Ανιόν υδρογόνου
Το ανιόν υδρογόνου, H−, είναι ένα αρνητικό ιόν (ανιόν) υδρογόνου, δηλαδή ένα άτομο υδρογόνου που έχει συλλάβει ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο. Το ανιόν υδρογόνου είναι ένα σημαντικό συστατικό της ατμόσφαιρας των άστρων, όπως ο Ήλιος. Στη χημεία, αυτό το ιόν ονομάζεται υδρίδιο. Το ιόν έχει δύο ηλεκτρόνια συνδεδεμένα από την ηλεκτρομαγνητική δύναμη σε έναν πυρήνα που περιέχει ένα πρωτόνιο.
Η ενέργεια δέσμευσης του H− ισούται με την ενέργεια δέσμευσης ενός επιπλέον ηλεκτρονίου σε ένα άτομο υδρογόνου, που ονομάζεται συγγένεια ηλεκτρονίων του υδρογόνου. Μετράται ότι είναι 0,754 195(19) eV ή 0,027 7161(62) hartree. Η συνολική ενέργεια θεμελιώδους κατάστασης γίνεται έτσι -14,359 888 eV.
Εμφάνιση Επεξεργασία
Το ανιόν υδρογόνου είναι η κυρίαρχη πηγή αδιαφάνειας χωρίς περιορισμούς σε ορατά και εγγύς υπέρυθρα μήκη κύματος στις ατμόσφαιρες άστρων όπως ο Ήλιος και τα ψυχρότερα.[1] η σημασία του σημειώθηκε για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1930.[2] Το ιόν απορροφά φωτόνια με ενέργειες στην περιοχή 0,75–4,0 eV, η οποία κυμαίνεται από το υπέρυθρο έως το ορατό φάσμα.[3][4] Τα περισσότερα από τα ηλεκτρόνια σε αυτά τα αρνητικά ιόντα προέρχονται από τον ιονισμό μετάλλων με χαμηλά δυναμικά πρώτου ιονισμού, συμπεριλαμβανομένων των αλκαλικών μετάλλων και των αλκαλικών γαιών. Η διαδικασία που εκτοξεύει το ηλεκτρόνιο από το ιόν ονομάζεται σωστά φωτοαπόσπαση παρά φωτοϊονισμός επειδή το αποτέλεσμα είναι ένα ουδέτερο άτομο (και όχι ένα ιόν) και ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο.
Το H− εμφανίζεται επίσης στην ιονόσφαιρα της Γης[3] και μπορεί να παραχθεί σε επιταχυντές σωματιδίων.[5]
Η ύπαρξή του αποδείχθηκε για πρώτη φορά θεωρητικά από τον Χανς Μπέτε το 1929.[6] Το H− είναι ασυνήθιστο, επειδή, στην ελεύθερη του μορφή, δεν έχει δεσμευμένες διεγερμένες καταστάσεις, όπως αποδείχθηκε τελικά το 1977.[7]
Στη χημεία, το ανιόν υδριδίου είναι το υδρογόνο που έχει την τυπική κατάσταση οξείδωσης -1.
Ο όρος υδρίδιο χρησιμοποιείται πιθανώς συχνότερα για να περιγράψει ενώσεις υδρογόνου με άλλα στοιχεία, στα οποία το υδρογόνο βρίσκεται στην τυπική κατάσταση οξείδωσης -1. Στις περισσότερες τέτοιες ενώσεις, ο δεσμός μεταξύ του υδρογόνου και του πλησιέστερου γείτονά του είναι ομοιοπολικός. Ένα παράδειγμα υδριδίου είναι το ανιόν βοροϋδριδίου (BH4−).
Δείτε επίσης Επεξεργασία
Παραπομπές Επεξεργασία
- ↑ Mihalas, Dmitri (1978). Stellar Atmospheres. W. H. Freeman. σελ. 102.
- ↑ Wildt, Rupert (1939). «Negative Ions of Hydrogen and the Opacity of Stellar Atmospheres». Astrophysical Journal 90: 611. doi:. Bibcode: 1939ApJ....90..611W. https://archive.org/details/sim_astrophysical-journal_1939-11_90_4/page/611.
- ↑ 3,0 3,1 Rau, A. R. P. (1996). «The Negative Ion of Hydrogen». Journal of Astrophysics and Astronomy 17 (3): 113–145. doi:. Bibcode: 1996JApA...17..113R. http://www.ias.ac.in/jarch/jaa/17/113-145.pdf.
- ↑ Srinivasan, G. (1999). «Chapter 5». From White Dwarfs to Black Holes: The Legacy of S. Chandrasekhar. Chicago: University of Chicago Press.
- ↑ Bryant, H. C.; Dieterle, B. D.; Donahue, J.; Sharifian, H.; Tootoonchi, H.; Wolfe, D. M.; Gram, P. A. M.; Yates-Williams, M. A. (1977). «Observation of Resonances near 11 eV in the Photodetachment Cross Section of the H− Ion». Physical Review Letters 38 (5): 228. doi:. Bibcode: 1977PhRvL..38..228B.
- ↑ Bethe, H. (1929). «Berechnung der Elektronenaffinität des Wasserstoffs» (στα γερμανικά). Zeitschrift für Physik 57 (11–12): 815–821. doi:. Bibcode: 1929ZPhy...57..815B.
- ↑ Hill, R. N. (1977). «Proof that the H− Ion Has Only One Bound State». Physical Review Letters 38 (12): 643. doi:. Bibcode: 1977PhRvL..38..643H.