Ugrás a tartalomhoz

Hélium-hidrid-ion

Ellenőrzött
A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Hélium-hidrid-ion

A hélium-hidrid-ion kalottamodellje

A hélium-hidrid-ion pálcikamodellje
Szabályos név hidrohélium(1+)[1]
Kémiai azonosítók
ChemSpider 21106447
ChEBI 33688
SMILES
[HeH+]
InChIKey HSFAAVLNFOAYQX-UHFFFAOYSA-N
Gmelin 2
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet HeH+
Moláris tömeg 5,01054 g mol−1
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.

A hélium-hidrid-ion, más néven hidrohélium kation a legegyszerűbb heteronukleáris ion, hélium és proton (hidrogénion) gázfázisban történő egyesülésével keletkezik, képlete HeH+. A legerősebb ismert sav, protonaffinitása 177,8 kJ/mol.[2] Feltehetően előfordul a csillagközi anyagban, de jelenlétét eddig nem sikerült kimutatni.[3] Állandó dipólusmomentummal rendelkezik, ami spektroszkópiás jellemzését egyszerűbbé teszi.[4] Bár stabil, de szinte bármivel reagál.

Tulajdonságai

[szerkesztés]

Kondenzált fázisban nem állítható elő, mivel bármely vele érintkező aniont, molekulát, vagy atomot protonálna. A Hess-tétel alapján azonban meg lehet becsülni, hogy elméletileg milyen erős sav lenne a vízben.

HHe+(g) → H+(g) + He(g) +178 kJ/mol [2]
HHe+(aq) → HHe+(g)   +973 kJ/mol [5]
H+(g) → H+(aq)   −1530 kJ/mol  
He(g) → He(aq)   +19 kJ/mol [6]
HHe+(aq) → H+(aq) + He(aq) −360 kJ/mol  

A disszociációs energiára kapott −360 kJ/mol −63-as pKa-nak felel meg.

A He−H kötés hossza 0,772 Å.[7]

Leírtak vagy elméletileg vizsgáltak már más hélium-hidrid-ionokat is. A mikrohullámú spektroszkópiával észlelt HeH+2 ion[8] számított kötési energiája 6 kcal/mol. A HeH+3 számított kötési energiája 0,1 kcal/mol.[9]

Keletkezése

[szerkesztés]

A hélium-hidrid-ion keletkezhet TH vagy T2 molekulából a trícium bomlása során. A tríciummag visszalökődése miatt a keletkező ion gerjesztett állapotú lesz, de a kötés megmarad.[10]

Valószínűleg jelen van a csillagközi anyagban, bár erre még nem találtak egyértelmű bizonyítékot.[11] Nagy valószínűséggel a HeH+ volt az univerzumban az első vegyület,[11] mivel az univerzum fiatalabb korában kizárólag hidrogént és héliumot tartalmazott. Emiatt jelentősen befolyásolhatta a korai univerzum kémiáját és a későbbi fejlődését is. Nagy állandó dipólusmomentummal rendelkezik. Úgy gondolják, hogy a héliumban gazdag fehér törpékben is jelen lehet, és emiatt lassabban hűlnek ki.[12][13]

Mivel a legjelentősebb, 149,14 µm-es spektrumvonala egybeesik a ⫶CH metingyök egyik dublettjével, ezért nehéz eldönteni, hogy az adott színképvonal a metingyökhöz vagy a hélium-hidrid-ionhoz tartozik-e. Bizonyítékok mutatnak arra, hogy jelen lehet a hideg héliumcsillagokban és a sűrű planetáris ködökben, például az NGC 7027-ben.

Keletkezhet csillagszél által, szupernóváknál és fiatal csillagok által kidobott anyagnál, ha a kidobott anyag sebessége nagyobb, mint 90 km/s.[14]

Hélium-hidrid molekula

[szerkesztés]

A hélium-hidrid-ionnal ellentétben a semleges hélium-hidrid molekula nem stabil. Gerjesztett állapotban (excimerként) létezik, először 1980-as évek közepén észlelték.[15][16][17]

