Vodík je jedným z najrozšírenejších prvkov vo vesmíre , a je jedným z najjednoduchších prvkov ( každý atóm najhojnejšie forma vodíka obsahuje jeden protón , jeden elektrón , a žiadne neutróny ) . Za určitých podmienok , vodík vyskytuje ako ión , kde jeho neobvyklé vlastnosti , aby to predmetom osobitného záujmu chemikov , fyzikov a astronómov . Identifikácia
Vodík je najmenší a najľahší atóm . Aj keď sa môže vyskytovať v rôznych “ ťažkých “ formy pridaním neutróny , čo je najbežnejší forma vodíka má iba jeden protón a jeden elektrón , čo je veľmi jednoduché . To je tiež najhojnejšie element vo vesmíre a tvorí 75 % hmotnosti vesmíru . Čistý vodík je vzácny na zemi a je bežne vyrába priemyselne z uhľovodíkov , kde je väčšina plynu okamžite použité. Väčšina vodíka vo vesmíre sa vyskytuje v jeho plazmatické podobe vo hviezdach .
Mylné
Pre mnoho ľudí , termín vodíkových iónov existuje z hľadiska acidobázickej chémie . Vodík katión je zvyčajne označovaný ako protón , pretože sa skladá iba ako protón s bez elektróny , čo má významný vplyv v teórii Bronstedovu kyselín , ktorý sa odvoláva na kyselinu ako donor protónu a bázy ako akceptor elektrónov . Táto terminológia vodíkový ión , však môže byť zavádzajúce , ako nahý protón neexistuje v nejakom druhu riešenia vzhľadom k jeho tendencia viazať sa na iné molekuly . V dôsledku toho , v riešení zahrňujúce vodu , vodíkových iónov je často označovaný ako hydronium ión , ktorý je pridanie protónu na molekuly vody .
Druhy celým
stabilnejšia forma vodíkových iónov je známy ako dihydronium ión , ktorý sa skladá z dvoch protónov a jedného elektrónu . Ako taký , je najjednoduchšie molekula a možno ich nájsť v prvom rade vo vesmírnom priestore . Dihydrogenfosforečnan katióny môžu byť tvorené dvoma spôsobmi : reakciou trihydrogen katiónu s vysokou energetickou fotónu alebo elektrón . V oboch prípadoch , ďalší elektrón je tvorený . Dihydrogenfosforečnan katióny môžu reagovať za vzniku trihydrogen katióny , a trihydrogen katióny môžu reagovať s dihydrogénfosforečnan katióny tiež , aj keď v tomto prípade neexistuje žiadna čistá zmena materiálu , aj keď zmeny v elementárnych otočení môže mať za následok .
Typy
trihydrogen katiónov bola prvýkrát pozorovaná v roku 1911 na základe analýzy plazmových výbojov . Počas tejto analýzy , unikátna molekula s pomerom 03:01 hmoty k náboju bola identifikovaná , ktorý pokladá sa buď trihydrogen katión alebo uhlíka bez elektróny . Vzhľadom k tomu , druhý je veľmi nepravdepodobné , ako aj skutočnosť , že táto specie bolo zistené , že zvyšujú , keď sa pridá ďalšie plynný vodík , sa dospelo k záveru , že molekula je neidentifikovaný a trihydrogen katióny . Trihydrogen katióny sú ťažké analyzovať , pretože nemajú dipólový moment ( meranie relatívnej elektrónové afinite v molekule , dipólové momenty sú neexistujúce v trihydrogen katióny , pretože všetky tri atómy sú v rovnakej vzdialenosti a majú rovnakú afinitu pre elektróny ) . Skúška pomocou ultrafialového svetla , je tiež možné vzhľadom na to , že by sa zničiť molekulu . Nakoniec , cez použitie techniky zvanej Rovibronic spektroskopia povolené pre identifikáciu a analýzu trihydrogen katiónu . Je schopný stabilne existovať v priestore , vzhľadom k nízkej teplote a nízkej hustoty medzihviezdneho priestoru , a zistilo sa , že v prvom rade existujú v atmosférach Jupitera takých planét ako Jupiter , Saturn , Urán a , rovnako ako v oblasti plazmové hviezd .
Význam
vodíkových iónov , vďaka svojej jednoduchosti , má ústrednú úlohu v chápaní chémie a subatomárnej fyziky . Ionizovaný atóm vodíka má zásadný význam pre teóriu Bronstedovou kyselín . Okrem toho , dihydrogénfosforečnan katión je často používaný ako príklad učebnica pre riešenie Schrödinger rovnice pre molekulu ; pretože má iba jeden elektrón , na odpudzovanie výpočty elektrón – elektrón môžu byť ignorované . Konečne , trihydrogen katión , ktorý má podobu rovnostranného trojuholníka , je často používaný na príklad pre výpočet elektrónových orbitálov po celej molekuly . Tieto jedinečné vlastnosti vodíkových iónov , rovnako ako jeho množstvo v hviezd , planét prostredia a iných oblastí , kde sa môžu vyskytnúť fyzický stav plazmy , aby bolo zaujímavé a dôležité funkcie v mnohých rôznych oblastiach vedy .
< Br >