Перегляд вихідного коду сторінки Йон гідриду гелію

{{Chembox|Watchedfields=changed|ImageFile=Helium-hydride-cation-3D-SF.png|ImageFile_Ref={{chemboximage|correct|??}}|ImageSize=121|ImageName=Простірзаповнююча модель іону гелій гідриду|ImageFile2=Helium-hydride-cation-3D-balls.png|ImageFile2_Ref={{chemboximage|correct|??}}|ImageSize2=121|ImageName2=Кулестержнева модель іону гелій гідриду|SystematicName=Гідридогелій(1+)<ref name=chebi33688>{{Cite web|title = hydridohelium(1+) (CHEBI:33688)|work = Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI)|publisher = European Bioinformatics Institute|url = https://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do?chebiId=33688|accessdate = 31 січня 2022|archive-date = 19 квітня 2019|archive-url = https://web.archive.org/web/20190419183437/https://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do%3FchebiId%3D33688}}</ref>|OtherNames=Гелоній<br>Гелій гідрид<br>Гідрид гелію|Section1={{Chembox Identifiers
|  ChemSpiderID = 21106447
|  ChemSpiderID_Ref = {{chemspidercite|correct|chemspider}}
|  ChEBI = 33688
| ChEBI2 = 33689
| ChEBI2_Comment = neutral excimer
|  Gmelin = 2
|  SMILES = [HeH+]
|  StdInChI = 1S/HHe/h1H/q+1
|  StdInChI_Ref = {{stdinchicite|correct|chemspider}}
|  StdInChIKey = HSFAAVLNFOAYQX-UHFFFAOYSA-N
|  StdInChIKey_Ref = {{stdinchicite|correct|chemspider}}
}}|Section2={{Chembox Properties
|  Formula = {{Chem|HeH|+}}
|  He=1|H=1
|  ConjugateBase = [[Helium]]
|  MolarMass = 5.01054 g·mol<sup>−1</sup>
}}}}
'''Іон гідриду гелію''' або '''йон гідридогелію(1+)''' або '''гелоній''' є [[Іон|катіоном]] ([[Електричний заряд|позитивно зарядженим]] [[іон]]ом) з [[Хімічна формула|хімічною формулою]] HeH<sup>+</sup>. Він складається з атома [[Гелій|гелію]], [[Ковалентний зв'язок|зв’язаного]] з [[Водень|атомом водню]] з одним вилученим [[електрон]]ом. Його також можна розглядати як протонований гелій. Він є найлегшим гетероядерним іоном, і вважається першою сполукою, що утворилася у [[Всесвіт]]і після [[Великий вибух|Великого Вибуху]].<ref name="EngelEtAl">{{Cite journal|last=Engel|first=Elodie A.|last2=Doss|first2=Natasha|last3=Harris|first3=Gregory J.|last4=Tennyson|first4=Jonathan|year=2005|title=Calculated spectra for HeH<sup>+</sup> and its effect on the opacity of cool metal-poor stars|journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society|volume=357|issue=2|pages=471–477|arxiv=astro-ph/0411267|bibcode=2005MNRAS.357..471E|doi=10.1111/j.1365-2966.2005.08611.x}}</ref>

