أيون الهيدروجين أوصى الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية IUPAC بمصطلح عام لأيونات الهيدروجين ونظائره بالاعتماد على شحنة الأيون.[1]
ويمكن التمييز بين فئتين مختلفتين :
وتحت ظروف مائية معينة كما توجد في الكيمياء الحيوية توجد أيونات الهيدروجين في صورة هيدرات مكونة جزيئات الهيدرونيوم H3O+، ويسمى غالبا أيون الهيدروجين أو بروتون في الكيمياء الحيوية.
أي في محاليل لا يبقى أيون الهيدروجين - وهو له شحنة موجبة - لا يبقى حرا في الوسط المائي بل يشتبك بأحد أيونات الماء ويصبح أيون أوكسونيوم، ويحمله شحنته الموجبة. هذا لا يؤثر على خواصه الكيميائية ولكن سرعته في المحلول تصبح مختلفة بسبب كبر حجم الجزيء.
كاتيون (موجب الشحنة)
يتكون الكاتيون عندما يفقد الهيدروجين إلكترونا واحدا
-أيون الهيدروجين :له شحنة أولية موجبة واحدة (+H)
-البروتون : +1H هو أيون الهيدروجين، ويحمل شحنة أولية واحدة موجبة، يستخدم هذا التعبير مرادفا لأيون الهيدروجين.
-ديترون : 2H+, D، وهو أيون الهيدروجين الثقيل (نظير) حيث تتكون نواته ليس من بروتونا واحدا فقط وإنما يتكون من 1 بروتون و1 نيوترون لهاذا يسمى الهيدروجين الثقيل، ويرمز إليه بالرمز D، وهو يحمل شحنة أولية واحدة موجبة مثل أيون الهيدروجين.
-تريتون : 3H+, T
، وهو أيون الهيدروجين الفوق ثقيل حيث تتكون نواته ليس من بروتونا واحدا فقط وإنما يتكون من 1 بروتون و2 نيوترون، لهاذا يسمى الهيدروجين فوق الثقيل، ويرمز إليه بالرمز T. ويحمل التريتيوم شحنة أولية واحدة مثل أيون الهيدروجين.
بالإضافة إلى أيون الهيدروجين المنفرد يوجد "أيون أوكسونيوم" وهو ينتج من اشتباك أيون الهيدروجين بأيون ماء (يسمى أحيانا هيدرات الهيدروجين):
-أيون أوكسونيوم أو أيون الهيدرونيوم : H3O+
-كاتيون Zundel (زوندل) : H5O2+
-كاتيون Eigen(إيغين) : H9O4+
Eigen وZundel تلعب دورا هاما بناء على Grotthuss mechanism في الاتصال مع الأحماض، ويعود أيون الهيدروجين على الهيدرون
يهمنا في الكيمياء بصفة أساسية أيون الهيدروجين وأحيانا أيون الأوكسونيوم، حيث يندر وجود النظائر الأخرى.
أنيون (سالب الشحنة)
- مقالة مفصلة: أنيون الهيدروجين
الأنيونات الهيدروجينية تتشكل عندم تكتسب ذرة الهيدروجين الكترونا إضافيا. يحدث ذلك عندما يتفاعل (يشتبك) الهيدروجين بعنصر أكثر سلبية كهربية من الهيدروجين فينزاح جزء من شحنة الجزيء إلى الهيدروجين، وتسمى تلك المركبات هيدريد، مثل هيدريد الزركونيوم الذي يستخدم في المفاعلات النووية.
-هيدريد : يشير إلى نظائر الهيدروجين سالبة الشحنة -H
-ديوتريد: 2H, −D−
-ترتيد : 3H,− T−
توجد أنيونات الهيدروجين في النجوم والشمس، وتلعب دورا هاما في فيزياء الكم، وتهم الفيزياء أكثر ما تهم الكيمياء.
اقرأ أيضا
مراجع
- onlineنسخة محفوظة 2005-12-12 على موقع واي باك مشين.