Dirubidio

El dirubidio es una sustancia molecular que contiene dos átomos de rubidio y se encuentra en el vapor de rubidio. El dirubidio tiene dos electrones de valencia activos . Se estudia tanto teórica como experimentalmente. ^{[ 1 ]} También se ha observado el trímero de rubidio .

El dirubidio se produce cuando se enfría el vapor de rubidio. La entalpía de formación (ΔfH _° ) ^en la fase gaseosa es de 113,29  kJ/mol. ^{[ 2 ]} En la práctica, un horno calentado a 600-800 K con una boquilla puede expulsar vapor que se condensa en dímeros. ^{[ 3 ]} La proporción de Rb₂ _en el vapor de rubidio varía con su densidad, que depende de la temperatura. A 200 °C la presión parcial de Rb₂ _es solo del 0,4 %, a 400  °C constituye el 1,6 % de la presión, y a 677  °C el dímero tiene el 7,4 % de la presión de vapor (13,8 % en masa). ^{[ 4 ]}

El dímero de rubidio se ha formado en la superficie de nanogotas de helio cuando dos átomos de rubidio se combinan para producir el dímero:

Rb + Rb → Rb ₂

El Rb ₂ también se ha producido en una matriz de helio sólido bajo presión. ^{[ 5 ]}

Los átomos de rubidio ultrafríos pueden almacenarse en una trampa magnetoóptica y luego fotoasociarse para formar moléculas en un estado excitado, vibrando a una velocidad tan alta que apenas se mantienen unidos. ^{[ 6 ]} En trampas de matriz sólida, el Rb ₂ puede combinarse con los átomos anfitriones cuando se excita para formar exciplexos , por ejemplo Rb ₂ ( ³ Π _u )He ₂ en una matriz de helio sólido. ^{[ 7 ]}

Se están produciendo dímeros de rubidio ultrafríos para observar efectos cuánticos en moléculas bien definidas. Es posible producir un conjunto de moléculas que giran todas sobre el mismo eje con el nivel vibracional más bajo. ^{[ 8 ]}

El dirubidio posee varios estados excitados, y las bandas espectrales se producen por transiciones entre estos niveles, combinadas con vibraciones. Puede estudiarse mediante sus líneas de absorción o mediante fluorescencia inducida por láser . La fluorescencia inducida por láser permite determinar la vida media de los estados excitados. ^{[ 1 ]}

En el espectro de absorción del vapor de rubidio, el Rb₂ _tiene un efecto importante. Los átomos individuales de rubidio en el vapor provocan líneas en el espectro, pero el dímero causa la aparición de bandas más anchas. La absorción más severa entre 640 y 730  nm hace que el vapor sea casi opaco entre 670 y 700  nm, eliminando el extremo rojo lejano del espectro. Esta es la banda debida a la transición X→B. Entre 430 y 460  nm hay una característica de absorción con forma de aleta de tiburón debido a las transiciones X→E. Otro efecto similar a una aleta de tiburón alrededor de 475  nm se debe a las transiciones X→D. También hay una pequeña joroba con picos en 601, 603 y 605,5  nm, transiciones de triplete 1→3 y conectadas a la serie difusa . Hay algunas características de absorción pequeñas más en el infrarrojo cercano. ^{[ 9 ]}

También existe un catión dirubidio, Rb ₂ ⁺ con propiedades espectroscópicas diferentes. ^{[ 1 ]}

Los demás metales alcalinos también forman dímeros: dilitio Li₂ , Na₂ _, K₂ _y Cs₂ _. El trímero de rubidio también se ha observado en la superficie de nanogotas de helio. El trímero, Rb₃ _{, tiene forma de triángulo equilátero, una} longitud de enlace de 5,52 Å y una energía de enlace de ⁹²⁹ cm⁻¹ . ^{[ 18 ]}