Ion helium hidrida

Ion helium hidrida
Nama
	Nama IUPAC (sistematis) Hidridohelium(1+)
Penanda
Model 3D (JSmol)	Gambar interaktif;
3DMet	{{{3DMet}}}
ChEBI	CHEBI:33688; CHEBI:33689 eksimer netral;
ChemSpider	21106447 ;
Nomor EC
Referensi Gmelin	2
Nomor RTECS	{{{value}}}
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID801018818 ;
	InChI InChI=1S/HHe/h1H/q+1 Key: HSFAAVLNFOAYQX-UHFFFAOYSA-N ;
	SMILES [HeH+];
Sifat
Rumus kimia	HeH+
Massa molar	5,01 g·mol−1
Basa konjugat	Helium
	Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada suhu dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa).
	Referensi

Ion helium hidrida, ion hidridohelium(1+), atau helonium, dengan rumus kimia HeH⁺, adalah ion positif yang terbentuk sebagai hasil reaksi proton dengan atom helium dalam fase gas. Ion ini pertama kali dibuat di laboratorium pada 1925, dan bersifat isoelektron (memiliki struktur dan jumlah elekton valensi yang sama) dengan molekul hidrogen (H₂).^[2] Ion ini merupakan asam terkuat yang diketahui saat ini, dengan afinitas proton 177.8 kJ/mol.^[3] Sejak 1970, muncul hipotesis bahwa HeH⁺ seharusnya dapat terbentuk secara alamiah di medium antarbintang. Laporan deteksi pertama yang tidak diragukan lagi terjadi pada 2019.^[4]^[5] Ion ini merupakan ion heteronuklir (ion dengan dua unsur berbeda) yang paling sederhana. Jika dibandingkan dengan ion H₂⁺, ion ini memiliki momen dipol permanen, sehingga lebih mudah dikarakterisasi dengan spektroskopi.^[6] Menurut perhitungan, momen dipol HeH⁺ adalah 2,26 atau 2,84.^[7]

Sifat

Dalam keadaan terkondensasi, seperti padatan atau cairan, HHe⁺ tidak dapat dibuat dengan mudah karena ion tersebut akan memprotonasi molekul, atom, atau anion apapun yang berinteraksi dengannya. Namun, keasamannya dalam air dapat diperkirakan secara hipotesis menggunakan Hukum Hess:

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

Perubahan Energi bebas reaksi ini (−360 kJ/mol) ekuivalen dengan pK_a sebesar –63.

Panjang ikatan kovalen pada HeH⁺ adalah 0.772 Å.^[10]

Reaksi

Ion helium hidrida bereaksi dengan kebanyakan zat lain. Kation ini diamati dapat memberikan proton kepada gas oksigen (O₂), amonia (NH₃), sulfur dioksida (SO₂), air (H₂O) dan karbon dioksida (CO₂), menghasilkan ion-ion yaitu masing-masing O₂H⁺, NH+4, HSO+2, H₃O⁺, and HCO+2.^[11] Molekul-molekul lain seperti nitrogen monoksida, nitrogen dioksida, dinitrogen monoksida, hidrogen sulfida, metana, asetilena, etilena, metanol dan asetonitril juga bereaksi dengan HeH⁺, tetapi hasil reaksinya langsung terurai akibat besarnya energi yang dihasilkan dalam reaksi.^[11] Salah satu cara untuk menyelidiki reaksi HeH⁺ dengan senyawa organik adalah menggunakan senyawa organik dengan tritium. Tritium ini akan meluruh menjadi ³He⁺ yang kemudian terikat dengan atom hidrogen, menghasilkan ³HeH⁺ yang berada ditengah-tengah molekul-molekul organik, yang kemudian bereaksi dengannya.^[11]

