ヘリウム二量体
He2は、半共有結合で結合する関連イオンである。ヘリウムの放電により生成しうる。電子と再結合し、電気的に励起したHe2(a3Σu)エキシマ分子を形成する。どちらの分子もずっと小さく通常の原子間距離の大きさに近い。
ヘリウム二量体の2価陽イオンHe2は非常に反発力が強く、解離すると835 kJ/molという大きなエネルギーを解放する。イオンの動力学的安定性は、ライナス・ポーリングにより予測されている。33.2 kcal/molのエネルギー障壁がすぐに崩壊するのを防いでいる。このイオンは、水素分子と等電子的である。He2は、2価の電荷をもちうる最小の分子である。質量分析により検出できる。
負電荷を持つヘリウム二量体He2は、He2をセシウム蒸気中に通すことによって、1984年にBae、Coggiola、Petersonによって発見された。その後、H. H. Michelsが理論的にその存在を確認し、He2の4Πg状態は、He2のa2Σu状態に対して束縛されていると結論付けた。計算された電子アフィニティーは、He[P]イオンの0.077 eVに対して、0.233 eVであった。Heは、τ-350 μ秒で長寿命の5/2gとτ-10 μ秒で短寿命の3/2g及び1/2gに崩壊する。4Πg状態は、1σg1σu2σg2πu電子配置を持ち、電子アフィニティーは0.18±0.03 eV、寿命は135±15 μ秒である。v=0振動状態だけがその長寿命の原因となっている。
ヘリウム分子陰イオンは、電子により22 eVより高いエネルギーレベルに活性化した液体ヘリウム中でも見られる。
ヘリウム二量体(ヘリウムにりょうたい、helium dimer)は、2つのヘリウム原子から構成される分子式He2のファンデルワールス分子(英語版)である。2つの原子からなる二原子分子の中では最も大きい。結合力は弱く、分子が大きく回転したり振動したりすると分解するため、極低温でのみ存在できる。
2つの励起したヘリウム原子は、エキシマと呼ばれる結合も形成する。この状態は、1912年に初めて見られたヘリウムのスペクトルのバンドから発見された。He2と表記し、*は励起状態を示す。初めて知られたリュードベリ分子(英語版)である。
正味電荷が-1、+1、+2の様々な二ヘリウムイオンも存在する。2つのヘリウム原子は、フラーレンの檻の中に結合せずに一緒に閉じ込められることができる。