Hidrón

Hidrón

En química, el hidrón, informalment cridat protón, és la forma catiónica del hidrogen atòmic, representat en el símbol Plantilla:Fòrmula química. El terme general "hidrón", avalat per l'IUPAC, engloba cationes d'hidrogen independentment de la seua composició isotòpica: aixina es referix colectivament a protones (¹H⁺) per a l'isòtop de protio, deuterones (²H⁺ o D⁺) per al deuteri. isòtop, i salamandres (³H⁺ o T⁺) per a l'isòtop de triti.

El hidrón consta únicament d'un núcleu atòmic sense electrons, mentres que el seu contraparte carregada negativament és el anión hidrur, Plantilla:Fòrmula química.

Propietats

Propietats del solut

En igualtat de condicions, els composts que donan fàcilment hidrones (àcits de Brønsted) són generalment soluts hidrófilos polars i a sovint són solubles en solvents en alta permitividad estàtica relativa (constants dielèctriques). Els eixemples inclouen àcit orgànics com l'àcit acètic (CH₃COOH) o l'àcit metanosulfónico (CH₃SO₃H). No obstant, grans porcions no polars de la molècula poden atenuar estes propietats. Aixina, per la seua cadena alquílica, l'àcit octanoico (C₇H₁₅COOH) és considerablement menys hidrófilo en comparació a l'àcit acètic.

El hidrón no solvatado (un núcleu atòmic d'hidrogen completament lliure o "nuet") no existix en la fase condensada (líquida o sòlida). Encara que es diu que els superácidos deuen el seu poder donador de hidrones a la presència de "hidrones lliures", tal afirmació és molt enganyosa: inclús per a una font de "hidrones lliures" com a Plantilla:Fòrmula química, un dels cationes superácidos presents en l'àcit fluoroantimónico superácido (HF:SbF₅), la solsida d'un Plantilla:Fòrmula química lliure, comporta una enorme penalisació energètica de l'orde de varis centenars de kcal/mol. Açò descarta efectivament la possibilitat de que el hidrón lliure estiga present en solució, inclús com un intermediari fugaç. Per això, en els àcit forts líquits, es creu que els hidrones es difonen per mig de transferència seqüencial d'una molècula a la següent a lo llarc d'una ret d'enllaces d'hidrogen a través de lo que es coneix com mecanisme de Grotthuss.

Acidea

El ion hidron pot incorporar un parell d'electrons d'una base de Lewis a la molècula per mig de aducción:

Plantilla:Fòrmula química + :L → Plantilla:Fòrmula química

Per esta captura de la base de Lewis (L), el ion hidron té caràcter àcit de Lewis. En térmens de la teoria de la base àcida dura/blana (HSAB), el hidrón nuet és un àcit de Lewis infinitament dur.

El hidrón juga un paper central en la teoria àcit-base de Brønsted-Lowry: una espècie que es comporta com a donant de hidrones en una reacció es coneix com a àcit de Brønsted, mentres que l'espècie que accepta el hidrón es coneix com a base de Brønsted. En la reacció genèrica àcit-base que es mostra a continuació, HA és l'àcit, mentres que B (que es mostra en un parell lliure) és la base:

Plantilla:Fòrmula química + :B → Plantilla:Fòrmula química + :A^–

La forma hidratada del catión d'hidrogen, el ion hidronio (hidroxonio) Plantilla:Fòrmula química(aq), és un objecte clau de la definició d'àcit de Arrhenius. Atres formes hidratadas, el catión Zundel Plantilla:Fòrmula química, que es forma a partir d'un protó i dos molècules d'aigua, i el catión propi Plantilla:Fòrmula química, que es forma a partir d'un ion hidronio i tres molècules d'aigua, es teoriza que eixercita un paper important en la difusió de protones a través d'una solució acuosa segons el mecanisme de Grotthuss. Encara que el ion Plantilla:Fòrmula química(aq) es mostra a sovint en els llibres de text introductoris per a emfatisar que el hidrón mai està present com una espècie no solvatada en solució acuosa, és alguna cosa enganyós, ya que simplifica massa la especiación infamemente complexa del protó solvatado en aigua; la notació Plantilla:Fòrmula química(aq) a sovint es preferix, ya que transmet solvatación acuosa sense comprometre's en el número de molècules d'aigua involucrades.

Isòtops de hidrón

1. El protón, que té el símbol p o ¹H⁺, és el ion +1 del protio, ¹H.
2. El deuterón, que té el símbol ²H⁺ o D⁺, és el ion +1 del deuteri, ²H o D.
3. El salamandra, que té el símbol ³H⁺ o T⁺, és el ion +1 del triti, ³H o T.

Uns atres isòtops de l'hidrogen són massa inestables per a ser rellevants en química.