Diferencia entre revisiones de «Hidrógeno molecular protonado»

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El ion H<sub>3</sub><sup>+</sup> fue descubierto por [[J.J. Thomson]] en 1911 al estudiar las especies químicas contenidas en el gas sometido a descarga eléctrica en los [[tubo de rayos catódicos|tubos de rayos catódicos]].<ref name="elecrays">{{cita publicación |apellido=Thomson |nombre=J. J. |enlaceautor= |coautores= |año=1913 |mes= |título=Rays of Positive Electricity |publicación=[[Proceedings of the Royal Society A]] |volumen=89 |número=607 |páginas=1–20 |doi=10.1098/rspa.1913.0057 |url= |fechaaceso= |quote= }}</ref> Usando una forma primitiva de [[espectrometría de masas]], descubrió un gran número de [[ion molecular|iones moleculares]] con una [[relación masa-carga]] igual a 3. Estableció dos posibles hipótesis que corresponderían a los iones C<sup>4+</sup> o bien H<sub>3</sub><sup>+</sup>. Puesto que C<sup>4+</sup> sería muy improbable y la cantidad obtenida crecía si el gas del tubo era [[hidrógeno]] puro, dedujo correctamente que se trataba de H<sub>3</sub><sup>+</sup>.
 
El mecanismo de [[formación]] fue descubierto por Hogness & Lunn en 1925<ref>{{cita publicación |apellido=Hogness |nombre=T. R. |enlaceautor= |coautoresautor2=Lunn, E. G. |año=1925 |mes= |título=The Ionization of Hydrogen by Electron Impact as Interpreted by Positive Ray Analysis |publicación=[[Physical Review]] |volumen=26 |número=1 |páginas=44–55 |doi=10.1103/PhysRev.26.44 |url= |fechaaceso= |quote= }}</ref> que también emplearon una forma primaria de espectrometría de masas para estudiar los productos obtenidos tras someter al hidrógeno a descarga eléctrica. Observaron que la cantidad de H<sub>3</sub><sup>+</sup> aumentaba con la presión del gas hidrógeno del tubo, al mismo tiempo que disminuía linealmente la cantidad de H<sub>2</sub><sup>+</sup>. Además, para cualquier presión, la presencia de H<sup>+</sup> era escasa. Estos datos sugerían un mecanismo de formación por intercambio de [[protón]], que se muestra en el apartado de [[#Formación|formación]].
 
En 1961, Martin ''et al.'' sugirieron en primer lugar que H<sub>3</sub><sup>+</sup> puede estar presente en el espacio interestelar debido a la gran cantidad de hidrógeno en dicho medio y a que su hipotético mecanismo de reacción era [[exotérmico]] (~1.5 [[Electronvoltio|eV]]).<ref name="occurrence">{{cita publicación |apellido=Martin |nombre=D. W. |enlaceautor= | autor2 = McDaniel, E. W. | autor3 = Meeks, M. L. |año=1961 |mes= |título=On the Possible Occurrence of H<sub>3</sub><sup>+</sup> in Interstellar Space |publicación=[[Astrophysical Journal]] |volumen=134 |número= |páginas=1012 |doi= |url= |fechaaceso= |quote= }}</ref> Esto condujo a la sugerencia de Watson y Herbst & Klemperer en 1973 de que el H<sub>3</sub><sup>+</sup> es responsable de la formación de muchos iones moleculares observados.<ref name="Watson1973">{{cita publicación |apellido=Watson |nombre=W. D. |enlaceautor= |coautores= |año=1973 |mes= |título=The Rate of Formation of Interstellar Molecules by Ion-Molecule Reactions |publicación=Astrophysical Journal |volumen=183 |número=2 |páginas=L17 |doi=10.1086/181242 |url= |fechaaceso= |quote= }}</ref><ref>{{cita publicación |apellido=Herbst |nombre=E. |enlaceautor= |coautoresautor2=Klemperer, W. |año=1973 |mes= |título=The Formation and Depletion of Molecules in Dense Interstellar Clouds |publicación=Astrophysical Journal |volumen=185 |número= |páginas=505 |doi=10.1086/152436 |url= |fechaaceso= |quote= }}</ref>
 
