Bibliographic compilation of negative ion data

Abstract

Negative-ion properties, such as electron affinities of the corresponding neutral atom, lifetimes of excited states and isotope shifts have been studied for more than sixty years. These properties are of great importance in atomic physics, molecular physics, a lot of experimental applications and in chemistry research. Surveys and reviews of negative ion binding energies and structures have been released sporadically by different research groups. This shows a demand for a database with available, well-maintained, and reliable spectroscopic data, of negative ions. In contrast, spectroscopic data for neutral and positive ions have been systematically evaluated, maintained, and been widely available to researchers through the Atomic Spectra Database (ASD) for almost 80 years[1]. This work applies a similar critical-evaluation procedure to negative ions, with a focus on the main-group and zinc-group elements. Using existing review papers as a starting point, a comprehensive bibliography of spectroscopic negative-ion data was compiled and organized in the reference managing software Zotero. Published measurements of electron affinities were assessed for reliability and evaluated to construct a database of assigned energies. The results presented in this thesis include updated, critically evaluated electron affinities for the main-group elements and zinc-group, forming a foundation for future expansion to transition metals, lanthanides, and actinides. Works reporting on observed and measured metastable states and their lifetimes, along with isotope shift in the Electron affinity was also compiled and added to the bibliography collection, in preparation of later evaluation. In the discussion, detailed evaluations of the alkali metals and zinc-group, along with nitrogen, rare gases and oganesson, are highlighted, while briefer summaries are provided for the remaining (evaluated) elements. The work supports the long-term goal of maintaining and potentially integrating critically evaluated negative-ion data into the ASD, and this thesis gives insight into the adapted procedure. // Negativa joners egenskaper, elektronaffiniteter för motsvarande neutral atom, livslängd för exciterade tillstånd samt isotopskift, har studerats i mer än sextio år. Dessa egenskaper är av stor betydelse inom atomfysik, molekylfysik, med många experimentella tillämpningar, och inom kemisk forskning. Kartläggningar och genomgångar av bindningsenergier och strukturer för negativa joner har publicerats sporadiskt av olika forskargrupper. Detta visar att det finns ett behov av en databas med tillgängliga, väl underhållna och tillförlitliga spektroskopiska data för negativa joner. I kontrast har spektroskopiska data för neutrala och positiva joner systematiskt utvärderats, underhållits och varit allmänt tillgängliga för forskare genom the Atomic Spectra Database (ASD) i nästan 80 år [1]. Detta arbete tillämpar en liknande kritisk utvärderingsmetod på negativa joner, med fokus på huvudgrupps- och zinkgruppselementen. Med befintliga samlingar som utgångspunkt har en omfattande bibliografi över spektroskopiska data för negativa joner samlats ihop och organiserats i referenshanteringsprogrammet Zotero. Publicerade mätningar av elektronaffiniteter granskades tillförlitlighet och utvärderades för att konstruera en slutlig samling av föreslagna energier. Resultaten som presenteras i denna avhandling inkluderar uppdaterade, kritiskt utvärderade elektronaffiniteter för huvudgrupps- och zinkgrupps grundämnen och utgör en grund inför framtida utvidgning till övergångsmetaller, lantanider och aktinider. Artiklar som rapporterat observerade och uppmätta metastabila tillstånd och deras livslängder samlades också och lades till i bibliografisamlingen, som förberedelse för senare utvärdering. I diskussionen lyfts detaljerade utvärderingar av alkalimetallerna och zinkgruppen, tillsammans med kväve, ädelgaserna och oganesson, medan kortare sammanfattningar ges för de återstående (utvärderade) elementen. Arbetet stödjer det långsiktiga målet att underhålla och potentiellt integrera kritiskt utvärderade data för negativa joner i ASD, och denna uppsats ger insikt i den använda proceduren.