Hydrid (anión)

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
Hydrid
Hydrid
Všeobecné vlastnosti
Sumárny vzorec H-
Fyzikálne vlastnosti
Molárna hmotnosť 1,008 g/mol
Ďalšie informácie
Číslo CAS 12184-88-2
Pokiaľ je to možné a bežné, používame jednotky sústavy SI.
Ak nie je hore uvedené inak, údaje sú za normálnych podmienok.

Vodíkový anión (H) je záporne nabitý ión vodíka, teda atóm vodíka s jedným elektrónom naviac. Vodíkový anión je dôležitou zložkou atmosfér hviezd, ako napríklad Slnka. Jeho chemický názov je hydrid[1] alebo hydridový anión. Tento ión má dva elektróny, ktoré sú viazané elektromagnetickou silou k jadru s jedným protónom.

Väzbová energia H sa rovná väzbovej energii elektrónu naviac k vodíkovému atómu, čo sa nazýva elektrónová afinita vodíka. Jej hodnota bola zmeraná ako 0,754195(19) eV alebo 0,0277161(62) hartree. Celková energia základného stavu je teda −14,359888 eV.

História[upraviť | upraviť zdroj]

Prvýkrát bola existencia hydridového aniónu teoreticky dokázaná Hansom Bethem v roku 1929.[2] H je nezvyčajný, pretožo vo voľnom stave nemá žiadne viazané excitované stavy, čo bolo konečne dokázané v roku 1977.[3] Experimentálne bol tento ión študovaný pomocou urýchlovačoch častíc.[4]

Chemické vlastnosti[upraviť | upraviť zdroj]

Hydridový anión má záporný náboj a nesie formálne oxidačné číslo -1.

Názov hydrid sa bežne používa pre označenie zlúčenín vodíka, kde má vodík oxidačné číslo -1. Vo väčšine týchto zlúčenín má väzba kovalentný charakter. Príkladom takejto zlúčeniny je borohydridový anión (tetrahydroboritan), (BH4). Okrem toho sa však tento názov používa i pre zlúčeniny vodíka, kde má vodík v skutočnosti formálny kladný náboj, napríklad amoniak alebo sulfán, alebo v zlúčenínach s väzbou na atóm s porovnateľnou elektronegativiou, napríklad fosfán či arzán.

V biochémii sa vodík zvyčajne vyskytuje ako vodíkový katión. Jednou z výnimiek je však redukovaná podoba nikotínamidadeníndinukleotidfosfátu (NADH), ktorá je využívaná ako kofaktor a dvojelektrónové redukčné činidlo. NADH prenáša vodík v podobe hydridového aniónu (vo viazanej podobe ako NADH), teda ako protón a dva elektróny.[5] Počas readukcie dochádza k reakcii

kde R je redukovaná látka.

Výskyt[upraviť | upraviť zdroj]

Vodíkový anión je hlavný zdroj opacity spôsobenej ionizáciou pri infračervenom a viditeľnom svetle v atmosférach hviezd ako sú Slnko alebo chladnejšie hviezdy.[6] Jeho význam bol poprvé zmienený v 30. rokoch 20. storočia.[7] Tento ión absorbuje fotóny s energiami 0,75–4,0 eV, čo sú vlnové dĺžky odpovedajúce infračervenému až viditeľnému svetlu.[8][9] Väčšina elektrónov v záporných iónoch pochádza z ionizácie kovov s nízkymi prvými ionizačnými potenciálmi, ako sú alkalické kovy alebo kovy alkalických zemín. V procese dochádza k oddeleniu elektrónu z iónu, preto by sa proces mal nazývať fotooddelenie namiesto fotoionizácie, pretože vzniká neutrálne nabitý atóm (namiesto iónu) a voľný elektrón.

H sa takisto vyskytuje v ionosfére Zeme[8] a dá sa vytvoriť v urýchlovačoch častíc.

Referencie[upraviť | upraviť zdroj]

  1. KOTLÍK, Bohumír; RŮŽIČKOVÁ, Květoslava. Chémia v kocke I.. [s.l.] : Art Area, 2002. ISBN 8088879965. S. 54.
  2. BETHE, H.. Berechnung der Elektronenaffinität des Wasserstoffs. Zeitschrift für Physik, 1929, s. 815–821. DOI10.1007/BF01340659. (po nemecky)
  3. HILL, R. N.. Proof that the H Ion Has Only One Bound State. Physical Review Letters, 1977, s. 643. DOI10.1103/PhysRevLett.38.643.
  4. Observation of Resonances near 11 eV in the Photodetachment Cross Section of the H Ion. Physical Review Letters, 1977, s. 228. DOI10.1103/PhysRevLett.38.228.
  5. 4 - Proton Transfer, Hydrogen Atom Transfer, and Hydride Transfer. Zväzok 46. [s.l.] : Elsevier, 1985-01-01. (The Proton: Applications to Organic Chemistry.) DOI: 10.1016/B978-0-12-670370-2.50008-6. Dostupné online. DOI:10.1016/b978-0-12-670370-2.50008-6 S. 146–184. (po anglicky)
  6. MIHALAS, Dmitri. Stellar Atmospheres. [s.l.] : W. H. Freeman, 1978. S. 102.
  7. WILDT, Rupert. Negative Ions of Hydrogen and the Opacity of Stellar Atmospheres. Astrophysical Journal, 1939, s. 611. DOI10.1086/144125.
  8. a b RAU, A. R. P.. The Negative Ion of Hydrogen. Journal of Astrophysics and Astronomy, 1996, s. 113–145. Dostupné online. DOI10.1007/BF02702300.
  9. SRINIVASAN, G.. From White Dwarfs to Black Holes: The Legacy of S. Chandrasekhar. Chicago : University of Chicago Press, 1999. Chapter 5.

Pozri aj[upraviť | upraviť zdroj]

Zdroj[upraviť | upraviť zdroj]

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Hydrogen anion na anglickej Wikipédii.