Argonium - Argonium

Argonium

Nomes
Outros nomes Hidridoargon (1+) argônio hidreto cátion argônio protonado
Identificadores
Número CAS
Modelo 3D ( JSmol )
InChI InChI = 1S / ArH / h1H / q + 1 [ NIST ]  Y Chave: TVQSUVFYDVJWLI-UHFFFAOYSA-N [ NIST ]  Y
SORRISOS [ArH +]
Propriedades
Fórmula química	ArH +
Massa molar	40,956  g · mol −1
Base conjugada	Argônio
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Referências da Infobox

O argônio (também chamado de cátion hidreto de argônio , íon hidridoargon (1+) ou argônio protonado ; fórmula química ArH ⁺ ) é um cátion que combina um próton e um átomo de argônio . Pode ser feito em uma descarga elétrica , e foi o primeiro íon molecular de gás nobre a ser encontrado no espaço interestelar.

Propriedades

O argônio é isoeletrônico com cloreto de hidrogênio . Seu momento de dipolo é 2,18  D para o estado fundamental. A energia de ligação é 369 kJ mol ⁻¹ (2,9 eV). Isso é menor que o de H ⁺
₃ e muitas outras espécies protonadas , mas mais do que a de H ⁺
₂ .

Os tempos de vida de diferentes estados vibracionais variam com o isótopo e tornam-se mais curtos para as vibrações de alta energia mais rápidas:

Vida (ms)

v	ArH +	ArD +
1	2,28	9,09
2	1,20	4,71
3	0,85	3,27
4	0,64	2,55
5	0,46	2,11

A constante de força na ligação é calculada em 3,88 mdyne / Å ² .

Reações

• ArH ⁺ + H ₂ → Ar + H ⁺
  ₃
• ArH ⁺ + C → Ar + CH ⁺
• ArH ⁺ + N → Ar + NH ⁺
• ArH ⁺ + O → Ar + OH ⁺
• ArH ⁺ + CO → Ar + COH ⁺

Mas a reação inversa acontece:

• Ar + H ⁺
  ₂ → ArH ⁺ + H.
• Ar + H ⁺
  ₃ → * ArH ⁺ + H ₂

Ar ⁺ + H ₂ tem uma seção transversal de 10 ⁻¹⁸  m ² para baixa energia. Tem uma queda acentuada para energias acima de 100 eV Ar + H ⁺
₂ tem uma área transversal de 6 × 10 ⁻¹⁹  m ² para H de baixa energia ⁺
₂ , mas quando a energia excede 10 eV, o rendimento reduz, e mais Ar ⁺ e H ₂ são produzidos em seu lugar.

Ar + H ⁺
₃ tem um rendimento máximo de ArH ⁺ para energias entre 0,75 e 1 eV com uma seção transversal de 5 × 10 ⁻²⁰  m ² . 0,6 eV é necessário para que a reação prossiga. Acima de 4 eV, mais Ar ⁺ e H começam a aparecer.

O argônio também é produzido a partir de íons Ar ⁺ produzidos por raios cósmicos e raios X de argônio neutro.

• Ar ⁺ + H ₂ → * ArH ⁺ + H 1,49 eV

Quando o ArH ⁺ encontra um elétron, a recombinação dissociativa pode ocorrer, mas é extremamente lenta para elétrons de energia mais baixa, permitindo que o ArH ⁺ sobreviva por muito mais tempo do que muitos outros cátions protonados semelhantes.

• ArH ⁺ + e ^- → Ar + H

Como o potencial de ionização dos átomos de argônio é menor do que o da molécula de hidrogênio (em contraste com o do hélio ou neon), o íon argônio reage com o hidrogênio molecular, mas para os íons hélio e neon, eles irão retirar um elétron de uma molécula de hidrogênio.

• Ar ⁺ + H ₂ → ArH ⁺ + H
• Ne ⁺ + H ₂ → Ne + H ⁺ + H (transferência de carga dissociativa)
• He ⁺ + H ₂ → He + H ⁺ + H

Espectro

O ArH ⁺ artificial feito de argônio terrestre contém principalmente o isótopo ⁴⁰ Ar, em vez do ³⁶ Ar cosmicamente abundante . Artificialmente, é feito por uma descarga elétrica através de uma mistura de argônio-hidrogênio. Brault e Davis foram os primeiros a detectar a molécula usando espectroscopia infravermelha para observar bandas de vibração-rotação.

O espectro de UV tem dois pontos de absorção, resultando na quebra do íon. A conversão de 11,2 eV para o estado B ¹ Π tem um dipolo baixo e, portanto, não absorve muito. Um estado de 15,8 eV para um estado repulsivo A ¹ Σ ⁺ está em um comprimento de onda menor do que o limite de Lyman e, portanto, há muito poucos fótons por aí para fazer isso no espaço.

Ocorrência natural

ArH ⁺ ocorre em gás hidrogênio atômico difuso interestelar . Para que o argônio se forme, a fração de hidrogênio molecular H ₂ deve estar no intervalo de 0,0001 a 0,001. Diferentes íons moleculares se formam em correlação com diferentes concentrações de H ₂ . O argônio é detectado por suas linhas de absorção em 617,525 GHz ( J = 1 → 0) e 1234,602 GHz ( J = 2 → 1). Essas linhas são devidas ao isotopólogo ³⁶ Ar ¹ H ⁺ passando por transições rotacionais. As linhas foram detectadas na direção do centro galáctico SgrB2 (M) e SgrB2 (N), G34,26 + 0,15, W31C (G10.62−0,39), W49 (N) e W51e , no entanto, onde as linhas de absorção estão observado, o argônio provavelmente não está na fonte de micro-ondas, mas no gás à sua frente. As linhas de emissão são encontradas na Nebulosa do Caranguejo .

Na Nebulosa do Caranguejo, o ArH ⁺ ocorre em vários pontos revelados por linhas de emissão. O lugar mais forte é no Southern Filament. Este também é o local com a concentração mais forte de íons Ar ⁺ e Ar ²⁺ . A densidade da coluna de ArH ⁺ na Nebulosa do Caranguejo está entre 10 ¹² e 10 ¹³ átomos por centímetro quadrado. Possivelmente a energia necessária para excitar os íons para que então possam emitir vem de colisões com elétrons ou moléculas de hidrogênio. Em direção ao centro da Via Láctea, a densidade da coluna de ArH ⁺ está em torno de 2 × 10 ¹³  cm ⁻² .

Dois isotopólogos de argônio ³⁶ ArH ⁺ e ³⁸ ArH ⁺ são conhecidos por estarem em uma galáxia distante sem nome com z = 0,88582 (7,5 bilhões de anos-luz de distância) que está na linha de visão do blazar PKS 1830−211 .

A neutralização de elétrons e a destruição do argônio superam a taxa de formação no espaço se a concentração de H ₂ estiver abaixo de 1 em 10 ⁻⁴ .

História

Usando o espectrômetro de transformada solar de Fourier McMath no Observatório Nacional de Kitt Peak , James W. Brault e Sumner P. Davis observaram as linhas infravermelhas de vibração-rotação ArH ⁺ pela primeira vez. JWC Johns também observou o espectro infravermelho.

Usar

O argônio facilita a reação do trítio (T ₂ ) com ligações duplas em ácidos graxos, formando um intermediário ArT ⁺ (trítio argônio). Quando o ouro é pulverizado com um plasma de argônio-hidrogênio, o deslocamento real do ouro é feito por ArH ⁺ .

Referências