Jegyzetek

[szerkesztés]
  1. ↑ hydridohelium(1+) (CHEBI:33688). Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI). European Bioinformatics Institute
  2. ↑ a b Lias, S. G.; Liebman, J. F.; Levin, R. D. (1984). „Evaluated Gas Phase Basicities and Proton Affinities of Molecules; Heats of Formation of Protonated Molecules”. Journal of Physical and Chemical Reference Data 13 (3), 695. o. DOI:10.1063/1.555719. 
  3. ↑ J. Fernandez; F. Martin (2007). „Photoionization of the HeH+ molecular ion”. Journal of Physics B: At. Mol. Opt. Phys 40 (12), 2471–2480. o. DOI:10.1088/0953-4075/40/12/020. 
  4. ↑ Coxon, J (1999). „Experimental Born–Oppenheimer Potential for theX1Σ+Ground State of HeH+: Comparison with theAb InitioPotential”. Journal of Molecular Spectroscopy 193 (2), 306–318. o. DOI:10.1006/jmsp.1998.7740. PMID 9920707. 
  5. ↑ Ugyanannyinak becsülve, mint a Li+(aq) → Li+(g).
  6. ↑ Oldhatósági adat alapján becsült érték.
  7. ↑ Coyne, John P., Ball, David W. (2009). „Alpha particle chemistry. On the formation of stable complexes between He2+ and other simple species: implications for atmospheric and interstellar chemistry”. Journal of Molecular Modeling 15 (1), 35–40. o. DOI:10.1007/s00894-008-0371-3. PMID 18936986. 
  8. ↑ Alan Carrington, David I. Gammie, Andrew M. Shaw, Susie M. Taylor and Jeremy M. Hutson (1996). „Observation of a microwave spectrum of the long-range He···H2+ complex”. Chemical Physics Letters 260 (3–4), 395–405. o. DOI:10.1016/0009-2614(96)00860-3. 
  9. ↑ F.Pauzat and Y. Ellinger Where do noble gases hide in space? Archiválva 2007. február 2-i dátummal a Wayback Machine-ben, Astrochemistry: Recent Successes and Current Challenges, Poster Book IAU Symposium No. 231, 2005 A. J. Markwick-Kemper (ed.)
  10. ↑ F Mannone: Safety in Tritium Handling Technology Springer 1993, p 92
  11. ↑ a b Engel, Elodie A., Doss, Natasha; Harris, Gregory J.; Tennyson, Jonathan (2005). „Calculated spectra for HeH+ and its effect on the opacity of cool metal-poor stars”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 357 (2), 471–477. o. DOI:10.1111/j.1365-2966.2005.08611.x. 
  12. ↑ Harris, G.J., Lynas-Gray, A.E.; Miller, S.; Tennyson, J. (2004). „The Role of HeH+ in Cool Helium-rich White Dwarfs”. The Astrophysical Journal 617 (2), L143–L146. o. DOI:10.1086/427391. 
  13. ↑ Liu, X.-W., Barlow, M. J.; Dalgarno, A.; Tennyson, J.; Lim, T.; Swinyard, B. M.; Cernicharo, J.; Cox, P.; Baluteau, J.-P.; Pequignot, D.; Nguyen-Q-Rieu; Emery, R. J.; Clegg, P. E (1997). „An ISO Long Wavelength Spectrometer detection of CH in NGC 7027 and an HeH^+ upper limit”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 290 (4), L71–L75. o. 
  14. ↑ Neufeld, David A., Dalgarno, A. (1989). „Fast molecular shocks. I – Reformation of molecules behind a dissociative shock”. Astrophysical Journal 340, 869–893. o. DOI:10.1086/167441. 
  15. ↑ Thomas Möller, Michael Beland, and Georg Zimmerer (1985). „Observation of Fluorescence of the HeH Molecule”. Physical Review Letters 55 (20), 2145–2148. o. DOI:10.1103/PhysRevLett.55.2145. PMID 10032060. 
  16. ↑ Wolfgang Ketterle, The Nobel Prize in Physics 2001
  17. ↑ W. Ketterle, H. Figger, and H. Walther (1985). „Emission spectra of bound helium hydride”. Physical Review Letters 55 (27), 2941–2944. o. DOI:10.1103/PhysRevLett.55.2941. PMID 10032281. 

Fordítás

[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Helium hydride ion 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.

A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=Hélium-hidrid-ion&oldid=25556984”