Pourquoi un troisième corps est-il nécessaire pour la recombinaison de deux atomes d'hydrogène?
Dans l'article Discuter. Faraday Soc. 1962, 33, 205 , les auteurs disent que pour former de l'hydrogène moléculaire d'une collision à un atome, nous avons besoin d'un troisième corps pour éliminer l'excès d'énergie. C'est que nous avons la réaction$\ce{H + H + M -> H2 + M}$.
Je suppose que la raison est que si nous avons l'excès, cette énergie rompra le lien. Si c'est le cas pourquoi l'énergie ne peut pas être transférée à l'électron et aurait donc$\ce{H + H -> H2^*}$, où $\ce{H2^*}$ désigne un état excité de $\ce{H2}$?
Réponses
Oui, il y a une validité à la découverte que deux atomes d'hydrogène forment l'hydrogène moléculaire à des vitesses très lentes. Revoir Gould, RJ et Salpeter, Edwin E., Astrophysical Journal, Vol 138, pg. 393. Il est accessible au public à l'adresse suivante:http://articles.adsabs.harvard.edu/pdf/1963ApJ...138..393G
La réponse exacte à votre question se trouve à la page 138 de cet ouvrage, sous le titre «II. Mécanismes de formation d'hydrogène moléculaire. »
Dans l'espace, l'hydrogène moléculaire est détruit (par rayonnement cosmique) à des taux qui dépassent sa formation sans un certain type de catalyseur de surface. Cette énigme a motivé des recherches importantes pour trouver les mécanismes réels de la formation d'hydrogène moléculaire dans les milieux naturels. Des travaux plus récents peuvent être trouvés par Gianfranco Vidali, et.al., Journal of Physics: Conference Series: 6, 2005:
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/6/1/003/pdf
Cet ouvrage plus récent cite l'ouvrage de Gould et Salpeter. Il semble être encore accepté comme l'explication de la lenteur de la formation d'hydrogène moléculaire à partir d'hydrogène atomique.
Selon cette explication, après la collision des atomes d'hydrogène à l'état fondamental, la nouvelle molécule d'hydrogène sera dans un état triplet, et elle ne peut pas se désintégrer en un état singulet car il s'agit d'une transition interdite. Une recherche rapide sur les PES des états triplets de l'hydrogène diatomique montre qu'en effet ce sont des courbes peu profondes qui conduiraient à une dissociation rapide.