Hydrid (anión)

	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.
	Chemický portál

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

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

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

{\ce {NAD+ + RH2 -> NADH + H+ + R}}

kde R je redukovaná látka.

Výskyt

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

↑ KOTLÍK, Bohumír; RŮŽIČKOVÁ, Květoslava. Chémia v kocke I.. [s.l.] : Art Area, 2002. ISBN 8088879965. S. 54.
↑ BETHE, H.. Berechnung der Elektronenaffinität des Wasserstoffs. Zeitschrift für Physik, 1929, s. 815–821. DOI: 10.1007/BF01340659. (po nemecky)
↑ HILL, R. N.. Proof that the H⁻ Ion Has Only One Bound State. Physical Review Letters, 1977, s. 643. DOI: 10.1103/PhysRevLett.38.643.
↑ Observation of Resonances near 11 eV in the Photodetachment Cross Section of the H⁻ Ion. Physical Review Letters, 1977, s. 228. DOI: 10.1103/PhysRevLett.38.228.
↑ 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)
↑ MIHALAS, Dmitri. Stellar Atmospheres. [s.l.] : W. H. Freeman, 1978. S. 102.
↑ WILDT, Rupert. Negative Ions of Hydrogen and the Opacity of Stellar Atmospheres. Astrophysical Journal, 1939, s. 611. DOI: 10.1086/144125.
↑ ^a ^b RAU, A. R. P.. The Negative Ion of Hydrogen. Journal of Astrophysics and Astronomy, 1996, s. 113–145. Dostupné online. DOI: 10.1007/BF02702300.
↑ SRINIVASAN, G.. From White Dwarfs to Black Holes: The Legacy of S. Chandrasekhar. Chicago : University of Chicago Press, 1999. Chapter 5.

Pozri aj

Zdroj

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

[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. DOI: 10.1007/BF01340659. (po nemecky)

[3] HILL, R. N.. Proof that the H⁻ Ion Has Only One Bound State. Physical Review Letters, 1977, s. 643. DOI: 10.1103/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. DOI: 10.1103/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. DOI: 10.1086/144125.

[:0-8] RAU, A. R. P.. The Negative Ion of Hydrogen. Journal of Astrophysics and Astronomy, 1996, s. 113–145. Dostupné online. DOI: 10.1007/BF02702300.

[9] SRINIVASAN, G.. From White Dwarfs to Black Holes: The Legacy of S. Chandrasekhar. Chicago : University of Chicago Press, 1999. Chapter 5.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]