„Protonált molekuláris hidrogén” változatai közötti eltérés
| [nem ellenőrzött változat] | [ellenőrzés folyamatban] |
Nincs szerkesztési összefoglaló |
aNincs szerkesztési összefoglaló |
||
| (35 közbenső módosítás, amit 15 másik szerkesztő végzett, nincs mutatva) | |||
| 1. sor: | 1. sor: | ||
{{korrektúra}} |
|||
{{Chembox |
{{Chembox |
||
| Name = Protonált molekuláris hidrogén |
| Name = Protonált molekuláris hidrogén |
||
| ImageFile = Trihydrogen-cation-3D-vdW.png |
| ImageFile = Trihydrogen-cation-3D-vdW.png |
||
| ImageSize = 200px |
| ImageSize = 200px |
||
| ImageName = |
| ImageName = 3D-s térszerkezete |
||
| Section1 = {{Chembox Identifiers |
| Section1 = {{Chembox Identifiers |
||
| CASNo = 28132-48-1 |
| CASNo = 28132-48-1 |
||
| RTECS = |
| RTECS = |
||
}} |
|||
| Section2 = {{Chembox Properties |
| Section2 = {{Chembox Properties |
||
| Formula = H |
| Formula = {{chem|H|3|+}} |
||
| MolarMass = 3 |
| MolarMass = 3,02 |
||
| Appearance = |
| Appearance = |
||
| Density = |
| Density = |
||
| 16. sor: | 17. sor: | ||
| MeltingPt = |
| MeltingPt = |
||
| BoilingPt = |
| BoilingPt = |
||
}} |
|||
| Section3 = {{Chembox Structure |
| Section3 = {{Chembox Structure |
||
| Coordination = |
| Coordination = |
||
| Structure = |
| Structure = |
||
}} |
|||
| Section7 = {{Chembox Hazards |
| Section7 = {{Chembox Hazards |
||
| EUClass = |
| EUClass = |
||
| 29. sor: | 30. sor: | ||
| NFPA-R = |
| NFPA-R = |
||
| FlashPt = |
| FlashPt = |
||
}} |
|||
| Section8 = {{Chembox Related |
| Section8 = {{Chembox Related |
||
| OtherAnions = |
| OtherAnions = |
||
| OtherCations = |
| OtherCations = |
||
| OtherCpds = |
| OtherCpds = |
||
}} |
|||
}} |
}} |
||
A '''protonált |
A '''protonált molekuláris hidrogén''' az univerzumban egyik legnagyobb mennyiségben előforduló [[ion]], jele {{chem|H|3|+}}. Stabil a csillagközi anyagban az alacsony sűrűség és az alacsony hőmérséklet miatt. Jelentős szerepet játszik a [[csillagközi anyag]]ok kémiájában. Megtalálták a [[Jupiter]] légkörében is. A legegyszerűbb háromatomos molekula, mivel csak három [[proton]]ból és két [[elektron]]ból áll. Molekuláris hidrogénből a [[kozmikus sugárzás]] [[ionizáció]]jának hatására keletkezik. |
||
==Szerkezete== |
== Szerkezete == |
||
Alakja olyan, mint az egyenlő oldalú háromszögé, mindhárom oldal kötéshossza 90 pm. A kötések erőssége a számítások szerint 4,5 [[Elektronvolt|eV]] (104 kcal/mol). A {{chem|H|3|+}} jó példa a [[delokalizált elektron]]ok molekulastabilitáshoz való hozzájárulására.[[Fájl:H3cation struct.svg|thumb|right|150px|A {{chem|H|3|+}} szerkezete]] |
|||
==Keletkezése== |
== Keletkezése == |
||
A {{chem|H|2|+}} és {{chem|H|2}} reakciójával jön létre:<ref name="eherbstastro">{{cite journal|last=Herbst|first=E.|year=2000|title=The Astrochemistry of {{chem|H|3|+}}|journal=Philosophical Transactions of the Royal Society A|volume=358 |issue=1774 |pp=2523–2534 |doi=10.1098/rsta.2000.0665|bibcode=2000RSPTA.358.2523H |s2cid=97131120}}</ref> |
|||
A H<sub>3</sub><sup>+</sup> H<sub>2</sub><sup>+</sup> és H<sub>2</sub><sup></sup> reakcióával jön létre: |
|||
:<chem>H2+ + H2 -> H3+ + H</chem> |
|||
| ⚫ | |||
:<chem>H2 + h\nu_1 -> H2+ + e- + h\nu_2</chem> |
|||
| ⚫ | |||
[[Fájl:Trihydrogen-cation-MO-diagram.svg|thumb|380px|A {{chem|H|3|+}} [[molekulapálya]] diagramja]] |
|||
