Положительный ион железа
Fe+(г). Термодинамические свойства газообразного положительного иона железа в
стандартном состоянии в интервале температур 298.15 - 10000 К приведены в табл. Fe+.
Уровни энергии иона Fe+, использованные для расчета термодинамических функций, приведены в табл.
Fe+.3. Эти 386 уровней иона Fe+ с суммарным статистическим весом 2662, лежащие в интервале 0 – 99918
см‑1 (т.е. ниже 100000 см‑1), принадлежат к
валентным конфигурациям...3d64s(к этой конфигурации относится основное
состояние иона 6D9/2), ...3d7, ...3d64p, ...3d64d и ...3d54s2
и 3d54s4p. Численные значения уровней энергии и их статистических весов взяты из
сводки Шугара и Корлиса [85SUG/COR].
Эти данные основаны исключительно на результатах работы Иоханссона [78JOH], который провел детальное исследование
сректра испускания в широкой спектральной области, выполнил критический анализ
результатов экспериментальных и теоретических работ других авторов и составил
таблицу уровней энергии иона Fe+.
Термодинамические функции Fe+(г) были вычислены по уравнениям (1.3) - (1.6), (1.9), (1.10), (1.23) - (1.25)
непосредственным суммированием по уровням энергии, приведенным в табл. Fe+.3.
Погрешности вычисленных функций при Т < 6000 К обусловлены в основном
неточностью фундаментальных постоянных. При более высоких температурах
возникают небольшие ошибки, обусловленные пренебрежением уровнями энергии,
лежащими выше 100000 см‑1, в том числе ридберговскими
состояниями. Суммарные погрешности в Φ°(T) составляют 0.02, 0.03, 0.05 и 0.3 Дж×К‑1×моль‑1
соответственно при Т = 298.15, 3000,
6000 и 10000К.
Ранее таблицы термодинамических
функций Fe+(г) вычислялись в ряде работ, в том числе в
справочнике JANAF [85CHA/DAV] (T < 6000 K), в сводке Хилзенрата и др. [64HIL/MES] (T < 10000
K) ив [60GRE/POL]. Результаты всех этих расчетов практически совпадают с вычисленными в
настоящем справочнике величинами при всех температурах, за исключением близких
к 10000 К. Расхождения данных [64HIL/MES] с настоящим справочником составляют
около 0.02 и 0.03 Дж×К‑1×моль‑1 в S°(Т) и Сp°(T) при T =
10000K, что может быть
объяснено разницей в числе уровней энергии, использованных в расчетах.
Константа равновесия реакции Fe+(г) + e-(г) = Fe(г) вычислена с использованием значения ΔrH°(0) = -762.464 ± 0.010 кДж×моль‑1, соответствующего принятому потенциалу ионизации
I(Fe) = 63737 ± 1 см-1 = 762.464 ± 0.010 кДж×моль‑1 .
Эта величина получена в работе Уордена и др.
[84WOR/COM], которые с использованием техники трехступенчатого лазерного
возбуждения исследовали ридберговские переходы в спектре Fe, соответствующие
высоким эффективным квантовым числам. Более поздние спектральные исследования
[88BRO/GIN, 90PAG/GUD2] подтверждают принятое значение. Менее точное значение
63480 ± 500 см‑1 , полученное в работе [52CAT/VEL] из анализа
короткой ридберговской серии, было рекомендовано Мур [70MOO]. Еще ниже
надежность величин, полученных методом электронного удара [76CLE/SAL, 75HIL].
Принятому потенциалу ионизации соответствует значение:
ΔfH°(Fe+, г, 0) = 1174.120 ± 2 кДж×моль‑1.
АВТОРЫ
Юнгман В.С. yungman@yandex.ru
Гусаров А.В. a-gusarov@yandex.ru
27.05.96
Список литературы
| [52CAT/VEL] |
Catalano M.A., Velasco R. - An zeal soc.esp.fis.y quim., A, 1952, 48, No.9, 10, p.247-266 |
| [60GRE/POL] |
Green J.W., Poland D.E., Margrave J.I. - J. Chem. Phys., 1960, 33, p.35 |
| [64HIL/MES] |
Hilsenrath J., Messina C.G., Evans W.H. - 'Tables of Ideal Gas Thermodynamic Functions for 73 atoms and their first and second ions to 10000K.', Washington: AD-606163, NBS, 1964 |
| [70MOO] |
Moore Ch.E. - 'Ionization Potentials and Ionization Limits from the Analyses of Optical Spectra.', Washington: NSRDS-NBS34, 1970 |
| [75HIL] |
Hildenbrand D.L. - Chem. Phys. Lett., 1975, 34, p.352-354 |
| [76CLE/SAL] |
Clementi P.J., Sale F.R. - Met. Trans., 1976, 76, p.171 |
| [78JOH] |
Johansson S. - Phys. Ser., 1978, 18, No.4, p.217-265 |
| [84WOR/COM] |
Worden E.F., Comaskey B., Densberger J., Christensen J., McAffec J.M., Paisner J.A., Conway J.G. - J. Opt. Soc. Amer., B, 1984, 1, No.2, p.314-316 |
| [85CHA/DAV] |
Chase M.W., Davies C.A., Downey J.R., Frurip D.J., McDonald R. A., Syverud A.N. - 'JANAF thermochemical tables. Third edition. J. Phys. and Chem. Ref. Data.', 1985, 14, No.Suppl. 1, p.1-1856 |
| [85SUG/COR] |
Sugar J., Corliss C. - J. Phys. and Chem. Ref. Data, 1985, 14, No.Suppl.2, p.1-664 |
| [88BRO/GIN] |
Brown C.M., Ginter M.L., Johansson S., Tilford S.G. - J. Opt. Soc. Amer., B, 1988, 5, No.10, p.2125-2158 |
| [90PAG/GUD2] |
Page R.H., Gudeman Ch.S. - J. Opt. Soc. Amer., B, 1990, 7, No. 9, p.1761-1771 |
