The observation of a sharp predissociation threshold in the resonant two-photon ionization spectra of EuO, TmO, and YbO has been used to measure the bond dissociation energies of these species. The resulting values, D0(EuO) = 4.922(3) eV, D0(TmO) = 5.242(6) eV, and D0(YbO) = 4.083(3) eV, are in good agreement with previous values but are much more precise. In addition, the ionization energy of TmO was measured by the observation of a threshold for one-color two-photon ionization of this species, resulting in IE(TmO) = 6.56(2) eV. The observation of a sharp predissociation threshold for EuO was initially surprising because the half-filled 4f7 subshell of Eu in its ground state generates fewer potential energy curves than in the other molecules we have studied by this method. The observation of a sharp predissociation threshold in YbO was even more surprising, given that the ground state of Yb is nondegenerate (4f146s2, 1Sg) and the lowest excited state of Yb is over 2 eV higher in energy. It is suggested that these molecules possess a high density of electronic states at the energy of the ground separated atom limit because ion-pair states drop below the ground limit, providing a sufficient electronic state density to allow predissociation to set in at the thermochemical threshold.

1.
M. D.
Morse
,
Acc. Chem. Res.
52
,
119
126
(
2019
).
2.
D. M.
Merriles
,
C.
Nielson
,
E.
Tieu
, and
M. D.
Morse
,
J. Phys. Chem. A
125
,
4420
4434
(
2021
).
3.
J. J.
Sorensen
,
E.
Tieu
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
154
,
124307
(
2021
).
4.
J. J.
Sorensen
,
E.
Tieu
,
C.
Nielson
,
A.
Sevy
,
K. H.
Tomchak
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
152
,
194307
(
2020
).
5.
J. J.
Sorensen
,
E.
Tieu
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
152
,
124305
(
2020
).
6.
J. J.
Sorensen
,
E.
Tieu
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
152
,
244305
(
2020
).
7.
D. M.
Merriles
,
A.
Sevy
,
C.
Nielson
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
153
,
024303
(
2020
).
8.
J. J.
Sorensen
,
E.
Tieu
,
A.
Sevy
,
D. M.
Merriles
,
C.
Nielson
,
J. C.
Ewigleben
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
153
,
074303
(
2020
).
9.
D. M.
Merriles
,
E.
Tieu
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
151
,
044302
(
2019
).
10.
A.
Sevy
,
D. M.
Merriles
,
R. S.
Wentz
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
151
,
024302
(
2019
).
11.
A.
Sevy
,
D. J.
Matthew
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
149
,
044306
(
2018
).
12.
A.
Sevy
,
E.
Tieu
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
149
,
174307
(
2018
).
13.
A.
Sevy
,
J. J.
Sorensen
,
T. D.
Persinger
,
J. A.
Franchina
,
E. L.
Johnson
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
147
,
084301
(
2017
).
14.
D. J.
Matthew
,
E.
Tieu
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
146
,
144310
(
2017
).
15.
A.
Sevy
,
R. F.
Huffaker
, and
M. D.
Morse
,
J. Phys. Chem. A
121
,
9446
9457
(
2017
).
16.
E. L.
Johnson
,
Q. C.
Davis
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
144
,
234306
(
2016
).
17.
J. J.
Sorensen
,
T. D.
Persinger
,
A.
Sevy
,
J. A.
Franchina
,
E. L.
Johnson
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
145
,
214308
(
2016
).
18.
R. J.
Ackermann
,
E. G.
Rauh
, and
R. J.
Thorn
,
J. Chem. Phys.
65
,
1027
1031
(
1976
).
19.
R. A.
VanGundy
,
T. D.
Persinger
, and
M. C.
Heaven
,
J. Chem. Phys.
150
,
114302
(
2019
).
20.
R. M.
Cox
,
J. S.
Kim
,
P. B.
Armentrout
,
J.
Bartlett
,
R. A.
VanGundy
,
M. C.
Heaven
,
S. G.
Ard
,
J. J.
Melko
,
N. S.
Shuman
, and
A. A.
Viggiano
,
J. Chem. Phys.
142
,
134307
(
2015
).
