Таблица Менделеева
Сайт есть в телеграм.
Главная » 2017 » Ноябрь » 3 » Катион триводорода удалось получить из органических молекул при помощи лазера
10:24
Катион триводорода удалось получить из органических молекул при помощи лазера

Исследователи из Мичиганского университета предложили механизмы образования катиона триводорода (H3+) из органических соединений, подвергающихся облучению лазером высокой мощности. Эта реакция, протекающая в два этапа (на первом образуется молекула водорода Н2, которая на втором этапе отрывает протон от заряженного фрагмента CHOH2+) и занимающая порядка сотни фемтосекунд, может объяснить химию редких процессов, идущих с одновременным разрывом или образованием сразу нескольких химических связей, характерных в том числе и для химических превращений в газопылевых туманностях в межзвездных пространствах Вселенной.

Катион триводорода (Trihydrogen cation) H3+ считается самым простым и самым распространенным трехатомным ионом во Вселенной. Впервые он был обнаружен в 1911 году первооткрывателем электрона Джозефом Томсоном во время экспериментов с анодными лучами (Anode ray). С помощью раннего аналога масс-спектрометрии он заметил в газовых разрядах большое количество молекулярных ионов с соотношением масса/заряд (Mass-to-charge ratio), равным 3. Из двух возможных кандидатов — C4+ или H3+ — Томсон остановился на втором и оказался прав.

В межзвездном пространстве ион H3+ образуется в ходе бимолекулярной реакции H2+ + H2 → H3+ + H (см. T. R. Hogness, E. G. Lunn, 1925. The ionization of nitrogen by electron impact as interpreted by positive ray analysis), а ион H2+, в свою очередь, образуется при ионизации молекулы водорода под действием космических лучей: H2−→hν H+2+e¯

Содержащий одновременно и положительный заряд, и один неспаренный электрон катион-радикал H2+ является очень неустойчивой частицей, и, как сильная кислота Льюиса (частица, испытывающая недостаток электронной плотности и стремящаяся компенсировать этот недостаток за счет электронов партнера по химической реакции), взаимодействует с парой электронов нейтральной молекулы водорода Н2.

Образующийся в результате этой реакции катион триводорода H3+ симметричен, и его можно рассматривать как равносторонний треугольник, в вершинах которого находятся атомы водорода. В катионе H3+ реализуется трехцентровая двухэлектронная связь — два электрона этого катиона в равной степени взаимодействует со всеми тремя ядрами водорода, энергия этой связи в катионе триводорода составляет 104 ккал/моль (B. J. McCall et al., 2004. Dissociative recombination of rotationally cold H3+), что позволяет говорить о трехатомном катионе как о сравнительно устойчивой частице.

C помощью ИК-спектроскопии удалось установить, что H3+ находится и в межзвездной среде, и в атмосферах звезд и планет (см. T. Oka, 1980. Observation of the infrared spectrum of H3+): он был найден и в центральной молекулярной зоне нашей Галактики, и в ионосферах газовых гигантов Солнечной системы. Этот катион иногда называют «молекулой, создавшей Вселенную». Во-первых, именно в виде катиона H3+ водород — наиболее распространенный элемент — в основном и присутствует во Вселенной. Во-вторых, роль этого иона в астрохимических процессах, особенно протекавших тогда, когда наша Вселенная была молодой, гораздо важнее, чем у любой другой известной нам молекулы или молекулярного иона: без катиона триводорода не смогли бы появиться ни звезды, ни химические элементы, так как вне термоядерных реакторов звезд образование химических элементов тяжелее лития невозможно.

Ссылка на источник
Просмотров: 320 | Добавил: ischavliuga | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar
(С)Обратная связь © 2022