीएल के विभिन्न दाताओं के लिए प्रतिक्रियाओं (24) के cm3s−1 में दर स्थिरांक।
संदर्भ Cl
2 		HCl CCl
4
[196] (2.2 ± 0.2) × 10−10 (4.3 ± 0.4) × 10−10 (5.4 ± 0.5) × 10−10
[70] (6.1 ± 0.2) × 10−10
[152] 2.6 × 10−10
[198] 8 × 10−10
[121] 6.1 × 10−10
[130] 6 × 10−10
[111] (3.9 ± 0.4) × 10−10
[165] (4.5 ± 0.4) × 10−10
[67] (2.6 ± 0.3) × 10−10
[80] (4 ± 1) × 10−10
[197] (7 ± 1) × 10−10
[167] (4.0 ± 1) × 10−10-10
[199] 1.8 × 10−10
[39] (6 ± 1) × 10−10

के लिए केवल दो ही निश्चय हैं CCl
4 और ये संयोग हैं। HCl के लिए, दो मान सांख्यिकीय रूप से दूसरों से दूर हैं।[152][198] Giving an explanation for this distance remains difficult. The confidence interval at a threshold of 5% is from 4 to 7×10−10 cm3s−1.

क्लोरीन के स्थिति में, Cl
2, माप का केवल आधा हिस्सा सांख्यिकीय रूप से समीप है।[80][111][165][167]फिर भी, इस निकटता को समझाना कठिन है। 5% की सीमा पर इसका आत्मविश्वास अंतराल 3.7 से 4.5×10−10 सेमी3s−1 तक भिन्न होता है। ऐसा प्रतीत होता है कि तीन क्लोरीन Xe
2Cl
* डोनरओं का टकराव के विनाश पर समान प्रभाव पड़ता है .

प्रतिक्रिया की दर स्थिरांक का अनुमान लगाने के लिए:

Xe
2Cl
* + Cl → 2 Xe + 2 Cl

मान 1×10−9 सेमी3s−1 है.[200]

दुर्लभ गैसों की भूमिका

ये विशिष्ट द्विआधारी प्रतिक्रियाएं हैं:

Xe
2Cl
* + Rg → अन्य उत्पादों को छोड़कर Xe
2Cl (25)

का विलुप्त होना Xe
2Cl
* जीनन परमाणु पर टकराव से ग्रिनेइसेन और अन्य द्वारा देखा गया था।[67]प्रतिक्रिया स्थिरांक 6×10−15 सेमी3s−1 पर अनुमानित किया गया था. चूंकि, इस प्रतिक्रिया को अन्य लेखकों द्वारा प्रदर्शित नहीं किया गया है।[39][70][165][197][199]प्रतिक्रिया की दर स्थिरांक (25) की ऊपरी सीमा 1×10−17 सेमी3s−1 है,[197]चूंकि अन्य लेखकों ने यह सीमा 4 से 7×10−14 सेमी3s−1 रखी है[165][199] या 5×10−13 सेमी3s−1.[39]कन्नारी एट अल द्वारा उपयोग किया गया मान हैं।[121] इस प्रकार 8×10−12 सेमी3s−1, इसका कोई आधार नहीं है।

टर्नरी मिश्रण के लिए, बफर गैस की भूमिका अच्छी तरह से ज्ञात नहीं है।

आर्गन के लिए, (3 ± 1)×10−14 सेमी3s−1[39]और (1.5 ± 0.4)×10−14 सेमी3s−1उपलब्ध हैं।[196]

हीलियम के लिए, 5×10−13 सेमी3s−1[152]और 3×10−14 सेमी3s−1उपलब्ध हैं।[119]

इलेक्ट्रॉनों और अशुद्धियों की भूमिका

की प्रतिक्रियाओं की दर Xe
2Cl
* + e−→ 2 Xe + Cl + e−(26) में सुसंगत अनुमान नहीं हैं। इन्हें सूची 37 में संक्षेपित किया गया है।

तालिका 37: प्रतिक्रिया की दर स्थिरांक (26) cm3s−1 में।
दर स्थिरांक संदर्भ
2 × 10−7 [142]
9 × 10−9 [119]
2 × 10−8 [135]
4 × 10−9 [130]

के रासायनिक क्षय में अशुद्धियों का प्रभाव कम होता है Xe
2Cl XeCl *[167] के विलुप्त होने की द्विआणविक दर स्थिरांक Im
–Xe
2Cl
* बाइनरी टकराव के लिए सापेक्ष दर स्थिरांक से कम परिमाण का क्रम है ImXeCl
*. फिर भी, कार्बन डाइऑक्साइड के लिए या CO
2 और नाइट्रिक ऑक्साइड, NO, दर स्थिरांक परिमाण के समान क्रम के हैं, लगभग 10−10सेमी3s−1 हैं। इसके अशुद्धता का स्तर, अधिकांशतः कम, माप को प्रभावित कर सकता है। इस प्रकार इस प्रतिक्रिया की आवृत्तियाँ नगण्य हैं।

यह भी देखें

संदर्भ

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