21.
W.
Cao
,
Y.
Zhang
,
L.
Wu
, and
D.-S.
Yang
,
J. Phys. Chem. A
125
,
1941
1948
(
2021
).
22.
M.
Ghiassee
,
B. C.
Stevenson
, and
P. B.
Armentrout
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
23
,
2938
2952
(
2021
).
23.
M.
Demireva
,
J.
Kim
, and
P. B.
Armentrout
,
J. Phys. Chem. A
120
,
8550
8563
(
2016
).
24.
L.
Flannery
,
H.
Gálvez
,
W.
Nimens
,
A. A.
Rahman
, and
L.
Whittaker-Brooks
,
Polyhedron
170
,
334
358
(
2019
).
25.
Y. N.
Vodyanitskii
,
Eurasian Soil Sci.
45
,
56
67
(
2012
).
26.
R. J. M.
Konings
,
O.
Beneš
,
A.
Kovács
,
D.
Manara
,
D.
Sedmidubský
,
L.
Gorokhov
,
V. S.
Iorish
,
V.
Yungman
,
E.
Shenyavskaya
, and
E.
Osina
,
J. Phys. Chem. Ref. Data
43
,
013101
(
2014
).
27.
J.
Päiväsaari
,
M.
Putkonen
, and
L.
Niinistö
,
Thin Solid Films
472
,
275
281
(
2005
).
28.
S.
Jeon
,
K.
Im
,
H.
Yang
,
H.
Lee
,
H.
Sim
,
S.
Choi
,
T.
Jang
, and
H.
Hwang
, in
International Electron Devices Meeting. Technical Digest (Cat. No. 01CH37224)
(
IEEE
,
Washington, DC
,
2001
).
29.
V.
Goian
,
R.
Held
,
E.
Bousquet
,
Y.
Yuan
,
A.
Melville
,
H.
Zhou
,
V.
Gopalan
,
P.
Ghosez
,
N. A.
Spaldin
,
D. G.
Schlom
, and
S.
Kamba
,
Commun. Mater.
1
,
74
(
2020
).
30.
H. A.
Saudi
,
W. M.
Abd-Allah
, and
K. S.
Shaaban
,
J. Mater. Sci.: Mater. Electron.
31
,
6963
6976
(
2020
).
31.
L. A.
Ekanger
,
D. R.
Mills
,
M. M.
Ali
,
L. A.
Polin
,
Y.
Shen
,
E. M.
Haacke
, and
M. J.
Allen
,
Inorg. Chem.
55
,
9981
9988
(
2016
).
32.
R. E.
Jelley
and
A. G.
Blackman
,
Nat. Chem.
11
,
751
756
(
2019
).
33.
E.
Engels
,
M.
Westlake
,
N.
Li
,
S.
Vogel
,
Q.
Gobert
,
N.
Thorpe
,
A.
Rosenfeld
,
M.
Lerch
,
S.
Corde
, and
M.
Tehei
,
Biomed. Phys. Eng. Express
4
,
044001
(
2018
).
34.
A. A.
Ibrahim
,
R.
Ahmad
,
A.
Umar
,
M. S.
Al-Assiri
,
A. E.
Al-Salami
,
R.
Kumar
,
S. G.
Ansari
, and
S.
Baskoutas
,
Biosens. Bioelectron.
98
,
254
260
(
2017
).
35.
D. E.
Maison
,
V. V.
Flambaum
,
N. R.
Hutzler
, and
L. V.
Skripnikov
,
Phys. Rev. A
103
,
022813
(
2021
).
36.
C. J.
Ho
,
J. A.
Devlin
,
I. M.
Rabey
,
P.
Yzombard
,
J.
Lim
,
S. C.
Wright
,
N. J.
Fitch
,
E. A.
Hinds
,
M. R.
Tarbutt
, and
B. E.
Sauer
,
New J. Phys.
22
,
053031
(
2020
).
37.
