Over de ionisatie van waterstof

Waterstof is een van de meest voorkomende elementen in het heelal , en is een van de eenvoudigste elementen ( elk atoom van de meest voorkomende vorm van waterstof bevat een proton , een elektron , en geen neutronen ) . Onder bepaalde omstandigheden , waterstof komt voor als een ion , waar zijn bijzondere eigenschappen maken het van bijzonder belang voor chemici , fysici en astronomen . Identificatie

Waterstof is het kleinste en lichtste atoom . Hoewel het kan bestaan ​​in verschillende " zware" vormen door toevoeging neutronen , de meest voorkomende vorm van waterstof slechts een proton en een elektron , waardoor het zeer eenvoudig . Het is ook de meest voorkomende element in het universum en maakt 75 % van de massa van het universum . Zuiver waterstofgas is zeldzaam op aarde en wordt vaak industrieel geproduceerd uit koolwaterstoffen , waarbij het ​​merendeel van het gas direct wordt gebruikt . Het merendeel van de waterstof van het universum voorkomt in zijn plasma- vorm in sterren .
Misvattingen

Voor veel mensen is de term waterstofionen bestaat in termen van zuur-base chemie. Een waterstof kation wordt meestal aangeduid als een proton , omdat het bestaat enkel als proton zonder elektronen , die belangrijke gevolgen op de theorie van Bronsted zuren , die verwijst naar een zuur als een proton donor en een base als een elektronenacceptor is . Deze terminologie voor een waterstof- ion kan echter misleidend zijn , als naakte proton niet bestaat in een soort van oplossing vanwege de neiging te binden aan andere moleculen . Dientengevolge , in oplossing met water , een waterstof-ion wordt vaak aangeduid als een hydroniumion , dat de toevoeging van een proton een watermolecuul .
Soorten

stabielere vorm van een waterstof-ion bekend als de dihydronium ionen, die uit twee protonen en een elektron . Als zodanig is de eenvoudigste molecuul en voornamelijk te vinden in de interstellaire ruimte . Dihydrogen kationen kunnen worden gevormd op twee manieren : de reactie van een trihydrogen kation met een hoge energie foton of een elektron . In beide gevallen wordt een extra elektron gevormd . Dihydrogen kationen kunnen reageren trihydrogen vormen kationen en trihydrogen kationen kunnen reageren met kationen dihydraat eveneens , hoewel in het laatste geval is er geen netto verandering in materialen , terwijl veranderingen in de subatomaire spins kan leiden .

Soorten

de trihydrogen kation werd voor het eerst waargenomen in 1911 uit de analyse van plasma ontladingen. Bij deze analyse , een unieke molecuul met een 3:1 massa - tot-lading verhouding werd geïdentificeerd , die werd gepostuleerd ofwel de trihydrogen kation of een koolstof zonder elektronen . Aangezien deze laatste is zeer onwaarschijnlijk , en dat deze soort werd waargenomen toenemen wanneer aanvullende waterstofgas werd toegevoegd , werd geconcludeerd dat het geïdentificeerde molecuul een trihydrogen kationen . Trihydrogen kationen moeilijk te analyseren omdat ze geen dipoolmoment ( een meting van de relatieve elektron affiniteit binnen een molecuul , dipool momenten onbestaand in trihydrogen kationen omdat alle drie atomen zijn equidistant dezelfde affiniteit voor elektronen ) . Onderzoek via ultraviolet licht is ook onmogelijk door het feit dat de molecule zou vernietigen . Tot slot , via het gebruik van een techniek genaamd Rovibronic spectroscopie toegestaan ​​voor de identificatie en analyse van de trihydrogen kation . Het kan stabiel bestaan ​​in de ruimte door lage temperaturen en lage dichtheid interstellaire ruimte , en bleek hoofdzakelijk bestaan ​​in de atmosfeer van dergelijke Jupiter planeten Jupiter , Saturnus en Uranus , en in het plasmagebied sterren .
Belang

de waterstof-ion , vanwege zijn eenvoud , speelt een centrale rol in het begrijpen van de chemie en subatomaire fysica . Een geïoniseerde waterstofatoom is centraal in de theorie van Bronsted zuren . Bovendien is het dihydraat kation vaak aangehaald als een klassiek voorbeeld voor het oplossen van Schrodingervergelijking een molecule ; aangezien het slechts een elektron , kan de elektron - elektron afstoting berekening genegeerd . Ten slotte trihydrogen kation , in de vorm van een gelijkzijdige driehoek draait , wordt vaak een voorbeeld voor de berekening van elektron orbitalen via een hele molecuul . Deze unieke kenmerken van de waterstof- ionen , evenals zijn overvloed in sterren , planetaire atmosferen , en andere regio's waar de fysieke toestand van het plasma kan optreden , maken het een interessante en belangrijke eigenschap in veel verschillende gebieden van de wetenschap .