Obre el menú principal

Hidrogen triatòmic o H3 és una molècula triatòmica inestable que conté només hidrogen. Donat que aquesta molècula conté només tres àtoms d’hidrogen és la molècula triatòmica més simple[1] i per tant és relativament simple resoldre numèricament la descripció en mecànica quàntica de les seves partícules . Essent inestable aquesta molècula es descompon en al voltant d’una milionèsima de segon, però dins de l’univers es forma i es destrueix de manera comuna perquè el catió trihidrogen és molt comú. L’espectre infraroig del H3 és molt similar a la de l’ió, H3+. En el principi de l’univers aquesta capacitat d’emetre lum infraroja va permetre que els gasos hidrogen i heli primigenis es refredessin prou per apoder formar estrelles.

FormacióModifica

Aquesta molècula neutra es pot formar en un tub de descàrrega amb gas a baixa pressió.[2]

Es pot formar un feix neutre de H3 a partir d’un feix d’ions H3+ que passin a través de potassi gasós, el qual dóna un electró a l’ió, formant K+. També hi ha altres procediments de formació.

PropietatsModifica

Aquesta molècula només pot existir en un estadi excitat.[3] 2sA1' 3sA1' 2pA2" 3dE' 3DE" 3dA1' 3pE' 3pA2". L’estadi 2p2A2" té un temps de vida de 700 ns.

CatióModifica

L’ió relacionatH3+ és l’ió molecular més prevalent en l’espai interestel·lar. Es creu que va tenir un paper crucial en el refredament de les primeres estrelles en la història de l’univers a través de la seva ràpida capacitat d’absorbir i emetre fotons.[4] Una de les més importants reaccions químiques en l’espai interestel·lar és H3+ + e H3 i aleshores H2 + H.

HistòriaModifica

J. J. Thomson observà el H3+ quan experimentava amb raigs positius. El 1913 Johannes Stark proposà que podia formar un anell estable amb els electrons . El 1919 Niels Bohr proposà una estructura amb tres nuclis. creia que el H3+ podia ser inestable, però en reaccionar H2 amb H+ podria donar H3. neutre L’estructura de Stanley Allen era en forma d’hexagon amb alternància d’electrons i nuclis. Gerhard Herzberg va ser el primer a observar realment l’espectre del H3 neutre , i la seva molècula triatòmica va ser la primera a tenir un espectre Rydberg mesurat en el seu estadi inestable.[1]

ReferènciesModifica

  1. 1,0 1,1 Lembo, L. J.; H. Helm; D. L. Huestis «Measurement of vibrational frequencies of the H3 molecule using two-step photoionization». The Journal of Chemical Physics, 90, 10, 1989, pàg. 5299. Bibcode: 1989JChPh..90.5299L. DOI: 10.1063/1.456434. ISSN: 00219606.
  2. Binder, J.L.; Filby, E.A.;Grubb, A.C. «Triatomic Hydrogen». Nature, 126, 3166, 1930, pàg. 11–12. Bibcode: 1930Natur.126...11B. DOI: 10.1038/126011c0.
  3. H. Helm, U. Galster, I. Mistrik, U. Müller, and R. Reichle. «Coupling of Bound States to Continuum States in Neutral Triatomic Hydrogen». Department of Molecular and Optical Physics, University of Freiburg, Germany. [Consulta: 25 novembre 2009].
  4. Shelley Littin. «H3+: The Molecule that Made the Universe», 11-04-2012. [Consulta: 23 juliol 2013].

Enllaços externsModifica

  • C. H. Green: "Rydberg states of Triatomic Hydrogen"
  • «Triatom Hydrogen». Department of Molecular and Optical Physics, University of Freiburg, Germany. [Consulta: 25 novembre 2009].
  • The Elusive H3 Molecule GlusteeXD 2009 (humour)
  • Ekesan, Solen; Kale, Seyit; Herzfeld, Judith «Transferable pseudoclassical electrons for aufbau of atomic ions». Journal of Computational Chemistry, 35, 15, 05-05-2014, pàg. 1159–1164. DOI: 10.1002/jcc.23612. PMC: 4119322. PMID: 24752384.
  • Chakraborty, Romit; Mazziotti, David A. «Structure of the one-electron reduced density matrix from the generalized Pauli exclusion principle». International Journal of Quantum Chemistry, 115, 19, 05-10-2015, pàg. 1305–1310. DOI: 10.1002/qua.24934. The one-electron reduced density matrix convex set is pinned to the boundary of the pure N-representable set
  • Saykally, Richard J. «Mid-IR laser action in the H 3 Rydberg molecule and some possible astrophysical implications». AIP Conference Proceedings, 1642, 2015, pàg. 413–415. DOI: 10.1063/1.4906707. predicts H3 lasers may exist in the early universe