Hispanopedia WikiUn grupo de iones moleculares de hidrógeno o un grupo de iones de hidrógeno es un grupo de moléculas de hidrógeno con carga positiva. El ion molecular de hidrógeno ( H+
2) y el ion trihidrógeno ( H+
3) son especies moleculares bien definidas. Sin embargo, el hidrógeno también forma grupos con carga simple ( H+
n) con n hasta 120.
Experimentos
Los grupos de iones de hidrógeno se pueden formar en helio líquido o con un tamaño de grupo menor en hidrógeno puro .+
6es mucho más común que los grupos con números pares superiores. [1] H+
6es estable en hidrógeno sólido . La carga positiva se equilibra con un electrón solvatado. Se forma cuando la radiación ionizante incide sobre el hidrógeno sólido , y por lo tanto se forma en tritio sólido radiactivo . En el hidrógeno natural tratado con radiación, la carga positiva se transfiere a las moléculas de HD, en lugar de H
2, siendo la disposición más estable la HD(HD) + HD. [2] H+
6puede migrar a través del hidrógeno sólido uniendo una molécula de hidrógeno en un extremo y perdiéndola en el otro: H
2+ H+
6→ O+
6+ H
2Esta migración se detiene una vez que se agrega una molécula de HD, lo que da como resultado un nivel de energía más bajo. [3] HD o D
2se añade con preferencia sobre H
2. [4]
Clampitt y Gowland encontraron grupos con un número impar de átomos de hidrógeno H+
3+2 n[5] y posteriormente demostró que H+
15se mantuvo relativamente estable .+
3formó el núcleo de este cúmulo con seis H
2moléculas que lo rodean. [6]
Hiroka estudió la estabilidad de los grupos de números impares en gas hasta H+
21. [7]
Bae determinó que H+
15fue especialmente estable entre los grupos de números impares. [8]
Kirchner descubrió cúmulos atómicos de número par en el gas en concentraciones más bajas que los cúmulos atómicos de número impar .+
6era veinte veces menos abundante que H+
5. yo+
4, yo+
8y H+
10Se detectaron en cantidades menores que H+
6. [9]
Kurosaki y Takayanagi demostraron que H+
6es mucho más estable que otros cúmulos pares y mostró simetría antiprismática de orden 4 ( D
2d simetría molecular ). [10] Se descubrió computacionalmente que esta molécula con estructura de torniquete era más estable energéticamente que un anillo de cinco átomos de hidrógeno alrededor de un protón. [11]
No se ha encontrado la existencia de grupos de hidrógeno negativos .−
3es teóricamente inestable, pero D−
3En teoría está limitado a 0,003 eV. [8]
Decadencia
yo+
6en el estado de gas libre se desintegra liberando átomos de H y H
2Moléculas. Se producen diferentes energías de desintegración con niveles que promedian 0,038 eV y alcanzan un máximo de 0,14 eV. [9]
Formación
Los cúmulos de iones moleculares de hidrógeno se pueden formar mediante diferentes tipos de radiación ionizante. Los electrones de alta energía capaces de ionizar el material pueden realizar esta tarea. Cuando el hidrógeno disuelto en helio líquido se irradia con electrones, su energía debe ser suficiente para ionizar el helio y producir cúmulos de hidrógeno significativos. La irradiación del hidrógeno sólido con rayos gamma o rayos X también produce H+
6. [12]
También se forman grupos de iones positivos cuando el hidrógeno comprimido se expande a través de una boquilla. [13]
La teoría de Kirchner para la formación de cúmulos pares era que el H neutro
3Las moléculas reaccionaron con el H+
3ion (u otros grupos extraños) para formar H+
6. [9]
Propiedades
Solvatación de H+
6En el hidrógeno sólido tuvo poco efecto sobre su espectro. [10]
Usar
SRI International estudió el combustible de hidrógeno iónico sólido. Creían que un sólido que contenía H+
3y se podrían fabricar iones H − . Si se pudiera fabricar, tendría una energía más alta que otros combustibles para cohetes con solo un 2% de concentración de iones. Sin embargo, no podrían contener el H − de manera estable, pero determinaron que otros iones negativos también lo harían. [8] Este impulso teórico supera al de los cohetes de combustible sólido y líquido. [8] SRI desarrolló un cañón de iones en racimo que podría hacer grupos de iones positivos y negativos a una corriente de 500 pA . [8]
La fusión nuclear mediante cúmulos de iones puede impactar en muchos más átomos que iones individuales de una sola vez. Este concepto se denomina fusión de iones en cúmulos (CIF). El deuteruro de litio (LiD) es un material de partida potencial para generar los iones. [8]
Referencias
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