Über die Ionisierung von Wasserstoff

Wasserstoff ist eine der häufigsten Elemente im Universum , und ist eine der einfachsten Elemente ( jedes Atom der häufigsten Form von Wasserstoff enthält ein Proton, ein Elektron und keine Neutronen) . Unter bestimmten Bedingungen tritt Wasserstoff als Ion, wo seine ungewöhnlichen Eigenschaften machen es besonders interessant für Chemiker , Physiker und Astronomen . Identification

Wasserstoff ist das kleinste und leichteste Atom . Obwohl es in verschiedenen "schweren" Formen durch Zugabe von Neutronen bestehen , hat die häufigste Form von Wasserstoff nur ein Proton und ein Elektron, so dass es sehr einfach. Es ist auch das häufigste Element im Universum und macht 75% der Masse des Universums . Reines Wasserstoffgas ist selten auf die Erde und wird üblicherweise industriell aus Kohlenwasserstoffen , wobei der Großteil des Gases wird unmittelbar verwendet, hergestellt . Die meisten der Wasserstoff des Universums tritt in seine Plasma- Form in den Sternen .
Missverständnisse

Für viele Menschen in Bezug auf die Säure-Base- Chemie existiert der Begriff Wasserstoffionen . Ein Wasserstoffkation , wird typischerweise als ein Proton bezeichnet, da sie nur als Protonen keine Elektronen, die große Auswirkungen auf die Brönsted- Theorie von Säuren, die mit einer Säure als Protonendonator und einer Base als Elektronenakzeptor bezieht weist besteht . Diese Terminologie für ein Wasserstoff-Ion , jedoch irreführend sein kann , da eine nackte Proton nicht in jede Art von Lösung existieren aufgrund seiner Tendenz auf andere Moleküle binden . Als Ergebnis der Lösung mit Wasser, eine Wasserstoffionen wird oft als ein Hydronium -Ion, das die Addition eines Protons an ein Wassermolekül bezeichnet.
Typen

stabiler Form einer Wasserstoffionen als dihydronium Ion, das aus zwei Protonen und einem Elektron besteht bekannt. Als solches ist es das einfachste mögliche Molekül und können vor allem im interstellaren Raum gefunden werden. Die Reaktion einer trihydrogen Kation mit einem Hochenergiephotonen oder eine Elektronen : Dihydrogenphosphat Kationen kann auf zwei Arten gebildet werden. In beiden Fällen wird eine zusätzliche Elektronen gebildet . Dihydrogen Kationen reagieren können, um zu bilden trihydrogen Kationen und trihydrogen Kationen können mit dihydrogen Kationen wie auch reagieren , obwohl im letzteren Fall gibt es keine Nettoänderung von Materialien , auch wenn Änderungen in den subatomaren Spins führen kann.

Typen

trihydrogen Kation wurde erstmals im Jahre 1911 aus der Analyse der Plasma-Entladungen beobachtet. Bei dieser Analyse wurde ein einzigartiges Molekül mit einer 3:1- Masse-zu -Ladung-Verhältnis bezeichnet , die postuliert wurde , um entweder die trihydrogen Kation oder eine Kohlenstoff ohne Elektronen . Da dieser sehr unwahrscheinlich , sowie die Tatsache, dass diese Spezies beobachtet wurde, zu erhöhen, wenn zusätzliche Wasserstoffgas zugegeben wurde, wurde geschlossen, daß das identifizierte Molekül war ein trihydrogen Kationen . Trihydrogen Kationen sind schwierig zu analysieren , weil sie kein Dipolmoment ( eine Messung der relativen Elektronenaffinität in einem Molekül , sind Dipolmomente nicht existent in trihydrogen Kationen , da alle drei Atome äquidistant sind und die gleiche Affinität für Elektronen) . Prüfung mittels UV-Licht ist auch unmöglich, aufgrund der Tatsache, dass es das Molekül zu zerstören. Schließlich , durch die Verwendung einer Technik, die als rovibronischen Spektroskopie für die Identifizierung und Analyse der trihydrogen Kation erlaubt. Es ist in der Lage, im Raum aufgrund der niedrigen Temperaturen und der geringen Dichte des interstellaren Raum stabil existieren , und es zeigte sich in erster Linie gibt es in den Atmosphären von Planeten wie Jupiter als Jupiter, Saturn, Uranus und sowie im Plasmabereich der Sterne .
Bedeutung

die Wasserstoffionen aufgrund seiner Einfachheit, spielt eine zentrale Rolle für das Verständnis der Chemie und der subatomaren Physik. Eine ionisierte Wasserstoffatom ist für die Brönsted- Säuren Theorie . Darüber hinaus wird die Diwasserstoff Kation oft als Musterbeispiel für die Lösung der Schrödinger-Gleichung für ein Molekül verwendet wird; Da es nur ein Elektron besitzt , können die Elektron-Elektron- Abstoßung Berechnungen ignoriert. Schließlich wird die trihydrogen Kation , das die Form eines gleichseitigen Dreiecks erfolgt , wird häufig ein Beispiel für die Berechnung der Elektronenbahnen über eine gesamte Molekül verwendet . Diese einzigartigen Eigenschaften der Wasserstoffionen , sowie die Fülle in den Sternen , Planetenatmosphären und anderen Regionen, in denen der physikalische Zustand der Plasma auftreten können , machen es ein interessantes und wichtiges Merkmal in vielen verschiedenen Bereichen der Wissenschaft.