Protonált molekuláris hidrogén
 |
Ez a szócikk nem tünteti fel a független forrásokat, amelyeket felhasználtak a készítése során. Emiatt nem tudjuk közvetlenül ellenőrizni, hogy a szócikkben szereplő állítások helytállóak-e. Segíts megbízható forrásokat találni az állításokhoz! Lásd még: A Wikipédia nem az első közlés helye. |
 |
Ezt a szócikket át kellene olvasni, ellenőrizni a szöveg helyesírását és nyelvhelyességét, a tulajdonnevek átírását. Esetleges további megjegyzések a vitalapon. |
| Protonált molekuláris hidrogén | |
 3D-s térszerkezete | |
| Kémiai azonosítók | |
|---|---|
| CAS-szám | 28132-48-1 |
| Kémiai és fizikai tulajdonságok | |
| Kémiai képlet | H3+ |
| Moláris tömeg | 3,02 |
| Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. | |
A protonált molekuláris hidrogén az univerzumban egyik legnagyobb mennyiségben előforduló ion, jele H3+. Stabil a csillagközi anyagban az alacsony sűrűség és az alacsony hőmérséklet miatt. Jelentős szerepet játszik a csillagközi anyagok kémiájában. Megtalálták a Jupiter légkörében is. A legegyszerűbb háromatomos molekula, mivel csak három protonból és két elektronból áll. Molekuláris hidrogénből a kozmikus sugárzás ionizációjának hatására keletkezik.
Szerkezete
Alakja olyan, mint az egyenlő oldalú háromszögé, mindhárom oldal kötéshossza 90 pm. A kötések erőssége a számítások szerint 4,5 eV (104 kcal/mol). A H3+ jó példa a delokalizált elektronok molekulastabilitáshoz való hozzájárulására.
Keletkezése
A H2+ és H2 reakcióával jön létre:
H2+ + H2 → H3+ + H
A H2+ kozmikus sugarak hatására jön létre:
H2 + kozmikus sugárzás → H2+ + e- + kozmikus sugárzás
A laboratóriumokban ugyanilyen módon állítják elő a H3+-at. Viszonylag kis energiájú kozmikus sugárzás is képes ionizálni a H2-molekulát.
Reakciói
A H3+ nagyon reaktív molekula, sok vegyületnek ad át protont. Általában a CO-val reagál, ami gyakori a csillagközi anyagban:
H3+ + CO → HCO+ + H2
A reakcióban keletkező HCO+ a csillagközi tér kémiájában fontos molekula. Erősen poláris, és kimutatható a rádiócsillagászatban.
A H3+ az atomos oxigénnel is reagál, ekkor OH+ és hidrogén keletkezik:
H3+ + O → OH+ + H2
Az OH+ reagál a hidrogénnel, ekkor OH2+ és oxóniumion keletkezik:
- OH+ + H2 → OH2+ + H
- OH2+ + H2 → OH3+ + H
Az utóbbi reakció a csillagközi felhőkben nem exoterm. Az oxóniumion hidrogénnel reakcióba lépve négy különböző komplexet alkothat: H2O + H, OH + H2, OH + 2H, és O + H2 + H. Ebben a reakcióban víz is keletkezik, ami a termék 5–33%-át teszi ki . Ez a reakció adja a csillagközi anyagban levő víz fő forrását.
Orto- és para-H3+
A H3+-nak két különböző magspinizomerje létezik, amik a protonok spinjében térnek el egymástól.
A para-H3+-ban a három protonból kettőnek a spinje 1/2, a harmadiké viszont -1/2. A para-H3+ magspinmomentuma 1/2.
Az orto-H3+-ban az összes proton spinje megegyezik egymással (mindegyiknek 1/2) így az orto-H3+-ban a magspinmomentum 3/2.
A sűrű csillagközi molekulafelhőkben a H3+ ütközhet H2-vel. Ekkor a H3+ protont adhat át a H2-nek, ami megváltoztathatja a két molekula magspinjét. Az orto H2-ben a magspinmomentum 1, a para H2-ben 0. Amikor egy orto-H3+ ütközik, és protont ad át egy para H2-nak, a reakcióban para-H3+ és orto-H2 keletkezik.
Fordítás
- Ez a szócikk részben vagy egészben a Trihydrogen cation című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
