Ion helium hidrida

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Jump to navigation Jump to search
Ion helium hidrida
Spacefill model of the helium hydride ion
Ball and stick model of the helium hydride ion
Nama
Nama sistematik IUPAC
Hydridohelium(1+)[1]
Pengenalpasti
ChEBI CHEBI:33688
ChemSpider 21106447 Yes check.svgY
Rujukan Gmelin 2
Imej Jmol-3D Imej
Sifat
HeH+
Jisim molar 5.01054 g mol-1
Kecuali jika dinyatakan sebaliknya, data diberikan untuk bahan-bahan dalam keadaan piawainya (pada 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Rujukan kotak info

Kation hidrohelium(1+), HeH+, juga dikenali sebagai ion helium hidrida (helium hydride ion) ialah ion bercas positif yang terbentuk melalui tindak balas proton dengan atom helium dalam fasa gas dan kali pertama dihasilkan di dalam makmal pada tahun 1925. Ion ini bersifat isoelektron dengan hidrogen molekul.[2] Ia merupakan asid terkuat yang diketahui, dengan afiniti proton sebanyak 177.8 kJ/mol.[3] Ia telah dicadangkan sejak 1970-an bahawa HeH+ patut berlaku secara semula jadi di dalam medium antara najam; pengesanan astrofizik jelas yang pertamanya telah dilaporkan pada tahun 2019.[4][5] Ia merupakan ion heteronukleus yang teringkas, dan boleh dibandingkan dengan ion molekul hidrogen, H+
2
. Tidak seperti H+
2
, walau bagaimanapun, ia ada momen dwikutub yang kekal, yang menjadikan pencirian spektroskopik lebih mudah.[6] Momen dwikutub yang telah dikira bagi HeH+ adalah 2.26 atau 2.84.[7]

Ciri-ciri[sunting | sunting sumber]

HHe+ tidak boleh disediakan dalam fasa mampat kerana ia akan memprotonkan mana-mana anion, molekul atau atom yang bersekutu dengannya. Namun, pengiraan untuk mendapatkan keasidan akua andaian menggunakan hukum Hess boleh dilakukan:

HHe+ (g) → H+ (g) + He (g) +178 kJ/mol
HHe+ (aq) → HHe+   +973 kJ/mol
H+ (g) → H+ (aq)   -1530 kJ/mol
He (g) → He (aq)   +19 kJ/mol
HHe+ (aq) → H+ (aq) + He (aq) -360 kJ/mol

Perubahan tenaga bebas daripada pemisahan sebanyak -360 kJ/mol bersamaan dengan pKa sebanyak -63.

Panjang ikatan kovalen dalam HeH+ ialah 0.772 Å.

Ion helium hidrida lain telah diketahui atau dikaji secara teori. HeH2+ yang telah diperhatikan melalui spektroskopi gelombang mikro mempunyai tenaga pengikat dikira sebanyak 6 kcal/mol, manakala HeH3+ mempunyai tenaga pengikat dikira sebanyak 0.1 kcal/mol.

Kewujudan semulajadi[sunting | sunting sumber]

Ion helium hidrida terbentuk sewaktu pereputan tritium di dalam HT atau molekul tritium T2. Meskipun ia diuja oleh sentakan daripada pereputan beta, molekul ini kekal terikat bersama.

HeH+ dikatakan wujud di dalam medium antara bintang, walaupun ia masih belum dikesan lagi. Ia dipercayai merupakan sebatian pertama yang dihasilkan di alam semesta, dan adalah penting dalam memahami kimia dalam alam semesta di peringkat awal. Ini kerana hampir semua atom yang dihasilkan sewaktu nukleosintesis Letupan Besar ialah atom hidrogen dan helium. Bintang-bintang yang terdiri daripada bahan-bahan purba sepatutnya mengandungi HeH+, dan ini mampu mempengaruhi pembentukan dan evolusi bintang-bintang tersebut. Lebih tepat lagi, momen dwikutubnya yang kuat sepatutnya mempengaruhi kelegapan bintang-bintang sifar kelogaman. HeH+ juga dikatakan satu juzuk penting dalam atmosfera kerdil putih yang kaya helium, dimana ia meningkatkan kelegapan gas dan menyebabkan bintang itu menyejuk lebih perlahan.

Beberapa lokasi dikatakan berkemungkinan mengandungi HeH+. Lokasi-lokasi tersebut termasuklah bintang helium sejuk, kawasan H II, dan nebula planet yang padat. Adalah sukar untuk mengesan HeH+ melalui spektroskopi kerana salah satu garis spektrumnya yang paling ketara, pada 149.14 μm, serupa dengan pasangan dua garis spektrum CH.

Penemuan pasti ion helium hidrida yang pertama di angkasa lepas, yakni di nebula NGC 7027 telah dilaporkan dalam jurnal Nature pada April 2019.[5]

Rujukan[sunting | sunting sumber]

  1. ^ "hydridohelium(1+) (CHEBI:33688)". Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI). UK: European Bioinformatics Institute. 
  2. ^ T. R. Hogness; E. G. Lunn (1925). "The Ionization of Hydrogen by Electron Impact as Interpreted by Positive Ray Analysis". Physical Review. 26 (1): 44–55. Bibcode:1925PhRv...26...44H. doi:10.1103/PhysRev.26.44. 
  3. ^ Lias, S. G.; Liebman, J. F.; Levin, R. D.; Liebman; Levin (1984). "Evaluated Gas Phase Basicities and Proton Affinities of Molecules; Heats of Formation of Protonated Molecules". Journal of Physical and Chemical Reference Data. 13 (3): 695. Bibcode:1984JPCRD..13..695L. doi:10.1063/1.555719. 
  4. ^ J. Fernandez; F. Martin; Martín (2007). "Photoionization of the HeH+ molecular ion". J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 40 (12): 2471–2480. Bibcode:2007JPhB...40.2471F. doi:10.1088/0953-4075/40/12/020. 
  5. ^ a b Stutzki, Jürgen; Risacher, Christophe; Ricken, Oliver; Klein, Bernd; Karl Jacobs; Graf, Urs U.; Menten, Karl M.; Neufeld, David; Wiesemeyer, Helmut (April 2019). "Astrophysical detection of the helium hydride ion HeH+". Nature (dalam bahasa Inggeris). 568 (7752): 357. doi:10.1038/s41586-019-1090-x. ISSN 1476-4687. 
  6. ^ Coxon, J; Hajigeorgiou, PG (1999). "Experimental Born–Oppenheimer Potential for the X1Σ+ Ground State of HeH+: Comparison with the Ab Initio Potential". Journal of Molecular Spectroscopy. 193 (2): 306–318. Bibcode:1999JMoSp.193..306C. doi:10.1006/jmsp.1998.7740. PMID 9920707. 
  7. ^ "Dipole Moment Calculation to Small Diatomic Molecules: Implementation on a Two-Electron Self-Consistent-Field ab initio Program" (PDF).