Уперше йон був отриманий у лабораторії в 1925 році. Він стабільний ізольовано, але надзвичайно активний, і його не можна масово виробляти, оскільки реагує з будь-якою іншою молекулою при контакті. Відзначений як найсильніша відома [[Кислоти|кислота]] — сильніший навіть за [[Фторантимонова кислота|фторантимонову кислоту]] — його знаходження в [[Міжзоряне середовище|міжзоряному середовищі]] припускали ще з 1970-х років,<ref name="chebi33689">{{Cite web|title=Hydridohelium (CHEBI:33689)|website=Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI)|publisher=European Bioinformatics Institute|url=https://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do?chebiId=CHEBI%3A33689|accessdate=31 січня 2022|archive-date=31 січня 2022|archive-url=https://web.archive.org/web/20220131121113/https://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do?chebiId=CHEBI:33689}}</ref> і нарешті його було виявлено у квітні 2019 року за допомогою бортового [[SOFIA|телескопа SOFIA]].<ref name="stut2019">{{Cite journal|last=Güsten|first=Rolf|last2=Wiesemeyer|first2=Helmut|last3=Neufeld|first3=David|last4=Menten|first4=Karl M.|last5=Graf|first5=Urs U.|last6=Jacobs|first6=Karl|last7=Klein|first7=Bernd|last8=Ricken|first8=Oliver|last9=Risacher|first9=Christophe|date=April 2019|title=Astrophysical detection of the helium hydride ion HeH<sup>+</sup>|journal=Nature|volume=568|issue=7752|pages=357–359|arxiv=1904.09581|bibcode=2019Natur.568..357G|doi=10.1038/s41586-019-1090-x|pmid=30996316}}</ref><ref name="DSCVR-20191222">{{Cite news|last=Andrews|first=Bill|title=Scientists Find the Universe's First Molecule|url=https://www.discovermagazine.com/the-sciences/scientists-find-the-universes-first-molecule|date=22 грудня 2019|work=[[Discover (magazine)|Discover]]|accessdate=22 грудня 2019|archive-date=23 грудня 2019|archive-url=https://web.archive.org/web/20191223031906/https://www.discovermagazine.com/the-sciences/scientists-find-the-universes-first-molecule}}</ref>

== Фізичні властивості ==
Іон водневого гелію є ізоелектронним з молекулярним [[Водень|воднем]] ({{Хем|H|2}}).<ref name="hogn1925">{{Cite journal|last=Hogness|first=T. R.|last2=Lunn|first2=E. G.|year=1925|title=The Ionization of Hydrogen by Electron Impact as Interpreted by Positive Ray Analysis|url=https://archive.org/details/sim_physical-review_1925-07_26_1/page/44|journal=[[Physical Review]]|volume=26|issue=1|pages=44–55|bibcode=1925PhRv...26...44H|doi=10.1103/PhysRev.26.44}}</ref>

На відміну від [[Молекулярний іон водню|диводневого іона]] {{Хем|H|2|+}}, іон гідриду гелію має постійний [[дипольний момент]], що полегшує його спектроскопічну характеристизацію.<ref name="coxo1999">{{Cite journal|last=Coxon|first=J.|last2=Hajigeorgiou|first2=P. G.|year=1999|title=Experimental Born–Oppenheimer Potential for the X<sub>1</sub>Σ<sup>+</sup> Ground State of HeH<sup>+</sup>: Comparison with the ''Ab Initio'' Potential|journal=Journal of Molecular Spectroscopy|volume=193|issue=2|pages=306–318|bibcode=1999JMoSp.193..306C|doi=10.1006/jmsp.1998.7740|pmid=9920707}}</ref> Розрахований дипольний момент HeH<sup>+</sup> дорівнює 2,26 або 2,84&nbsp;[[Дебай|D]].<ref name="dias2019">{{Cite journal|last=Dias|first=A. M.|year=1999|title=Dipole Moment Calculation to Small Diatomic Molecules: Implementation on a Two-Electron Self-Consistent-Field ''ab initio'' Program|url=https://ned.unifenas.br/amdias/wp-admin/apostilas/hf1s.pdf|journal=Rev da Univ de Alfenas|volume=5|issue=1|pages=77–79|accessdate=31 січня 2022|archive-date=19 квітня 2019|archive-url=https://web.archive.org/web/20190419182230/https://ned.unifenas.br/amdias/wp-admin/apostilas/hf1s.pdf}}</ref> Електронна густина в іоні вища навколо ядра гелію, ніж водню, 80% заряду електрона ближчі до ядра гелію.<ref>{{Cite journal|last=Dey|first=Bijoy Kr.|last2=Deb|first2=B. M.|date=April 1999|title=Direct ab initio calculation of ground-state electronic energies and densities for atoms and molecules through a time-dependent single hydrodynamical equation|journal=The Journal of Chemical Physics|volume=110|issue=13|pages=6229–6239|bibcode=1999JChPh.110.6229D|doi=10.1063/1.478527}}</ref>