B. L.
Augenbraun
,
Z. D.
Lasner
,
A.
Frenett
,
H.
Sawaoka
,
C.
Miller
,
T. C.
Steimle
, and
J. M.
Doyle
,
New J. Phys.
22
,
022003
(
2020
).
38.
R.
Gillen
,
S. J.
Clark
, and
J.
Robertson
,
Phys. Rev. B
87
,
125116
(
2013
).
39.
Q.
Zhang
,
S.-X.
Hu
,
H.
Qu
,
J.
Su
,
G.
Wang
,
J.-B.
Lu
,
M.
Chen
,
M.
Zhou
, and
J.
Li
,
Angew. Chem.
128
,
7010
7014
(
2016
).
40.
C.
Platas-Iglesias
,
A.
Roca-Sabio
,
M.
Regueiro-Figueroa
,
D.
Esteban-Gomez
,
A.
De Blas
, and
T.
Rodriguez-Blas
,
Curr. Inorg. Chem.
1
,
91
116
(
2011
).
41.
H.
Jiang
,
P.
Rinke
, and
M.
Scheffler
,
Phys. Rev. B
86
,
125115
(
2012
).
42.
V. G.
Solomonik
and
A. N.
Smirnov
,
J. Chem. Theory Comput.
13
,
5240
5254
(
2017
).
43.
M.
Dolg
,
H.
Stoll
, and
H.
Preuss
,
Chem. Phys.
148
,
219
227
(
1990
).
44.
A. Z.
de Oliveira
,
I. B.
Ferreira
,
C. T.
Campos
,
F. E.
Jorge
, and
P. A.
Fantin
,
J. Mol. Model.
25
,
38
(
2019
).
45.
S.
Grimmel
,
G.
Schoendorff
, and
A. K.
Wilson
,
J. Chem. Theory Comput.
12
,
1259
1266
(
2016
).
46.
Z. J.
Wu
,
W.
Guan
,
J.
Meng
, and
Z. M.
Su
,
J. Cluster Sci.
18
,
444
458
(
2007
).
47.
M.
Guido
and
G.
Gigli
,
J. Chem. Phys.
61
,
4138
4140
(
1974
).
48.
M.
Dolg
,
H.
Stoll
, and
H.
Preuss
,
Theor. Chim. Acta
85
,
441
450
(
1993
).
49.
S. G.
Wang
,
D. K.
Pan
, and
W. H. E.
Schwarz
,
J. Chem. Phys.
102
,
9296
9308
(
1995
).
50.
W.
Liu
,
G.
Hong
,
D.
Dai
,
L.
Li
, and
M.
Dolg
,
Theor. Chem. Acc.
96
,
75
83
(
1997
).
51.
X.
Cao
,
J. Chin. Chem. Soc.
50
,
665
676
(
2003
).
52.
G. A.
McCarver
,
R. J.
Hinde
, and
K. D.
Vogiatzis
,
Inorg. Chem.
59
,
10492
10500
(
2020
).
53.
W.
Xu
,
W.-X.
Ji
, and
S.-G.
Wang
,
Comput. Theor. Chem.
1068
,
81
87
(
2015
).
54.
J. A.
Pople
,
Rev. Mod. Phys.
71
,
1267
1274
(
1999
).
55.
J. K.
Gibson
,
J. Appl. Phys.
78
,
1274
1280
(
1995
).
56.
J. A.
Felton
,
M.
Ray
,
S. E.
Waller
,
J. O.
Kafader
, and
C. C.
Jarrold
,
J. Phys. Chem. A
118
,
9960
9969
(
2014
).
57.
W. C.
Wiley
and
I. H.
McLaren
,
Rev. Sci. Instrum.
26
,
1150
1157
(
1955
).
58.
B. A.
Mamyrin
,
V. I.
Karataev
,
D. V.
Shmikk
, and
V. A.
Zagulin
,
Zh. Eksp. Teor. Fiz.
64
,
82
89
(
1973
).
59.