Referensi

^ "hydridohelium(1+) (CHEBI:33688)". Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI). UK: European Bioinformatics Institute.
^ T. R. Hogness; E. G. Lunn (1925). "The Ionization of Hydrogen by Electron Impact as Interpreted by Positive Ray Analysis". Physical Review. 26 (1): 44–55. Bibcode:1925PhRv...26...44H. doi:10.1103/PhysRev.26.44.
^ ^a ^b Lias, S. G.; Liebman, J. F.; Levin, R. D.; Liebman; Levin (1984). "Evaluated Gas Phase Basicities and Proton Affinities of Molecules; Heats of Formation of Protonated Molecules". Journal of Physical and Chemical Reference Data. 13 (3): 695. Bibcode:1984JPCRD..13..695L. doi:10.1063/1.555719.
^ J. Fernandez; F. Martin; Martín (2007). "Photoionization of the HeH⁺ molecular ion". J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 40 (12): 2471–2480. Bibcode:2007JPhB...40.2471F. doi:10.1088/0953-4075/40/12/020.
^ Stutzki, Jürgen; Risacher, Christophe; Ricken, Oliver; Klein, Bernd; Karl Jacobs; Graf, Urs U.; Menten, Karl M.; Neufeld, David; Wiesemeyer, Helmut (April 2019). "Astrophysical detection of the helium hydride ion HeH⁺". Nature (dalam bahasa Inggris). 568 (7752): 357. doi:10.1038/s41586-019-1090-x. ISSN 1476-4687.
^ Coxon, J; Hajigeorgiou, PG (1999). "Experimental Born–Oppenheimer Potential for the X₁Σ⁺ Ground State of HeH⁺: Comparison with the Ab Initio Potential". Journal of Molecular Spectroscopy. 193 (2): 306–318. Bibcode:1999JMoSp.193..306C. doi:10.1006/jmsp.1998.7740. PMID 9920707.
^ "Dipole Moment Calculation to Small Diatomic Molecules: Implementation on a Two-Electron Self-Consistent-Field ab initio Program" (PDF). Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2019-04-19.
^ Diperkirakan sama dengan Li⁺(aq) → Li⁺(g).
^ Perkiraan dari data kelarutan
^ Coyne, John P.; Ball, David W. (2009). "Alpha particle chemistry. On the formation of stable complexes between He²⁺ and other simple species: implications for atmospheric and interstellar chemistry". Journal of Molecular Modeling. 15 (1): 35–40. doi:10.1007/s00894-008-0371-3. PMID 18936986.
^ ^a ^b ^c Grandinetti, Felice (October 2004). "Helium chemistry: a survey of the role of the ionic species". International Journal of Mass Spectrometry. 237 (2-3): 243–267. Bibcode:2004IJMSp.237..243G. doi:10.1016/j.ijms.2004.07.012.

[1] "hydridohelium(1+) (CHEBI:33688)". Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI). UK: European Bioinformatics Institute.

[2] T. R. Hogness; E. G. Lunn (1925). "The Ionization of Hydrogen by Electron Impact as Interpreted by Positive Ray Analysis". Physical Review. 26 (1): 44–55. Bibcode:1925PhRv...26...44H. doi:10.1103/PhysRev.26.44.

[Epa-3] Lias, S. G.; Liebman, J. F.; Levin, R. D.; Liebman; Levin (1984). "Evaluated Gas Phase Basicities and Proton Affinities of Molecules; Heats of Formation of Protonated Molecules". Journal of Physical and Chemical Reference Data. 13 (3): 695. Bibcode:1984JPCRD..13..695L. doi:10.1063/1.555719.

[4] J. Fernandez; F. Martin; Martín (2007). "Photoionization of the HeH⁺ molecular ion". J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 40 (12): 2471–2480. Bibcode:2007JPhB...40.2471F. doi:10.1088/0953-4075/40/12/020.

[:0-5] Stutzki, Jürgen; Risacher, Christophe; Ricken, Oliver; Klein, Bernd; Karl Jacobs; Graf, Urs U.; Menten, Karl M.; Neufeld, David; Wiesemeyer, Helmut (April 2019). "Astrophysical detection of the helium hydride ion HeH⁺". Nature (dalam bahasa Inggris). 568 (7752): 357. doi:10.1038/s41586-019-1090-x. ISSN 1476-4687.

[6] Coxon, J; Hajigeorgiou, PG (1999). "Experimental Born–Oppenheimer Potential for the X₁Σ⁺ Ground State of HeH⁺: Comparison with the Ab Initio Potential". Journal of Molecular Spectroscopy. 193 (2): 306–318. Bibcode:1999JMoSp.193..306C. doi:10.1006/jmsp.1998.7740. PMID 9920707.

[7] "Dipole Moment Calculation to Small Diatomic Molecules: Implementation on a Two-Electron Self-Consistent-Field ab initio Program" (PDF). Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2019-04-19.

[8] Diperkirakan sama dengan Li⁺(aq) → Li⁺(g).

[EstSol-9] Perkiraan dari data kelarutan

[Coyne-10] Coyne, John P.; Ball, David W. (2009). "Alpha particle chemistry. On the formation of stable complexes between He²⁺ and other simple species: implications for atmospheric and interstellar chemistry". Journal of Molecular Modeling. 15 (1): 35–40. doi:10.1007/s00894-008-0371-3. PMID 18936986.

[Gran004-11] Grandinetti, Felice (October 2004). "Helium chemistry: a survey of the role of the ionic species". International Journal of Mass Spectrometry. 237 (2-3): 243–267. Bibcode:2004IJMSp.237..243G. doi:10.1016/j.ijms.2004.07.012.

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[1]

[8]

[9]

[10]

[11]