Dihélium

Le dihélium[1] est une molécule de van der Waals composé de deux atomes d'hélium, de formule He₂[3]. He₂ est la plus grande molécule diatomique connue dans son état fondamental, à cause de sa très grande longueur de liaison[4] (5,2 ± 0,4 nm)[5].

Identification
Dihélium

Diagramme du dihélium.
N^o CAS	12184-98-4[1]
SMILES	[He][He] PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1S/He2/c1-2 InChIKey : GHVQTHCLRQIINU-UHFFFAOYSA-N
Propriétés chimiques
Formule	He₂ [Isomères]
Masse molaire[2]	8,005 204 ± 4,0E−6 g/mol He 100 %,

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Deux atomes excités d'hélium peuvent aussi être liés l'un à l'autre sous la forme d'un excimère (He₂^*, avec * signifiant un état excité). Cet excimère a été la première molécule de Rydberg connue[6]. Les deux excimères peuvent s'associer en un groupe excité métastable He^*
₄, de spin total égal à 2, avec les quatre atomes d'hélium aux sommets d'un rectangle[7].

Formation

Le dihélium peut être formé en petites quantités quand l'hélium gazeux se dilate et refroidit en passant par une buse d'expansion[3]. L'isotope ⁴He peut former des molécules de cette manière ; ³He⁴He et ³He³He n'existent pas car ils n'ont pas d'état lié stable[8]. La quantité du dimère formée dans le gaz dilaté est de l'ordre de 1 %[9].

Notes et références

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Helium dimer » (voir la liste des auteurs).

« Dihelium », sur WebBook de Chimie NIST
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
(en) W Schöllkopf et JP Toennies, « Nondestructive mass selection of small van der waals clusters. », Science, vol. 266, n^o 5189,‎ 25 novembre 1994, p. 1345–8 (PMID 17772840, DOI 10.1126/science.266.5189.1345)
(en) Elena Kolganova, Alexander Motovilov et Werner Sandhas, « Scattering length of the helium-atom–helium-dimer collision », Physical Review A, vol. 70, n^o 5,‎ novembre 2004 (DOI 10.1103/PhysRevA.70.052711)
(en) R. Grisenti, W. Schöllkopf, J. Toennies, G. Hegerfeldt, T. Köhler et M. Stoll, « Determination of the Bond Length and Binding Energy of the Helium Dimer by Diffraction from a Transmission Grating », Physical Review Letters, vol. 85, n^o 11,‎ septembre 2000, p. 2284–2287 (DOI 10.1103/PhysRevLett.85.2284, Bibcode 2000PhRvL..85.2284G)
(en) Matthias Raunhardt, « Generation and spectroscopy of atoms and molecules in metastable states », sur e-collection.library.ethz.ch, 2009, p. 84.
(en) V. F. Elesin, N. N. Degtyarenko, N. V. Matveev et A. I. Podlivaev, « Metastable helium cluster He^*
₄ », Journal of Experimental and Theoretical Physics, vol. 101,‎ juillet 2005, p. 44-55 (DOI 10.1134/1.2010660).
(en) Nada Ahmed Al Taisan, « Spectroscopic Detection of the Lithium Helium (LiHe) van der Waals Molecule », mai 2013
(en) T. Havermeier, T. Jahnke, K. Kreidi, R. Wallauer, S. Voss, M. Schöffler, S. Schössler, L. Foucar, N. Neumann, J. Titze, H. Sann, M. Kühnel, J. Voigtsberger, A. Malakzadeh, N. Sisourat, W. Schöllkopf, H. Schmidt-Böcking, R. E. Grisenti et R. Dörner, « Single Photon Double Ionization of the Helium Dimer », Physical Review Letters, vol. 104, n^o 15,‎ avril 2010 (DOI 10.1103/PhysRevLett.104.153401, Bibcode 2010PhRvL.104o3401H)

Voir aussi

LiHe
He₃

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[nist-1] « Dihelium », sur WebBook de Chimie NIST

[2] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[science-3] (en) W Schöllkopf et JP Toennies, « Nondestructive mass selection of small van der waals clusters. », Science, vol. 266, n^o 5189,‎ 25 novembre 1994, p. 1345–8 (PMID 17772840, DOI 10.1126/science.266.5189.1345)

[kol04-4] (en) Elena Kolganova, Alexander Motovilov et Werner Sandhas, « Scattering length of the helium-atom–helium-dimer collision », Physical Review A, vol. 70, n^o 5,‎ novembre 2004 (DOI 10.1103/PhysRevA.70.052711)

[5] (en) R. Grisenti, W. Schöllkopf, J. Toennies, G. Hegerfeldt, T. Köhler et M. Stoll, « Determination of the Bond Length and Binding Energy of the Helium Dimer by Diffraction from a Transmission Grating », Physical Review Letters, vol. 85, n^o 11,‎ septembre 2000, p. 2284–2287 (DOI 10.1103/PhysRevLett.85.2284, Bibcode 2000PhRvL..85.2284G)

[Raunhardt009-6] (en) Matthias Raunhardt, « Generation and spectroscopy of atoms and molecules in metastable states », sur e-collection.library.ethz.ch, 2009, p. 84.

[7] (en) V. F. Elesin, N. N. Degtyarenko, N. V. Matveev et A. I. Podlivaev, « Metastable helium cluster He^*
₄ », Journal of Experimental and Theoretical Physics, vol. 101,‎ juillet 2005, p. 44-55 (DOI 10.1134/1.2010660).

[8] (en) Nada Ahmed Al Taisan, « Spectroscopic Detection of the Lithium Helium (LiHe) van der Waals Molecule », mai 2013

[9] (en) T. Havermeier, T. Jahnke, K. Kreidi, R. Wallauer, S. Voss, M. Schöffler, S. Schössler, L. Foucar, N. Neumann, J. Titze, H. Sann, M. Kühnel, J. Voigtsberger, A. Malakzadeh, N. Sisourat, W. Schöllkopf, H. Schmidt-Böcking, R. E. Grisenti et R. Dörner, « Single Photon Double Ionization of the Helium Dimer », Physical Review Letters, vol. 104, n^o 15,‎ avril 2010 (DOI 10.1103/PhysRevLett.104.153401, Bibcode 2010PhRvL.104o3401H)