D. M.
Merriles
and
M. D.
Morse
, “
Bond dissociation energies and electronic structure of transition metal borides: ScB2, TiB2, VB2, YB2, and MoB2
” (unpublished) (
2021
).
60.
H.
Lefebvre-Brion
and
R. W.
Field
,
The Spectra and Dynamics of Diatomic Molecules
(
Elsevier
,
Amsterdam
,
2004
).
61.
E. L.
Johnson
and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
143
,
104303
(
2015
).
62.
A.
Kramida
,
Y.
Ralchenko
,
J.
Reader
, and
NIST ASD Team
, NIST Atomic Spectra Database (version 5.8),
National Institute of Standards and Technology
,
Gaithersburg, MD
,
2019
.
63.
D. S.
Bailey
,
J. R.
Hiskes
, and
A. C.
Riviere
,
Plasma Phys. Controlled Nucl. Fusion Res.
5
,
41
46
(
1965
).
64.
J. L.
Persson
and
R. L.
Whetten
,
Chem. Phys. Lett.
147
,
168
173
(
1988
).
65.
L. L.
Ames
,
P. N.
Walsh
, and
D.
White
,
J. Phys. Chem.
71
,
2707
2718
(
1967
).
66.
C. R.
Dickson
and
R. N.
Zare
,
Chem. Phys.
7
,
361
370
(
1975
).
67.
R.
Dirscherl
and
K. W.
Michel
,
Chem. Phys. Lett.
43
,
547
551
(
1976
).
68.
E.
Murad
and
D. L.
Hildenbrand
,
J. Chem. Phys.
65
,
3250
3256
(
1976
).
69.
G.
Balducci
,
G.
Gigli
, and
M.
Guido
,
J. Chem. Phys.
67
,
147
151
(
1977
).
70.
J.
Kordis
and
K. A.
Gingerich
,
J. Chem. Phys.
66
,
483
491
(
1977
).
71.
K. P.
Huber
and
G.
Herzberg
,
Constants of Diatomic Molecules
(
Van Nostrand Reinhold
,
New York
,
1979
).
72.
E.
Murad
and
D. L.
Hildenbrand
,
J. Chem. Phys.
73
,
4005
4011
(
1980
).
73.
J. B.
Pedley
and
E. M.
Marshall
,
J. Phys. Chem. Ref. Data
12
,
967
1031
(
1983
).
74.
M. S.
Chandrasekharaiah
and
K. A.
Gingerich
, in
Handbook on the Chemistry and Physics of Rare Earths
, edited by
K. A. J.
Gschniedner
and
L.
Eyring
(
Elsevier
,
Amsterdam
,
1989
), Vol. 12, pp.
409
431
.
75.
M. C. R.
Cockett
,
L.
Nyulászi
,
T.
Veszprémi
,
T. G.
Wright
, and
J. M.
Dyke
,
J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.
57
,
373
397
(
1991
).
76.
M.
Dulick
,
E.
Murad
, and
R. F.
Barrow
,
J. Chem. Phys.
85
,
385
390
(
1986
).
77.
R. J.
Ackermann
and
M. S.
Chandrasekharaiah
,
Thermodynamics of Nuclear Materials
(
International Atomic Energy Agency
,
Vienna
,
1974
), Vol. 2, pp.
3
26
.
78.
A.
Yokozeki
and
M.
Menzinger
,
Chem. Phys.
14
,
427
439
(
1976
).
79.
M.
Dolg
,
H.
Stoll
,
H. J.
Flad
, and
H.
Preuss
,
J. Chem. Phys.
97
,
1162
1173
(
1992
).
80.
W.
Liu
,
M.
Dolg
, and
L.
Li
,
J. Chem. Phys.
108
,
2886
2895
(
1998
).
81.
W.-H.
Xu
,
Y.
Zhang
, and
W.-J.
Liu
,
Sci. China, Ser. B: Chem.
52
,
1945
1953
(
2009
).
82.
A. M.
James
,
P.
Kowalczyk
,
E.
Langlois
,
M. D.
Campbell
,
A.
Ogawa
, and
B.
