Hydron

Hydron ( eng.  Hydron ) - vetyatomin kationisen muodon yleinen nimi, jota taulukossa edustaa symboli H + . IUPAC - hyväksytty termi "Hydron" kattaa vetykationit niiden isotooppisesta koostumuksesta riippumatta. Toisin sanoen se viittaa protoneihin ( 1 H + ) protiumisotoopeille , deuteroneihin ( 2 H + tai D + ) deuterium - isotoopeille ja tritoneihin ( 3 H + tai T + ) tritium - isotoopeille

Toisin kuin useimmat muut ionit, hydroni koostuu vain paljaasta atomiytimestä. Hydronin negatiivisesti varautunut analogi on hydridianioni H − . [yksi]

Ominaisuudet

Liuenneiden aineiden ominaisuudet

Muiden asioiden ollessa samat, yhdisteet, jotka luovuttavat helposti hydroneja (Brönsted-hapot, katso alla), ovat yleensä polaarisia, hydrofiilisiä liuenneita aineita ja ovat usein liukoisia liuottimiin, joilla on korkea suhteellinen staattinen läpäisevyys. Esimerkkejä ovat orgaaniset hapot , kuten etikkahappo ( CH3COOH ) tai metaanisulfonihappo ( CH3S03H ) . Molekyylin suuret ei-polaariset osat voivat kuitenkin heikentää näitä ominaisuuksia. Siten alkyyliketjun läsnäolon vuoksi oktaanihappo ( C7H15COOH ) on merkittävästi vähemmän hydrofiilistä kuin etikkahappo.

Liukenematonta hydronia (täysin vapaa tai "paljas" vetyatomiydin) ei ole kondensoituneessa (nestemäisessä tai kiinteässä) faasissa. Vaikka joskus sanotaan, että superhapot johtuvat poikkeuksellisesta vetyluovuttavasta voimastaan ​​"vapaiden hydronien" läsnäolosta, tällainen lausunto on harhaanjohtava: jopa "vapaiden hydronien" lähteen, kuten H 2 F + , osalta yksi superhappokationeista. superhapon fluoriantimonihapon (HF :SbF 5 ), vapaan H + :n eliminoiminen vaatii silti valtavia, useiden satojen kcal/mol luokkaa olevia energiahäviöitä. Tämä sulkee pois mahdollisuuden vapaan hydronin läsnäolosta liuoksessa, jopa ohikiitävänä välituotteena. Tästä syystä uskotaan, että vahvoissa hapoissa hydronit diffuusoituvat siirtymällä peräkkäin molekyylistä toiseen vetysidosverkostoa pitkin niin kutsutun Grottus-mekanismin kautta.

Happamuus

Hydroni-ioni voi sisällyttää Lewis-emäksen elektroniparin molekyyliin kiinnittämällä:

Lewis-emäksen (L) talteenoton ansiosta hydroni-ionilla on Lewisin hapan luonne. Kovien ja pehmeiden happojen ja emästen teorian näkökulmasta paljas hydroni on äärettömän kova Lewis-happo.

Hydronilla on keskeinen rooli Brønsted–Lowryn hapon ja emäksen teoriassa: reaktiossa hydronin luovuttajana toimiva laji tunnetaan nimellä Brønsted-happo, kun taas hydronin vastaanottava laji tunnetaan Brønsted-emäksenä. Alla esitetyssä yleisessä happo-emäsreaktiossa HA on happo ja B (näytetään yksinäisenä parina) on emäs:

Vetykationin hydratoitu muoto, hydroksonium-ioni H 3 O + (aq) , on keskeinen kohde Arrhenius-hapon määritelmässä. Muut hydratoidut muodot, Zundel-kationi H 5 O + 2 , joka muodostuu protonista ja kahdesta vesimolekyylistä, ja natiivi kationi H 9 O + 4 , joka muodostuu hydroniumionista ja kolmesta vesimolekyylistä, ovat teoriassa tärkeitä. rooli protonien diffuusiossa vesiliuoksen läpi Grotthus-mekanismin mukaisesti.

Hydronin isotoopit

1. Protoni, jota symboloi p tai 1 H + , on +1 protiumioni, 1H .
2. Deuteroni, jota merkitään symbolilla 2H + tai D + , on +1-deuterium-ioni, 2H tai D.
3. Tritoni, jota symboloi 3 H + tai T + , on +1 tritiumioni, 3 H tai T. [2] [3]

Loput vedyn isotoopit ovat liian epävakaita ollakseen merkityksellisiä kemian kannalta.

Muistiinpanot

1. ↑ hydron (CHEBI:15378) . www.ebi.ac.uk. _ Haettu 31. toukokuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 26. tammikuuta 2021. (määrätön)
2. ↑ IUPAC Gold Bookin internet-versio: " hydron ".
3. ↑ Bunnet, JF; Jones, RAY (1968). "Nimet vetyatomeille, ioneille ja ryhmille sekä niitä sisältäville reaktioille (Suositukset 1988)" (PDF) . Puhdas Apple. Chem. 60 (7): 1115-6. doi : 10.1351/ pac198860071115 . Arkistoitu (PDF) alkuperäisestä 30.11.2012 . Haettu 31.5.2021 . Käytöstä poistettu parametri |deadlink=( ohje )