Ionul de hidrogen
Un ion de hidrogen este creat atunci când un atom de hidrogen pierde sau câștigă un electron . Un ion de hidrogen încărcat pozitiv (sau proton) poate fi ușor combinat cu alte particule, și prin urmare, este văzut izolat doar atunci când este în stare gazoasă sau într-un spațiu aproape fără particule. [1] Datorită densității de încărcare electrică extrem de ridicate, de aproximativ 2x1010 ori mai mare decât a ionului de sodiu, ionul de hidrogen în sine nu poate exista liber în soluție deoarece se hidratează ușor, adică se leagă rapid. [2] Numele ion de hidrogen este recomandat de IUPAC ca termen general pentru toți ionii de hidrogen și izotopii săi. [3] În funcție de încărcarea ionului, se pot distinge două clase diferite: ioni încărcați pozitiv și ioni încărcați negativ.
Cationul (încărcat pozitiv)
modificare
Un atom de hidrogen este alcătuit dintr-un nucleu cu încărcătura +1 și un singur electron. Prin urmare, singurul ion încărcat pozitiv posibil are sarcina electrică +1. Este notat H + .
În funcție de izotopul în cauză, cationul de hidrogen are nume diferite:
- Hidron : denumire generală care se referă la ionul pozitiv al oricărui izotop de hidrogen (H + )
- Proton : 1 H + (adică cationul de protiu)
- Deuteriu : 2 H + , D +
- Tritiu : 3 H + , T +
În plus, ionii produși prin reacția acestor cationi cu apa, precum și hidrații lor, se numesc ioni de hidrogen:
- Ionul hidroniu : H 3 O +
- Cationul Zundel : H 5 O 2 + (numit după Georg Zundela )
- Cationul Eigen : H 9 O 4 + (sau H 3 O + • 3H 2 O) (numit după Manfred Eigen )
Cationii Zundel și cationii Eigen joacă un rol important în difuzia de protoni în conformitate cu mecanismul Grotthuss .
În legătură cu acizii, "ionii de hidrogen" fac referire de obicei la hidroni.
Atomul de hidrogen (centrul) conține un singur proton și un singur electron. Eliminarea electronului dă un cation (stânga), în timp ce adăugarea unui electron dă un anion (dreapta). Anionul hidrogen, cu norul său de doi electroni, are o rază mai mare decât atomul neutru, care la rândul său este mult mai mare decât protonul singur al cationului. Hidrogenul formează singurul cation care nu are electroni, dar chiar și cationii care (diferit de hidrogen) păstrează încă unul sau mai mulți electroni, sunt totuși mai mici decât atomii sau moleculele neutre din care provin.
Anionul (încărcat negativ)
modificareAnionii de hidrogen se formează atunci când primesc electroni suplimentari:
- Hidrură : denumire generală referitoare la ionul negativ al oricărui izotop de hidrogen (H − )
- Protiură: 1 H −
- Deuterură: 2 H − D −
- Tritiură: 3 H − T −
Utilizări
modificareIonii de hidrogen sunt implicați în sinteza ATP în fotosinteză. Acest lucru se întâmplă atunci când ionii de hidrogen sunt împinși prin membrană, creând o concentrație ridicată în interiorul membranei tilacoidice și o concentrație scăzută în citoplasmă. Cu toate acestea, prin osmoză, H+ se va deplasa în afara membranei prin sinteza ATP. Folosind energia lor cinetică, protonii vor acționa sintaza ATP care, la rândul său, va produce ATP . Acest lucru se întâmplă și în respirația celulară , deși membrana cu concentrație mare de protoni va fi cea interioară a mitocondriilor .
Concentrația ionilor de hidrogen, măsurată ca pH, este responsabilă și de natura acidă sau bazică a unui compus. Moleculele de apă se scindează pentru a forma cationi H+ și anioni hidroxid. Acest proces este denumit autoionizare a apei .
Vezi și
modificareReferințe
modificare- ^ „Hydrogen ion - chemistry”. britannica.com. Accesat în .
- ^ datorită densității de încărcare extrem de ridicate de aproximativ 2 × 10 10 ori mai mare decât cea a unui ion de sodiu
- ^ Compendium of Chemical Terminology, 2nd edition McNaught, A.D. and Wilkinson, A. Blackwell Science, 1997 ISBN: 0-86542-684-8, also online Arhivat în , la Wayback Machine.