アルゴニウム

アルゴニウム

名前
IUPAC名 アルゴニウムイオン
その他の名前 ヒドリドアルゴン(1+) アルゴン水素化物陽イオン[1] プロトン化アルゴン[2]
識別子
CAS番号	12254-68-1 はい
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID801316319
InChI InChI=1S/ArH/h1H/q+1 [ NIST ] はい キー: TVQSUVFYDVJWLI-UHFFFAOYSA-N [ NIST ] はい
笑顔 [ArH+]
プロパティ
化学式	アルH+
モル質量	40.956 グラムモル−1
共役塩基	アルゴン
関連化合物
関連化合物	ヘリウム水素イオン、ネオニウム、クリプトニウム、キセノニウム
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。 インフォボックス参照

アルゴニウム（アルゴン水素化物陽イオン、ヒドリドアルゴン（1+）イオン、またはプロトン化アルゴンとも呼ばれ、化学式はArH ⁺）は、陽子とアルゴン原子が結合した陽イオンです。これは放電で生成することができ、星間空間で発見された最初の希ガス分子イオンでした。 ^[3]

アルゴニウムは塩化水素と等電子的である。その双極子モーメントは 基底状態で2.18 Dである。 ^[4]結合エネルギーは369 kJ mol ^{−1 [5]} (3.9 eV ^[6] )である。これはH⁺
₃および他の多くのプロトン化種がありますが、 Hよりも多くあります⁺
₂^[5 ]

異なる振動状態の無回転放射寿命は同位体によって異なり、より急速な高エネルギー振動では短くなります。

結合における力の定数は3.88 mdyne/Å ²と計算される。^[8]

• ArH ⁺ + H ₂ → Ar + H⁺
  ₃^[5]
• ArH ⁺ + C → Ar + CH ⁺
• ArH ⁺ + N → Ar + NH ⁺
• ArH ⁺ + O → Ar + OH+
• ArH ⁺ + CO → Ar + COH ^{+ [5]}

しかし、逆の反応が起こります。

• アルゴン+水素⁺
  ₂→ ArH ⁺ + H. ^[5]
• アルゴン+水素⁺
  ₃→ *ArH ⁺ + H ₂ ^[5]

Ar ⁺ H _{2 は}低エネルギーでは断面積が10 ⁻¹⁸  m ²である。100 eVを超えるエネルギーでは断面積が急激に減少する^[9] Ar + H⁺
₂断面積は6 × 10 ⁻¹⁹  m ²低エネルギーHの場合⁺
₂しかし、エネルギーが10eVを超えると収量が減少し、代わりにAr ⁺とH _2がさらに生成される。^[9]

アルゴン+水素⁺
₃0.75～1 eVのエネルギーでArH ⁺の最大収量を持ち、断面積は5 × 10 ⁻²⁰  m ²。反応を進行させるには0.6 eVが必要です。4 eVを超えると、Ar ⁺とHがさらに現れ始めます。^[9]

アルゴニウムは、宇宙線や中性アルゴンからのX線 によって生成されたAr ⁺イオンからも生成されます。

• Ar ⁺ + H ₂ → *ArH ⁺ + H ^[5] 1.49 eV ^[6]

ArH ^{+ が}電子に遭遇すると、解離再結合が起こりますが、エネルギーの低い電子の場合、この再結合は非常に遅いため、ArH ^{+ は}他の多くの同様のプロトン化カチオンよりもはるかに長い時間存続することができます。

• ArH ⁺ + e ⁻ → Ar + H ^[5]

アルゴン原子のイオン化ポテンシャルは水素分子のイオン化ポテンシャルよりも低いため（ヘリウムやネオンとは対照的）、アルゴンイオンは水素分子と反応しますが、ヘリウムイオンとネオンイオンの場合は水素分子から電子を剥ぎ取ります。^[5]

• Ar ⁺ + H ₂ → ArH ⁺ + H ^[5]
• Ne ⁺ + H ₂ → Ne + H ⁺ + H （解離電荷移動）^[5]
• 彼⁺ + H ₂ → 彼 + H ⁺ + H ^[5]

地球上のアルゴンから作られた人工ArH ^{+には、宇宙に豊富に存在する36} Arではなく、主に同位体⁴⁰ Arが含まれています。人工的には、アルゴンと水素の混合物を通して放電することで作られます。^[10] BraultとDavisは、振動回転バンドを観測するために赤外線分光法を使用してこの分子を検出した最初の人物でした。^[10]

UVスペクトルにはイオンの分解につながる吸収点が2つあります。11.2 eVのB ¹ Π状態への変換は双極子が低いため、あまり吸収されません。15.8 eVの反発A ¹ Σ ^{+状態への変換は}ライマン限界よりも短い波長であるため、宇宙でこれを行う光子は非常に少ないです。^[5]

ArH ^{+ は}、星間拡散原子水素ガス中に存在します。アルゴニウムが形成されるには、分子状水素H ₂の割合が0.0001 ～ 0.001 の範囲でなければなりません。さまざまな分子イオンが、さまざまな H _{2濃度の相関関係で形成されます。アルゴニウムは、617.525 GHz (} J = 1→0) および 1234.602 GHz ( J = 2→1)の吸収線によって検出されます。これらの線は、同位体³⁶ Ar ¹ H ^{+ が}回転遷移を起こすことによって生じます。線は、銀河中心 SgrB2(M) および SgrB2(N)、G34.26+0.15、W31C (G10.62−0.39)、W49(N)、および W51e の方向で検出されていますが、吸収線が観測される場所では、アルゴニウムはマイクロ波源にある可能性は低く、その前面のガスにあると考えられます。^[5]輝線はかに星雲に見られる。^[6]

かに星雲では、ArH ^{+ は}輝線で示されるいくつかの場所で発生します。最も強い場所は南フィラメントです。ここは、Ar ⁺と Ar ²⁺イオンの濃度が最も高い場所でもあります。^[6]かに星雲のArH ⁺の柱密度は、平方センチメートルあたり 10 ¹²から 10 ¹³原子です。^[6]イオンを励起して放出するために必要なエネルギーは、電子または水素分子との衝突から得られる可能性があります。^[6]天の川銀河の中心に向かって、ArH ⁺の柱密度は約2 × 10 ¹³  cm ⁻²。^[5]

アルゴニウム³⁶ ArH ⁺と³⁸ ArH ^{+の2つの同位体は、赤方偏移}z = 0.88582（75億光年離れた）の遠方の無名の銀河に存在することが知られており、この銀河はブレーザーPKS 1830−211の視線方向上にある。 ^[4]

_{宇宙空間におけるH2濃度が}^10-4分の1以下であれば、アルゴニウムの電子中和と破壊は生成速度を上回る。^[11]

キットピーク国立天文台のマクマス太陽フーリエ変換分光計を使用して、ジェームズ・W・ブロートとサムナー・P・デイビスは初めてArH ^{+振動回転赤外線線を観測しました。 [12]} JWCジョンズも赤外線スペクトルを観測しました。^[13]

アルゴンはトリチウム（T ₂）と脂肪酸の二重結合との反応を促進し、ArT ⁺（トリチウムアルゴニウム）中間体を形成します。^[14]金がアルゴン水素プラズマでスパッタリングされると、実際の金の置換はArH ⁺によって行われます。^[15]