Hidrogenoniu
Cationul hidrogenoniu , H 3 + , este unul dintre cei mai abundenți ioni din univers. Deși este mai puțin stabilă decât constituenții săi, H 2 și H + , continuă să existe datorită densității foarte mici a materiei din spațiile interstelare și, prin urmare, nu poate transfera o parte din energia sa către alt atom sau moleculă. Dacă s-ar descompune spontan, ar încălca principiul conservării impulsului unghiular.
H 3 + are forma unui triunghi echilateral. Cei doi electroni ai săi sunt împărțiți între cei trei protoni. Forma orbitalilor este similară cu cea descoperită de modelul Walsh în ciclopropan .
Liniile de emisie ale H 3 + au fost identificate în atmosfera lui Jupiter și în numeroase nebuloase .
Formare
Formarea H 3 + are loc prin următoarea reacție:
- H 2 + + H 2 → H 3 + + H
Concentrația de H 2 + este factorul care limitează această reacție. De fapt, H 3 + se poate forma numai în spațiile interstelare numai atunci când o rază cosmică sau o radiație suficient de energică ionizează molecula de hidrogen H 2 .
- H 2 + rază cosmică → H 2 + + e - + rază cosmică
Raza cosmică, așa cum se vede în reacție, are atât de multă energie încât energia eliberată pentru a ioniza molecula de hidrogen este substanțial neglijabilă. În norii interstelari, razele cosmice lasă în urmă o urmă de H 2 + și, în consecință, de H 3 + .
Reacții și distrugere
Există mai multe reacții de distrugere a ionului H 3 + ; în esență, reacționează cu practic orice altă moleculă cu care se ciocnește. Cel mai abundent compus din spațiu este H2, cu toate acestea, reacția implică doi compuși este doar un schimb de protoni:
- H 3 + + H 2 → H 2 + H 3 +
Această reacție este deosebit de importantă pentru efectele sale asupra raportului orto / para de H 3 + sau pentru raportul dintre hidrogenoniu cu unghiul spin spin 3/2 și cel cu momentul 1/2.
O altă reacție importantă este aceea cu cea de-a doua moleculă cea mai abundentă, CO.
- H 3 + + CO → HCO + + H 2
HCO + este un compus important pentru chimia interstelară. Momentul său puternic dipolar și abundența îl fac ușor de urmărit prin radioastronomie .
H 3 + poate reacționa, de asemenea, cu „ atomul de oxigen în funcție de:
- H 3 + + O → OH + + H 2
Acesta este începutul a ceea ce se crede a fi principala reacție de formare a apei din oxigen în spațiile interstelare și, prin urmare, ceea ce a dat naștere apei prezente pe Pământ .
H 3 + poate fi, de asemenea, distrus printr-un proces numit recombinare disociativă. Această reacție se desfășoară în moduri diferite, ducând chiar la produse diferite. Ce se întâmplă în 75% din cazuri este formarea a trei atomi de hidrogen, în timp ce în restul de 25% din timpul de H2 și H sunt produse.
Elemente conexe
linkuri externe
- ( EN ) H 3 + Resource Center , pe h3plus.uiuc.edu .
- ( EN ) Astrochemistry.net .
