เอ็ กไซเมอร์ (เดิมย่อมาจากexcited dimer ) คือ โมเลกุลโพลีอะตอมิกที่มีอายุสั้น ซึ่ง เกิดจากสองชนิดที่ไม่ก่อตัวเป็นโมเลกุลที่เสถียรในสถานะพื้นฐาน ในกรณีนี้ การก่อตัวของโมเลกุลเป็นไปได้ก็ต่อเมื่ออะตอมดังกล่าวอยู่ในสถานะกระตุ้นทางอิเล็กตรอน^{[ 1 ]}โมเลกุลเฮเทอโรนิวเคลียร์และโมเลกุลที่มีมากกว่าสองชนิดเรียกว่า โมเลกุล เอ็กไซเพล็กซ์ (เดิมย่อมาจากexcited complex ) เอ็กไซเมอร์มักเป็นไดอะตอมิกและประกอบด้วยอะตอมหรือโมเลกุลสองอะตอมที่ไม่สามารถสร้างพันธะกันได้หากทั้งสองอยู่ในสถานะพื้นฐานอายุของเอ็กไซเมอร์สั้นมาก อยู่ในระดับนาโนวินาที

ตาม หลักการของ ออร์บิทัลโมเลกุล โมเลกุลในสถานะพื้นฐานทั่วไปจะมีอิเล็กตรอน อยู่ ในระดับพลังงานต่ำสุดที่เป็นไปได้ ตามหลักการของเปาลีอิเล็กตรอนอย่างมากที่สุดสองตัวสามารถอยู่ในออร์บิทัลใดออร์บิทัลหนึ่งได้ และหากออร์บิทัลใดมีอิเล็กตรอนสองตัว อิเล็กตรอนทั้งสองนั้นจะต้องมีสปิน ตรงข้ามกัน ออร์บิทัลโมเลกุลที่มีอิเล็กตรอนอยู่สูงสุดเรียกว่า HOMO และออร์บิทัลโมเลกุลที่ว่างอยู่ต่ำสุดเรียกว่า LUMO ช่องว่างพลังงานระหว่างสองสถานะนี้เรียกว่าช่องว่าง HOMO–LUMOหากโมเลกุลดูดซับแสงที่มีพลังงานเท่ากับช่องว่างนี้ อิเล็กตรอนใน HOMO อาจถูกกระตุ้นไปยัง LUMO ซึ่งเรียกว่าสถานะ กระตุ้น ของโมเลกุล

เอ็กไซเมอร์จะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อส่วนประกอบหนึ่งของไดเมอร์อยู่ในสถานะกระตุ้นเท่านั้น เมื่อเอ็กไซเมอร์กลับสู่สถานะพื้นฐาน ส่วนประกอบต่างๆ จะแยกตัวออกจากกันและมักจะผลักกันเอง ความยาวคลื่นของการปล่อยแสงของเอ็กไซเมอร์จะยาวกว่า (พลังงานน้อยกว่า) ความยาวคลื่นของ การปล่อยแสงของ โมโนเมอร์ ที่อยู่ในสถานะกระตุ้น ดังนั้นจึงสามารถวัดเอ็กไซเมอร์ได้โดยการวัดการปล่อยแสงฟลูออเรสเซนต์

เนื่องจากการเกิดเอ็กไซเมอร์ขึ้นอยู่กับ ปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุล สองตัวจึงเกิดขึ้นได้ง่ายเมื่อมีความหนาแน่นของโมโนเมอร์สูง สภาวะที่มีความหนาแน่นต่ำจะทำให้เกิดโมโนเมอร์ที่อยู่ในสถานะกระตุ้น ซึ่งจะสลายตัวกลับสู่สถานะพื้นฐานก่อนที่จะทำปฏิกิริยากับโมโนเมอร์ที่อยู่ในสถานะไม่กระตุ้นเพื่อก่อตัวเป็นเอ็กไซเมอร์

ตามหลักแล้ว คำว่าเอ็กไซเมอร์ (excimer หรือ excited state dimer) นั้นจำกัดความหมายเฉพาะกรณีที่เกิดไดเมอร์ที่แท้จริง กล่าวคือ ส่วนประกอบทั้งสองของไดเมอร์เป็นโมเลกุลหรืออะตอมเดียวกัน ส่วนคำว่าเอ็กซิเพล็กซ์ (exciplex) นั้น หมายถึงกรณีของเฮเทอโรไดเมอร์ (heterodimeric) อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานทั่วไป คำว่าเอ็กไซเมอร์ มัก ครอบคลุมถึงสถานการณ์นี้ด้วย

คอมเพล็กซ์ไดอะตอมิกเฮเทอโรไดเมอร์ิกที่เกี่ยวข้องกับก๊าซเฉื่อยและเฮไลด์เช่นซีนอนคลอไร ด์ เป็นเรื่องปกติในการสร้างเลเซอร์เอ็กไซเมอร์ซึ่งเป็นการใช้งานที่พบได้บ่อยที่สุดของเอ็กไซเมอร์ เลเซอร์เหล่านี้ใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าส่วนประกอบเอ็กไซเมอร์มีปฏิสัมพันธ์แบบดึงดูดในสถานะกระตุ้นและปฏิสัมพันธ์แบบผลักกันในสถานะพื้นฐานการปล่อยแสงของโมเลกุลเอ็กไซเมอร์ยังใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตแบบธรรมชาติ ( หลอดไฟเอ็กไซเมอร์ ) ^{[ 2 ]}

โมเลกุลไพรีนเป็นตัวอย่างคลาสสิกอีกตัวอย่างหนึ่งของเอ็กไซเมอร์ที่พบการประยุกต์ใช้ในชีวฟิสิกส์เพื่อประเมินระยะห่างระหว่างโมเลกุลชีวภาพ^{[ 3 ]}

