Dihidrogén kation

A dihidrogén kation vagy hidrogén-molekulaion a legegyszerűbb összetett ion, képlete H2+. Két protonból és egy elektronból áll. Semleges hidrogénmolekula ionizációja során keletkezik. A dihidrogén kation elméleti és tudománytörténeti szempontból is érdekes: mivel egy elektront tartalmaz, ezért viszonylag könnyű rá megoldani a Schrödinger-egyenletet, mert nem lép fel benne az elektronok közti taszító hatás. Az energia sajátértékek analitikus megoldása a Lambert W-függvény általánosítása,[1] emiatt nagy érdeklődés övezi. Szerepel a legtöbb kvantumkémiai könyvben. Elméletileg sikeresen először Øyvind Burrau foglalkozott vele 1927-ben.[2] Tanulmányozta még 1922-ben Karel Niessen és Wolfgang Pauli, 1925-ben Harold Urey, valamint 1928-ban – több korábbi munkát összerakva – Linus Pauling.

A dihidrogén kationban olyan kovalens kötés van, ami csak egy elektront tartalmaz. A kötésrendje 0,5. Természetben a csillagközi molekulafelhőkben képződik kozmikus sugarak hatására. Fontos szerepe van a csillagközi kémiában.

KeletkezéseSzerkesztés

A természetben akkor keletkezik, amikor ionizálja a hidrogénmolekulákat.[3]

H2 + kozmikus sugárzás → H2+ + e- + kozmikus sugárzás

A kozmikus sugárzás sok hidrogénmolekulát tud ionizálni. Hidrogénmolekulával reakcióba lépve trihidrogén kation és hidrogén keletkezik belőle:

H2+ + H2H3+ + H

A hidrogénmolekula ionozációs energiája 15,603 eV. A H2+ disszociációs energiája 1,8 eV. Nagy energiájú (50 eV) elektronok is létrehozhatják. Nagy energiájú protonok 70000 eV 2,5x10−16 cm² keresztmetszet úgyszintén.

Kis energiájú protonok is létrehozhatják (8000eV), ekkor H2+ és hidrogén keletkezik.

p+ + H2 H + H2+

Mesterségesen kisülési cellában is létre lehet hozni.

FordításSzerkesztés

Ez a szócikk részben vagy egészben a Dihydrogen cation című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

ForrásokSzerkesztés

  1. Scott, T. C. (2006). „New Approach for the Electronic Energies of the Hydrogen Molecular Ion”. Chem. Phys. 324 (2–3), 323–338. o. DOI:10.1016/j.chemphys.2005.10.031.  
  2. Burrau Ø (1927). „Berechnung des Energiewertes des Wasserstoffmolekel-Ions (H2+) im Normalzustand.” (német nyelven). Danske Vidensk. Selskab. Math.-fys. Meddel. M 7:14, 1–18. o.  
    Burrau Ø (1927). „The calculation of the Energy value of Hydrogen molecule ions (H2+) in their normal position” (német nyelven) (PDF). Naturwissenschaften 15 (1), 16–7. o. DOI:10.1007/BF01504875.  [halott link]
  3. Herbst, E. (2000). „The Astrochemistry of H3+”. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. 358 (1774), 2523–2534. o. DOI:10.1098/rsta.2000.0665.