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Idrogenonio Il catione idrogenonio, H3+, è uno degli ioni più abbondanti nell'universo. Sebbene sia meno stabile dei suoi costituenti, H2 e H+, continua ad esistere grazie alla scarsissima densità di materia negli spazi interstellari, e non può dunque trasferire parte della sua energia ad un altro atomo o molecola. Se si decomponesse spontaneamente, violerebbe il principio di conservazione del momento angolare. H3+ ha la forma di un triangolo equilatero. I suoi due elettroni sono divisi fra i tre protoni. La forma degli orbitali è simile a quella scoperta dal modello di Walsh nel ciclopropano. Le righe di emissione di H3+ sono state identificate nell'atmosfera di Giove e in numerose nebulose. FormazioneLa formazione di H3+ avviene tramite la seguente reazione:
La concentrazione di H2+ è il fattore che limita questa reazione. H3+ può infatti formarsi soltanto negli spazi interstellari quando un raggio cosmico o una radiazione abbastanza energetica ionizza la molecola di idrogeno H2.
Il raggio cosmico, come si vede nella reazione, ha talmente tanta energia che quella ceduta per ionizzare la molecola di idrogeno è sostanzialmente trascurabile. Nelle nubi interstellari, i raggi cosmici si lasciano dietro una traccia di H2+ e, di conseguenza, di H3+. Reazioni e distruzioneEsistono parecchie reazioni di distruzione dello ione H3+; in sostanza reagisce praticamente con qualsiasi altra molecola con cui entri in collisione. Il composto più abbondante in assoluto nello spazio è H2, tuttavia la reazione che coinvolge i due composti è soltanto uno scambio di protoni:
Questa reazione è importante soprattutto per i suoi effetti sul rapporto orto/para di H3+, o per il rapporto tra l'idrogenonio con momento angolare di spin 3/2 e quello con momento 1/2.
HCO+ è un composto importante per la chimica interstellare. Il suo forte momento di dipolo e la sua abbondanza lo rendono facilmente rintracciabile dalla radioastronomia.
Questo è l'inizio di quella che si pensa possa essere la reazione principale di formazione di acqua dall'ossigeno degli spazi interstellari, e dunque ciò che ha dato origine all'acqua presente sulla Terra. H3+ può essere distrutto anche da un processo chiamato ricombinazione dissociativa. Tale reazione decorre in modi differenti, portando anche a prodotti diversi. Quello che avviene nel 75% dei casi è la formazione di tre atomi di idrogeno, mentre nel restante 25% delle volte si producono H2 e H. Voci correlateAltri progetti
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