氫分子離子

氫分子離子
識別
CAS號	12184-90-6  Y
性質
化學式	H+ 2
摩爾質量	2.02 g·mol⁻¹
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

氫分子離子（H+
2），又稱雙氫離子，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。由於宇宙射線，分子雲中經常形成這種離子。 因為它只有一個電子，化學界對它興趣很大。描述其結構的量子力學方程可以以相對簡單的方式得到解。1927年（量子力學中的波理論發表僅一年後），Øyvind Burrau首次將其解出。根據廣義Lambert W函數確定的能量精確解。

物理性質

H+
2中的鍵可以被描述為共價單電子鍵，形式上擁有0.5的鍵級。

離子的基態能量為-0.597 哈特里能量。

同位素體

氫分子離子擁有六種同位素體，這來自氫其他同位素的原子核——即氘核（2
H⁺）或氚核（3
H⁺）——對一或兩個質子（氕核）的取代。

• H+
  2 = 1
  H+
  2（最常見）
• [DH]⁺ = [2
  H1
  H]⁺（氘氫離子）
• D+
  2 = 2
  H+
  2（雙氘離子）
• [TH]⁺ = [3
  H1
  H]⁺（氚氫離子）
• [TD]⁺ = [3
  H2
  H]⁺（氚氘離子）
• T+
  2 = 3
  H+
  2（雙氚離子）

空間存在

形式

宇宙中，射線與氫分子的作用可以產生氫分子離子。此過程中，氫分子中的一個電子會脫離原結構，留下一個氫分子離子。

H₂ + 宇宙射線 → H+
2 + e⁻ + 宇宙射線

宇宙射線中的粒子帶有足夠大的能量，停止前可以將許多氫分子轉化為離子。

氫分子的電離能為15.603 eV。高速電子也會導致氫分子的電離，其峰值截面約為50 eV。高速質子所致電離的峰值截面為6986112152354090000♠70000 eV，截面為6984250000000000000♠2.5×10⁻¹⁶ cm²。宇宙射線中的低能質子也可以將電子從中性氫分子中剝離，由此產生一個中性氫原子和一個氫分子離子（p⁺ + H₂ → H + H+
2），峰值截面約為6984800000000000000♠8×10⁻¹⁶ cm²中的6985128174118959999♠8000 eV。

消失

氫分子離子會與其他氫分子碰撞而自然消失：

H+
2 + H₂ → H+
3 + H

參見

• 氫
• 三原子氫
• 雙電子偶素
• 氦原子
• 氦合氫離子