== Reakciói == |
|||
H<sub>2</sub><sup>+</sup> + H<sub>2</sub> → H<sub>3</sub><sup>+</sup> + H |
|||
A {{chem|H|3|+}} nagyon reaktív molekula, sok vegyületnek ad át protont. Általában a [[Szén-monoxid|CO]]-val reagál, ami gyakori a csillagközi anyagban: |
|||
:<chem>H3+ + CO -> HCO+ + H2</chem> |
|||
A reakcióban keletkező {{chem|HCO|+}} a csillagközi tér kémiájában fontos molekula. Erősen poláris, és kimutatható a [[rádiócsillagászat]]ban. |
|||
| ⚫ | |||
A {{chem|H|3|+}} az atomos [[Oxigén|oxigénnel]] is reagál, ekkor {{chem|HO|+}} és [[hidrogén]] keletkezik: |
|||
:H<sub>2</sub> + kozmikus sugárzás → H<sub>2</sub><sup>+</sup> + e<sup>-</sup> + kozmikus sugárzás |
|||
:<chem>H3+ + O -> HO+ + H2</chem> |
|||
Az [[oxóniumilidén|{{chem|HO|+}}]] reagál a hidrogénnel, ekkor {{chem|H|2|O|+}} és [[oxóniumion]] keletkezik: |
|||
:<chem>HO+ + H2 -> H2O+ + H</chem> |
|||
:<chem>H2O+ + H2 -> H3O+ + H</chem> |
|||
Az utóbbi reakció a csillagközi felhőkben nem [[Exoterm reakció|exoterm]]. Az oxóniumion hidrogénnel reakcióba lépve négy különböző komplexet alkothat: H<sub>2</sub>O + H, OH + H<sub>2</sub>, OH + 2H, és O + H<sub>2</sub> + 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. |
|||
==Spektroszkópia== |
|||
A {{chem|H|3|+}} forgási spektruma gyenge, ezért nehezen azonosítható.<ref>{{cite journal|last1=Watson|first1=J. K. G|year=1971|title=Forbidden rotational spectra of polyatomic molecules|journal=Journal of Molecular Spectroscopy|volume=40| issue=3|pp=546–544|doi=10.1016/0022-2852(71)90255-4|bibcode=1971JMoSp..40..536W}}</ref> Az ultraibolya sugárzás lebontja a molekulát, azonban a [[rovibronos gerjesztés|rovibronos]] (infravörös) spektroszkópia lehetővé teszi a {{chem|H|3|+}} észlelését egy vibrációs állapota, a ν<sub>2</sub> aszimmetrikus állapot gyenge átmeneti dipólusa révén. Oka kezdeti spektruma óta<ref name="Oka1980">{{cite journal |last=Oka |first=T. |date=1980 |title=Observation of the Infrared Spectrum of {{chem|H|3|+}} |journal=[[Physical Review Letters]] |volume=45 |issue= 7|pages=531–534 |doi=10.1103/PhysRevLett.45.531 |bibcode=1980PhRvL..45..531O}}</ref> több mint 900 abszorpciós vonalat fedeztek fel az infravörös tartományban. A gázbolygók légkörének megfigyelése révén találtak emissziós vonalakat is. Ezeket molekuláris hidrogén megfigyelésével és az ahhoz nem tartozó vonalak megtalálásával állapították meg. |
|||
== Orto- és para-{{chem|H|3|+}} == |
|||
[[Fájl:H3+&H2.svg|thumb|350px|Orto-{{chem|H|3|+}} és para-{{chem|H|2}} ütközése]] |
|||
A {{chem|H|3|+}}-nak két különböző magspinizomerje létezik, amik a protonok [[spin]]jében térnek el egymástól. |
|||
A para-{{chem|H|3|+}}-ban a három protonból kettőnek a spinje 1/2, a harmadiké viszont -1/2. A para-{{chem|H|3|+}} magspinmomentuma 1/2. |
|||
A laboratóriumokban ugyanilyen módon állítják elő a H<sub>2</sub> → H<sub>3</sub><sup>+</sup>-at. |
|||
| ⚫ | |||
Az orto-{{chem|H|3|+}}-ban az összes proton spinje megegyezik egymással (mindegyiknek 1/2) így az orto-{{chem|H|3|+}} magspinmomentuma 3/2. |
|||
A sűrű csillagközi molekulafelhőkben a {{chem|H|3|+}} ütközhet {{chem|H|2}}-vel. Ekkor a {{chem|H|3|+}} protont adhat át a {{chem|H|2}}-nek, ami megváltoztathatja a két molekula magspinjét. Az orto {{chem|H|2}}-ben a magspinmomentum 1, a para-{{chem|H|2}}-ben 0. Amikor egy orto-{{chem|H|3|+}} ütközik, és protont ad át egy para-{{chem|H|2}}-nek, a reakcióban para-{{chem|H|3|+}} és orto-{{chem|H|2}} keletkezik. |