Спектроскопічне виявлення утруднене, оскільки одна з його найпомітніших спектральних ліній, 149,14&nbsp;[[Мікрометр|мкм]], збігається з близнюком спектральних ліній, що належать метилідиновому радикалу '''⫶'''CH.<ref name="EngelEtAl"/>

Довжина [[Ковалентний зв'язок|ковалентного зв'язку]] в іоні 0,772&nbsp;[[Ангстрем|Å]].<ref name="Coyne">{{Cite journal|last=Coyne|first=John P.|last2=Ball|first2=David W.|year=2009|title=Alpha particle chemistry. On the formation of stable complexes between He<sup>2+</sup> and other simple species: implications for atmospheric and interstellar chemistry|journal=Journal of Molecular Modeling|volume=15|issue=1|pages=35–40|doi=10.1007/s00894-008-0371-3|pmid=18936986}}</ref>

=== Ізотопологи ===
Іон гідриду гелію має шість відносно стабільних [[Ізотопологи|ізотопологів]], які відрізняються [[Ізотопи|ізотопами]] двох елементів, а отже, загальним [[Масове число|числом]] атомної маси (''A'') і загальною кількістю [[нейтрон]]ів (''N'') у двох ядрах.

* <chem>[^3He^1H]+</chem>або <chem>[^3HeH]+</chem>(''A'' = 4, ''N'' = 1)&nbsp;<ref name="cant19562">{{cite journal|last1=Cantwell|first1=Murray|year=1956|title=Molecular Excitation in Beta Decay|journal=Physical Review|volume=101|issue=6|pages=1747–1756|bibcode=1956PhRv..101.1747C|doi=10.1103/PhysRev.101.1747}}</ref><ref name="tung20122">{{cite journal|last1=Tung|first1=Wei-Cheng|last2=Pavanello|first2=Michele|last3=Adamowicz|first3=Ludwik|date=2012-10-28|title=Accurate potential energy curves for HeH<sup>+</sup> isotopologues|journal=The Journal of Chemical Physics|publisher=AIP Publishing|volume=137|issue=16|page=164305|bibcode=2012JChPh.137p4305T|doi=10.1063/1.4759077|issn=0021-9606|pmid=23126708}}</ref>
* <chem>[^3He^2H]+</chem>або <chem>[^3HeD]+</chem>(''A'' = 5, ''N'' = 2)&nbsp;<ref name="cant19562" /><ref name="tung20122" />
* <chem>[^3He^3H]+</chem>або <chem>[^3HeT]+</chem>(''A'' = 6, ''N'' = 3; радіоактивний)&nbsp;<ref name="cant19562" /><ref name="schw19552">{{cite journal|last1=Schwartz|first1=H. M.|year=1955|title=Excitation of Molecules in the Beta Decay of a Constituent Atom|url=https://archive.org/details/sim_journal-of-chemical-physics_1955-02_23_2/page/400|journal=Journal of Chemical Physics|volume=23|issue=2|pages=400–401|bibcode=1955JChPh..23R.400S|doi=10.1063/1.1741982}}</ref><ref name="snel19572">{{cite journal|last1=Snell|first1=Arthur H.|last2=Pleasonton|first2=Frances|last3=Leming|first3=H. E.|year=1957|title=Molecular dissociation following radioactive decay: Tritium hydride|journal=[[Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry]]|volume=5|issue=2|pages=112–117|doi=10.1016/0022-1902(57)80051-7}}</ref>
* <chem>[^4He^1H]+</chem>або <chem>[^4HeH]+</chem>(''A'' = 5, ''N'' = 2)&nbsp;<ref name="hogn19252">{{cite journal|last1=Hogness|first1=T. R.|last2=Lunn|first2=E. G.|year=1925|title=The Ionization of Hydrogen by Electron Impact as Interpreted by Positive Ray Analysis|url=https://archive.org/details/sim_physical-review_1925-07_26_1/page/44|journal=[[Physical Review]]|volume=26|issue=1|pages=44–55|bibcode=1925PhRv...26...44H|doi=10.1103/PhysRev.26.44}}</ref><ref name="bain19332">{{cite journal|last1=Bainbridge|first1=Kenneth T.|year=1933|title=Comparison of the Masses of H<sup>2</sup> and Helium|journal=Physical Review|volume=44|issue=1|page=57|bibcode=1933PhRv...44...57B|doi=10.1103/PhysRev.44.57}}</ref><ref name="bern19822">{{cite journal|last1=Bernath|first1=P.|last2=Amano|first2=T.|year=1982|title=Detection of the Infrared Fundamental Band of HeH<sup>+</sup>|journal=Physical Review Letters|volume=48|issue=1|pages=20–22|bibcode=1982PhRvL..48...20B|doi=10.1103/PhysRevLett.48.20}}</ref><ref name="tung20122" /><ref name="pach20122">{{cite journal|last1=Pachucki|first1=Krzysztof|last2=Komasa|first2=Jacek|year=2012|title=Rovibrational levels of helium hydride ion|journal=The Journal of Chemical Physics|volume=137|issue=20|page=204314|bibcode=2012JChPh.137t4314P|doi=10.1063/1.4768169|pmid=23206010}}</ref>
* <chem>[^4He^2H]+</chem>або <chem>[^4HeD]+</chem>(''A'' = 6, ''N'' = 3)&nbsp;<ref name="tung20122" /><ref name="bain19332" />
* <chem>[^4He^3H]+</chem>або <chem>[^4HeT]+</chem> (''A'' = 7, ''N'' = 4; радіоактивний)&nbsp;