ในเคมีอินทรีย์ปฏิกิริยาหลายอย่างเกิดขึ้นผ่านเอ็กซิเพล็กซ์ ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาของสารประกอบอะรีน อย่างง่าย กับแอลคีน^{[ 4 ]}ปฏิกิริยาของเบนซีนและผลิตภัณฑ์ที่แสดงคือปฏิกิริยาไซโคลแอดดิชัน [2+2] กับผลิตภัณฑ์ออร์โธ (A) ^{[ 5 ]}ปฏิกิริยาไซโคลแอดดิชัน [2+3] กับผลิตภัณฑ์เมตา (B) ^{[ 6 ]}และปฏิกิริยาไซโคลแอดดิชัน [2+4] กับผลิตภัณฑ์พารา (C) ^{[ 7 ]}กับแอลคีนอย่างง่าย เช่น ไอโซเมอร์ของ2-บิวทีนในปฏิกิริยาเหล่านี้ อะรีนจะเป็นตัวที่ถูกกระตุ้น

โดยทั่วไปแล้วเมื่อปริมาณการถ่ายโอนประจุที่เกิดขึ้นในเอ็กซิเพล็กซ์เพิ่มขึ้น ความเลือกเฉพาะตำแหน่งจะเอนเอียงไปทางสารประกอบ ออร์โธมากกว่าสารประกอบเมตา

สำหรับไดเมอร์ของก๊าซเฉื่อยหรือเฮไลด์ของก๊าซเฉื่อยนั้น จำเป็นต้องมีอะตอมของก๊าซเฉื่อยอยู่ในสถานะอิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้น เพื่อสร้างโมเลกุลเอ็กไซเมอร์ ต้องใช้พลังงานสูงเพียงพอ (ประมาณ 10 eV ) เพื่อให้ได้อะตอมของก๊าซเฉื่อยในสถานะอิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นต่ำที่สุด ซึ่งจะทำให้เกิดโมเลกุลเอ็กไซเมอร์ขึ้น วิธีที่สะดวกที่สุดในการกระตุ้นก๊าซคือการปล่อยประจุไฟฟ้าด้วยเหตุนี้ โมเลกุลเอ็กไซเมอร์จึงถูกสร้างขึ้นในพลาสมา (ดูการสร้างโมเลกุลเอ็กไซเมอร์ ) หรือผ่านลำแสงอิเล็กตรอนพลังงานสูง

เอ็กซิเพล็กซ์เป็นหนึ่งในสามกลไกไดนามิกที่ทำให้การเรืองแสงดับลงเอ็กซิเพล็กซ์ปกติจะมี ลักษณะ การถ่ายโอนประจุ (CT) อยู่บ้าง และในกรณีสุดขั้วจะมีไอออนอนุมูลอิสระที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่กัน หากอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่กันสามารถจับคู่สปินเพื่อสร้างพันธะโควาเลนต์ได้ ปฏิสัมพันธ์ของพันธะโควาเลนต์จะสามารถลดพลังงานของสถานะการถ่ายโอนประจุได้ การทำให้เสถียรของ CT ที่แข็งแกร่งแสดงให้เห็นว่านำไปสู่จุดตัดรูปกรวยของสถานะเอ็กซิเพล็กซ์นี้กับสถานะพื้นฐานในสมดุลของผลกระทบเชิงสเตอริก ปฏิสัมพันธ์ทางไฟฟ้าสถิต ปฏิสัมพันธ์การเรียงซ้อน และโครงสร้างเชิงสัมพัทธ์ที่สามารถกำหนดการก่อตัวและการเข้าถึงของเอ็กซิเพล็กซ์ที่มีพันธะได้^{[ 8 ]}

ข้อ ยกเว้นจากแบบจำลองคู่ไอออนอนุมูลอิสระ แบบดั้งเดิม รูปแบบการสร้างพันธะโควาเลนต์นี้เป็นที่น่าสนใจในการวิจัยเคมีแสง เช่นเดียวกับสาขาชีววิทยาหลายสาขาที่ใช้ เทคนิค สเปกโทรสโกปีฟลูออเรสเซนซ์ หลักฐานสำหรับตัวกลางเอ็กซิเพล็กซ์ที่มีพันธะได้รับการนำเสนอในการศึกษาผลกระทบเชิงสเตอริกและคูลอมบ์ต่อค่าคงที่อัตราการดับ และจาก การคำนวณ ทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่น อย่างกว้างขวาง ที่แสดงเส้นโค้งตัดกันระหว่างสถานะพื้นฐานและสถานะเอ็กซิเพล็กซ์ที่มีพันธะพลังงานต่ำ^{[ 9 ]}

• หลอดเอ็กไซเมอร์  – แหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตที่เกิดจากการปล่อยแสงโดยธรรมชาติของโมเลกุลเอ็กไซเมอร์
• เลเซอร์เอ็กไซเมอร์  – เลเซอร์อัลตราไวโอเลตชนิดหนึ่งที่มีความสำคัญในการผลิตชิปและการผ่าตัดตา
• การถ่ายโอนพลังงานแบบเรโซแนนซ์ของฟอร์สเตอร์  – กลไกการถ่ายโอนพลังงานทางเคมีแสง
• เลเซอร์คริปตอนฟลูออไรด์  – เลเซอร์เอ็กไซเมอร์ชนิดหนึ่งหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
• สารประกอบก๊าซเฉื่อย  – สารประกอบทางเคมีที่มีธาตุก๊าซเฉื่อยเป็นองค์ประกอบ