氦合氢离子

氦合氢离子
	系统名; Hydridohelium(1+)
识别
CAS号	17009-49-3
ChemSpider	21106447
SMILES	[HeH+];
Gmelin	2
ChEBI	33688
性质
化学式	HeH+;
摩尔质量	5.01054 g·mol⁻¹
	若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

氦合氢离子，又称氦氢分子离子，化学式为HeH⁺，是一种带正电的离子。它首次发现于1925年，通过质子（或氢离子）和氦原子在气相中反应制得。^[2]氦合氢离子是已知最强的布朗斯特质子酸，质子亲和能为177.8 kJ/mol。^[3]有人认为，这种物质可以存在于自然星际物质中。^[4]氦合氢离子是最简单的异核离子，可以与同核的氢分子离子H₂⁺相比较。与H₂⁺不同的是，它有一个永久的键偶极矩，因此更容易表现出光谱特征。^[5]《自然》杂志于2019年发表的研究显示，人类首次在太空中检测到了氦合氢离子。^[6]

性质

HHe⁺不能在凝聚相中制备，因为在凝聚态中它会与所有的阴离子、分子或是原子发生作用。它可以使O₂、NH₃、SO₂、H₂O和CO₂质子化，分别形成O₂H⁺、NH+
4、HSO+
2、H₃O⁺和 HCO+
2^[7]。诸如一氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮、硫化氢、甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、甲醇和乙腈等分子也会与之反应，不过产物会因为能量太高而直接分解。^[7]但是，可以用盖斯定律预测它在水溶液中的酸性：

HHe⁺(g)	→	H⁺(g)	+ He(g)	+178 kJ/mol	^[3]
HHe⁺(aq)	→	HHe⁺(g)		+973 kJ/mol	^[8]
H⁺(g)	→	H⁺(aq)		– 1530 kJ/mol
He(g)	→	He(aq)		+19 kJ/mol	^[9]
HHe⁺(aq)	→	H⁺(aq)	+ He(aq)	– 360 kJ/mol

电离过程–360 kJ/mol的自由能变化相当于pK_a为-63。

HeH⁺中共价键的长度是0.772Å。^[10]

其他的氦氢化物离子均已知或者已在理论上进行了研究。HeH₂⁺已经能被微波光谱观测到，^[11]经计算，它的亲和能为6 kcal/mol，而HeH₃⁺的亲和能为0.1 kcal/mol。^[12]

中性分子

不同于氦合氢离子，氢和氦构成的中性分子在一般情况下很不稳定。但是，它作为一个准分子在激发态时是稳定的，于20世纪80年代中期首次在光谱中观测到。^[13]^[14]^[15]

参考文献

引用

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