Усі вони мають три протони і два електрони. Перші три утворюються в результаті радіоактивного розпаду [[Тритій|тритію]] в молекулах <chem>HT</chem> = <chem>^1H^3H</chem> , <chem>DT</chem> = <chem>^2H^3H</chem>, і <chem>T2</chem> = <chem>^3H2</chem> відповідно. Останні три можна отримати шляхом іонізації відповідного ізотополога в присутності [[Гелій-4|гелію-4]].<ref name="hogn1925"/>

Наступні ізотопологи іона гелію гідриду, [[Молекулярний іон водню|іона диводню]] <chem>H_{+2}</chem> і триводневого іона <chem>H_{+3}</chem> мають однакове загальне атомне масове число ''A'':

* <chem>[^3HeH]+, [D2]+, [TH]+, [DH2]+</chem>(''A'' = 4)
* <chem>[^3HeD]+, [^4HeH]+, [DT]+, [TH2]+, [D2H]+</chem>(''A'' = 5)
* <chem>[^3HeT]+, [^4HeD]+, [T2]+, [TDH]+, [D3]+</chem>(''A'' = 6)
* <chem>[^4HeT]+, [TD2]+, [T2H]+</chem>(''A'' = 7)

Проте маси в кожному рядку вище не рівні, оскільки енергії зв’язку в ядрах різні.<ref name="bain1933">{{Cite journal|last=Bainbridge|first=Kenneth T.|year=1933|title=Comparison of the Masses of H<sup>2</sup> and Helium|journal=Physical Review|volume=44|issue=1|page=57|bibcode=1933PhRv...44...57B|doi=10.1103/PhysRev.44.57}}</ref>

