氦合氢离子,又称氦氢分子离子,化学式为HeH+,是一种带正电的离子。它首次发现于1925年,通过质子(或氢离子)和氦原子在气相中反应制得。氦合氢离子是已知最强的布朗斯特质子酸,质子亲和能为177.8 kJ/mol。有人认为,这种物质可以存在于自然星际物质中。氦合氢离子是最简单的异核离子,可以与同核的氢分子离子H2+相比较。与H2+不同的是,它有一个永久的键偶极矩,因此更容易表现出光谱特征。《自然》杂志于2019年发表的研究显示,人类首次在太空中检测到了氦合氢离子。
性质
HHe+不能在凝聚相中制备,因为在凝聚态中它会与所有的阴离子、分子或是原子发生作用。它可以使O2、NH3、SO2、H2O和CO2质子化,分别形成O2H+、、、H3O+和 但是,可以用盖斯定律预测它在水溶液中的酸性:
电离过程–360 kJ/mol的自由能变化相当于pKa为-63。
HeH+中共价键的长度是0.772Å。
其他的氦氢化物离子均已知或者已在理论上进行了研究。HeH2+已经能被微波光谱观测到,经计算,它的亲和能为6 kcal/mol,而HeH3+的亲和能为0.1 kcal/mol。
中性分子
不同于氦合氢离子,氢和氦构成的中性分子在一般情况下很不稳定。但是,它作为一个准分子在激发态时是稳定的,于20世纪80年代中期首次在光谱中观测到。
参考文献
引用
来源
- 除非另外提及,数据取自Weast, R. C. (Ed.) (1981). CRC Handbook of Chemistry and Physics (62nd Edn.). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 0-8493-0462-8.
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