|||
==Jegyzetek== |
|||
{{jegyzetek}} |
|||
== Fordítás == |
|||
*{{Fordítás|en|Trihydrogen cation|oldid=28132-48-1}} |
|||
{{portál|kémia}} |
|||
== Források == |
|||
* http://old.semmelweis.hu/wp-content/phd/phd_live/vedes/export/orgovangabor.d.pdf |
|||
* https://slideplayer.hu/slide/3027278/ |
|||
[[Kategória:Kationok]] |
|||
A lap jelenlegi, 2023. október 15., 19:12-kori változata
 |
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 | H+3 |
| 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 H+3. 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
[szerkesztés]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 H+3 jó példa a delokalizált elektronok molekulastabilitáshoz való hozzájárulására.
Keletkezése
[szerkesztés]A H+2 és H2 reakciójával jön létre:[1]
A H+2 kozmikus sugarak hatására jön létre:
A laboratóriumokban ugyanilyen módon állítják elő a H+3-t. Viszonylag kis energiájú kozmikus sugárzás is képes ionizálni a H2-molekulát.
Reakciói
[szerkesztés]A H+3 nagyon reaktív molekula, sok vegyületnek ad át protont. Általában a CO-val reagál, ami gyakori a csillagközi anyagban:
A reakcióban keletkező HCO+ a csillagközi tér kémiájában fontos molekula. Erősen poláris, és kimutatható a rádiócsillagászatban.
A H+3 az atomos oxigénnel is reagál, ekkor HO+ és hidrogén keletkezik:
Az HO+ reagál a hidrogénnel, ekkor H2O+ és oxóniumion keletkezik:
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.
Spektroszkópia
[szerkesztés]A H+3 forgási spektruma gyenge, ezért nehezen azonosítható.[2] Az ultraibolya sugárzás lebontja a molekulát, azonban a rovibronos (infravörös) spektroszkópia lehetővé teszi a H+3 észlelését egy vibrációs állapota, a ν2 aszimmetrikus állapot gyenge átmeneti dipólusa révén. Oka kezdeti spektruma óta[3] több mint 900 abszorpciós vonalat fedeztek fel az infravörös tartományban. A gázbolygók légkörének megfigyelése révén találtak emissziós vonalakat is. Ezeket molekuláris hidrogén megfigyelésével és az ahhoz nem tartozó vonalak megtalálásával állapították meg.
Orto- és para-H+3
[szerkesztés]
A H+3-nak két különböző magspinizomerje létezik, amik a protonok spinjében térnek el egymástól.
A para-H+3-ban a három protonból kettőnek a spinje 1/2, a harmadiké viszont -1/2. A para-H+3 magspinmomentuma 1/2.
Az orto-H+3-ban az összes proton spinje megegyezik egymással (mindegyiknek 1/2) így az orto-H+3 magspinmomentuma 3/2.
A sűrű csillagközi molekulafelhőkben a H+3 ütközhet H2-vel. Ekkor a H+3 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-H+3 ütközik, és protont ad át egy para-H2-nek, a reakcióban para-H+3 és orto-H2 keletkezik.
Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑ Herbst, E. (2000). „The Astrochemistry of H+3”. Philosophical Transactions of the Royal Society A 358 (1774), 2523–2534. o. DOI:10.1098/rsta.2000.0665.
- ↑ (1971) „Forbidden rotational spectra of polyatomic molecules”. Journal of Molecular Spectroscopy 40 (3), 546–544. o. DOI:10.1016/0022-2852(71)90255-4.
- ↑ Oka, T. (1980. november 18.). „Observation of the Infrared Spectrum of H+3”. Physical Review Letters 45 (7), 531–534. o. DOI:10.1103/PhysRevLett.45.531.
Fordítás
[szerkesztés]- 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.