=== Нейтральна молекула ===
На відміну від іона гідриду гелію, нейтральна ''молекула'' гідриду гелію HeH не стабільна в [[Основний стан квантовомеханічної системи|основному стані]]. Однак він існує в [[Збуджений стан квантовомеханічної системи|збудженому стані]] як [[ексимер]] (HeH*), і його спектр уперше спостерігався в середині 1980-х років.<ref name="mull1985">{{Cite journal|last=Möller|first=Thomas|last2=Beland|first2=Michael|last3=Zimmerer|first3=Georg|year=1985|title=Observation of Fluorescence of the HeH Molecule|url=https://bib-pubdb1.desy.de/search?p=id:%22PUBDB-2017-04706%22|journal=Physical Review Letters|volume=55|issue=20|pages=2145–2148|bibcode=1985PhRvL..55.2145M|doi=10.1103/PhysRevLett.55.2145|pmid=10032060|accessdate=31 січня 2022|archive-date=31 січня 2022|archive-url=https://web.archive.org/web/20220131121117/https://bib-pubdb1.desy.de/search?p=id:%22PUBDB-2017-04706%22}}</ref><ref name="nobe2001">{{Cite web|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2001/ketterle-autobio.html|title=Wolfgang Ketterle: The Nobel Prize in Physics 2001|publisher=nobelprize.org|accessdate=31 січня 2022|archive-date=14 грудня 2010|archive-url=https://web.archive.org/web/20101214233926/http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2001/ketterle-autobio.html}}</ref><ref name="kette1985">{{Cite journal|last=Ketterle|first=W.|last2=Figger|first2=H.|last3=Walther|first3=H.|year=1985|title=Emission spectra of bound helium hydride|journal=Physical Review Letters|volume=55|issue=27|pages=2941–2944|bibcode=1985PhRvL..55.2941K|doi=10.1103/PhysRevLett.55.2941|pmid=10032281}}</ref>

Нейтральна [[молекула]] є першим записом у [[База даних Гмеліна|базі даних Gmelin]].<ref name="chebi33689"/>

== Хімічні властивості та реакції ==

=== Приготування ===
Оскільки HeH<sup>+</sup> не може зберігатися в будь-якій придатній для використання формі, його хімію доводиться вивчати його формуванням [[in situ]].

Реакції з органічними речовинами, наприклад, можна вивчати, створюючи [[Тритій|похідний тритію]] з потрібної органічної сполуки. Розпад тритію до <sup>3</sup>He<sup>+</sup> з подальшим виділенням ним атома водню дає <sup>3</sup>HeH<sup>+</sup> який потім оточується органічним матеріалом і, у свою чергу, вступає в реакцію.<ref name="Gran004">{{Cite journal|last=Grandinetti|first=Felice|date=October 2004|title=Helium chemistry: a survey of the role of the ionic species|journal=[[International Journal of Mass Spectrometry]]|volume=237|issue=2–3|pages=243–267|bibcode=2004IJMSp.237..243G|doi=10.1016/j.ijms.2004.07.012}}</ref><ref name="fulv1970">{{Cite book
|title=Gaseous Carbonium Ions from the Decay of Tritiated Molecules
|last=Cacace
|first=Fulvio
|year=1970
|series=Advances in Physical Organic Chemistry
|volume=8
|pages=79–149
|doi=10.1016/S0065-3160(08)60321-4
|isbn=9780120335084
}}</ref>

