氢分子离子

氢分子离子
识别
CAS号	12184-90-6  Y
性质
化学式	H+ 2
摩尔质量	2.02 g·mol⁻¹
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

氫分子離子（H+
2），又称双氢离子，是最簡單的分子離子，由兩個質子和一個電子組成。 它可以由一個中性的氫分子電離而成。由于宇宙射线，分子云中经常形成这种离子。 因為它只有一個電子，化學界對它兴趣很大。描述其结构的量子力学方程可以以相对简单的方式得到解。1927年（量子力学中的波理论发表仅一年后），Øyvind Burrau首次将其解出。根据广义Lambert W函数确定的能量精确解。

物理性质

H+
2中的键可以被描述为共价单电子键，形式上拥有0.5的键级。

离子的基态能量为-0.597 哈特里能量。

同位素体

氢分子离子拥有六种同位素体，这来自氢其他同位素的原子核——即氘核（2
H⁺）或氚核（3
H⁺）——对一或两个质子（氕核）的取代。

• H+
  2 = 1
  H+
  2（最常见）
• [DH]⁺ = [2
  H1
  H]⁺（氘氢离子）
• D+
  2 = 2
  H+
  2（双氘离子）
• [TH]⁺ = [3
  H1
  H]⁺（氚氢离子）
• [TD]⁺ = [3
  H2
  H]⁺（氚氘离子）
• T+
  2 = 3
  H+
  2（双氚离子）

空间存在

形式

宇宙中，射线与氢分子的作用可以产生氢分子离子。此过程中，氢分子中的一个电子会脱离原结构，留下一个氢分子离子。

H₂ + 宇宙射线 → H+
2 + e⁻ + 宇宙射线

宇宙射线中的粒子带有足够大的能量，停止前可以将许多氢分子转化为离子。

氢分子的电离能为15.603 eV。高速电子也会导致氢分子的电离，其峰值截面约为50 eV。高速质子所致电离的峰值截面为6986112152354090000♠70000 eV，截面为6984250000000000000♠2.5×10⁻¹⁶ cm²。宇宙射线中的低能质子也可以将电子从中性氢分子中剥离，由此产生一个中性氢原子和一个氢分子离子（p⁺ + H₂ → H + H+
2），峰值截面约为6984800000000000000♠8×10⁻¹⁶ cm²中的6985128174118959999♠8000 eV。

消失

氢分子离子会与其他氢分子碰撞而自然消失：

H+
2 + H₂ → H+
3 + H

参见

• 氢
• 三原子氫
• 双电子偶素
• 氦原子
• 氦合氢离子