Simard
,
J. Chem. Phys.
101
,
4485
4495
(
1994
).
83.
D. S.
Yang
,
A. M.
James
,
D. M.
Rayner
, and
P. A.
Hackett
,
J. Chem. Phys.
102
,
3129
3134
(
1995
).
84.
E. M.
Spain
and
M. D.
Morse
,
J. Phys. Chem.
96
,
2479
2486
(
1992
).
85.
L. M.
Russon
,
S. A.
Heidecke
,
M. K.
Birke
,
J.
Conceicao
,
M. D.
Morse
, and
P. B.
Armentrout
,
J. Chem. Phys.
100
,
4747
4755
(
1994
).
86.
D. D.
Wagman
,
W. H.
Evans
,
V. B.
Parker
,
R. H.
Schumm
,
I.
Halow
,
S. M.
Bailey
,
K. L.
Churney
, and
R. L.
Nuttall
, “
The NBS tables of chemical thermodynamic properties. Selected values for inorganic and C1 and C2 organic substances in SI units
,”
J. Phys. Chem. Ref. Data
11
,
Suppl. 2
(
1982
).
87.
B.
Ruscic
and
D. H.
Bross
, Active Thermochemical Tables (ATcT) values based on version 1.122r of the Thermochemical Network, 2021; available at ATcT.anl.gov.
88.
S.
Taylor
,
E. M.
Spain
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
92
,
2710
2720
(
1990
).
89.
L. M.
Russon
,
S. A.
Heidecke
,
M. K.
Birke
,
J.
Conceicao
,
P. B.
Armentrout
, and
M. D.
Morse
,
Chem. Phys. Lett.
204
,
235
240
(
1993
).
90.
C. A.
Arrington
,
T.
Blume
,
M. D.
Morse
,
M.
Doverstaal
, and
U.
Sassenberg
,
J. Phys. Chem.
98
,
1398
1406
(
1994
).
91.
S.
Taylor
,
E. M.
Spain
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
92
,
2698
2709
(
1990
).
92.
S.
Taylor
,
G. W.
Lemire
,
Y. M.
Hamrick
,
Z.
Fu
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
89
,
5517
5523
(
1988
).
93.
M. D.
Morse
,
G. P.
Hansen
,
P. R. R.
Langridge-Smith
,
L.-S.
Zheng
,
M. E.
Geusic
,
D. L.
Michalopoulos
, and
R. E.
Smalley
,
J. Chem. Phys.
80
,
5400
5405
(
1984
).
94.
J. C.
Pinegar
,
J. D.
Langenberg
,
C. A.
Arrington
,
E. M.
Spain
, and
M. D.
Morse
,
J. Chem. Phys.
102
,
666
674
(
1995
).
95.
Y.
Qian
,
Y. W.
Ng
,
Z.
Chen
, and
A. S. C.
Cheung
,
J. Chem. Phys.
139
,
194303
(
2013
).
96.
S. A.
McDonald
,
S. F.
Rice
,
R. W.
Field
, and
C.
Linton
,
J. Chem. Phys.
93
,
7676
7686
(
1990
).
97.
T. C.
Steimle
,
D. M.
Goodridge
, and
C.
Linton
,
J. Chem. Phys.
107
,
3723
3725
(
1997
).
98.
P.
Carette
and
A.
Hocquet
,
J. Mol. Spectrosc.
131
,
301
324
(
1988
).
99.
C.
Linton
,
S.
McDonald
,
S.
Rice
,
M.
Dulick
,
Y. C.
Liu
, and
R. W.
Field
,
J. Mol. Spectrosc.
101
,
332
343
(
1983
).
100.
K.
Schofield
,
J. Phys. Chem. A
110
,
6938
6947
(
2006
).
101.
S.
Brutti
,
T.
Terai
,
M.
Yamawaki
,
M.
Yasumoto
,
G.
Balducci
,
G.
Gigli
, and
A.
Ciccioli
,
Rapid Commun. Mass Spectrom.
19
,
2251
2258
(
2005
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.