Hasta 1980 no se descubrió el [[espectro de frecuencias|espectro]] de H<sub>3</sub><sup>+</sup> por parte de [[Takeshi Oka]].<ref name="Oka1980">{{cita publicación |apellido=Oka |nombre=T. |enlaceautor= |coautores= |año=1980 |mes= |título=Observation of the Infrared Spectrum of H<sub>3</sub><sup>+</sup> |publicación=[[Physical Review Letters]] |volumen=45 |número= |páginas=531–534 |doi=10.1103/PhysRevLett.45.531 |url= |fechaaceso= |quote= }}</ref> Estaba en la banda fundamental ν<sub>2</sub> y utilizó una técnica llamada detección por [[modulación de frecuencia]]. Esto dio comienzo a la búsqueda del H<sub>3</sub><sup>+</sup> interestelar. Las [[línea de emisión|líneas de emisión]] fueron detectadas a finales de los 1980s y comienzos de los 1990s en las [[ionosfera]]s de [[Júpiter (planeta)|Júpiter]], [[Saturno (planeta)|Saturno]], y [[Urano (planeta)|Urano]].<ref name="Drossart1989">{{cita publicación |apellido=Drossart |nombre=P. |enlaceautor= |coautores=''et al.'' |año=1989 |mes= |título=Detection of H<sub>3</sub><sup>+</sup> on Jupiter |publicación=[[Nature (journal)|Nature]] |volumen=340 |número=6234 |páginas=539 |doi=10.1038/340539a0 |url= |fechaaceso= |quote= }}</ref><ref name="Geballe1993">{{cita publicación |apellido=Geballe |nombre=T. R. |enlaceautor= |coautores=''et al.'' |año=1993 |mes= |título=Detection of H<sub>3</sub><sup>+</sup> Infrared Emission Lines in Saturn |publicación=Astrophysical Journal |volumen=408 |número=2 |páginas=L109 |doi=10.1086/186843 |url= |fechaaceso= |quote= }}</ref><ref name="Trafton1993">{{cita publicación |apellido=Trafton |nombre=L. M. |enlaceautor= |coautores=''et al.'' |año=1993 |mes= |título=Detection of H<sub>3</sub><sup>+</sup> from Uranus |publicación=Astrophysical Journal |volumen=405 |número= |páginas=761 |doi=10.1086/172404 |url= |fechaaceso= |quote= }}</ref> En 1996, se detectó finalmente H<sub>3</sub><sup>+</sup> en el medio interestelar por parte de Geballe & Oka en dos [[nube interestelar|nubes interestelares]] moleculares [[interstellar clouds]] en las trayectorias hasta GL2136 and W33A.<ref name="Geballe1996">{{cita publicación |apellido=Geballe |nombre=T. R. |enlaceautor= |coautoresautor2=Oka, T. |año=1996 |mes= |título=Detection of H<sub>3</sub><sup>+</sup> in Interstellar Space |publicación=Nature |volumen=384 |número=6607 |páginas=334–335 |doi=10.1038/384334a0 |url= |fechaaceso= |quote= }}</ref> In 1998, H<sub>3</sub><sup>+</sup> was unexpectedly detected by McCall ''et al.'' in a diffuse interstellar cloud in the sightline Cyg OB2 No. 12.<ref name="McCall1998">{{cita publicación |apellido=McCall |nombre=B. J. |enlaceautor= |coautores=''et al.'' |año=1998 |mes= |título=Detection of H<sub>3</sub><sup>+</sup> in the Diffuse Interstellar Meduim Toward Cygnus OB2 No. 12 |publicación=[[Science (journal)|Science]] |volumen=279 |número=5358 |páginas=1910–1913 |doi=10.1126/science.279.5358.1910 |url= |fechaaceso= |quote= }}</ref>
 
[[Archivo:Trihydrogen-cation-MO-diagram.svg|thumb|400px|left|Diagrama de orbitales moleculares (OM) de la molécula de H<sub>3</sub><sup>+</sup> donde se observa la baja energía del orbital enlazante respecto de las energías de los átomos H y del catión H<sup>+</sup> por separado.]]