=== Кислотність ===
HeH<sup>+</sup> не може бути отриманий в [[Фізика конденсованих середовищ|конденсованій фазі]], оскільки він віддає протон будь-якому [[Іон|аніону]], молекулі або атому, з якими він контактує. Було показано, що він протонує [[Кисень|O<sub>2</sub>]], [[Аміак|NH<sub>3</sub>]], [[Діоксид сірки|SO<sub>2</sub>]], [[Вода|H<sub>2</sub>O]] і [[Діоксид вуглецю|CO<sub>2</sub>]], утворюючи O<sub>2</sub>H<sup>+</sup>, [[Амоній|{{Хем|NH|4|+}}]], {{Хем|HSO|2|+}}, [[Гідроксоній|H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>]] і {{Хем|HCO|2|+}} відповідно.<ref name="Gran004"/> Інші молекули, такі як [[Оксид азоту(II)|оксид азоту]], [[Оксид азоту(IV)|діоксид азоту]], [[Оксид азоту(I)|закис азоту]], [[сірководень]], [[метан]], [[ацетилен]], [[етилен]], [[етан]], [[метанол]] і [[ацетонітрил]], теж реагують, але розпадаються через велику кількість виробленої енергії.<ref name="Gran004" />

Фактично, HeH<sup>+</sup> є найсильнішою відомою [[Кислоти|кислотою]] з [[Протонна спорідненість|протонною спорідненістю]] 177,8&nbsp;кДж/моль.<ref name="Epa">{{Cite journal|last=Lias|first=S. G.|last2=Liebman|first2=J. F.|last3=Levin|first3=R. D.|year=1984|title=Evaluated Gas Phase Basicities and Proton Affinities of Molecules; Heats of Formation of Protonated Molecules|journal=Journal of Physical and Chemical Reference Data|volume=13|issue=3|pages=695|bibcode=1984JPCRD..13..695L|doi=10.1063/1.555719}}</ref> ''Гіпотетичну'' кислотність водної рідини можна оцінити за допомогою [[Закон Гесса|закону Гесса]]:
{|
|HeH<sup>+</sup>(''газ'')
|→
|H<sup>+</sup>(''газ'')
| + He(''газ'')
| align="right" | +178&nbsp;kJ/mol
|&nbsp;<ref name="Epa2">{{cite journal|last1=Lias|first1=S. G.|last2=Liebman|first2=J. F.|last3=Levin|first3=R. D.|year=1984|title=Evaluated Gas Phase Basicities and Proton Affinities of Molecules; Heats of Formation of Protonated Molecules|journal=Journal of Physical and Chemical Reference Data|volume=13|issue=3|pages=695|bibcode=1984JPCRD..13..695L|doi=10.1063/1.555719}}</ref>
|-
|HeH<sup>+</sup>(''рід'')
|→
|HeH<sup>+</sup>(''газ'')
|
| align="right" | +973&nbsp;kJ/mol
|&nbsp; (a)
|-
|H<sup>+</sup>(''газ'')
|→
|H<sup>+</sup>(''рід'')
|
| align="right" |−1530&nbsp;kJ/mol
|
|- style="border-bottom:2px solid black"
|He(''газ'')
|→
|He(''рід'')
|
| align="right" | +19&nbsp;kJ/mol
|&nbsp; (b)
|-
|'''HeH<sup>+</sup>(''рід'')'''
|'''→'''
|'''H<sup>+</sup>(''рід'')'''
|'''+ He(''рід'')'''
| align="right" |'''−360&nbsp;kJ/mol'''
|
|}
(a) Оцінено так само, як і для Li<sup>+</sup> (''рід'') → Li<sup>+</sup> (''газ'').<br>(b) Оцінено на основі даних про розчинність.

Зміна вільної енергії дисоціації -360&nbsp;кДж/моль еквівалентна до [[Константа кислотної дисоціації|p''K''<sub>a</sub>]], що дорівнює -63 при 298 К.

=== Інші йони гелію-водню ===
До HeH<sup>+</sup> можуть приєднуватися додаткові атоми гелію, утворюючи великі кластери, такі як He<sub>2</sub>H<sup>+</sup>, He<sub>3</sub>H<sup>+</sup>, He<sub>4</sub>H<sup>+</sup>, He<sub>5</sub>H<sup>+</sup> і He<sub>6</sub>H<sup>+</sup>.<ref name="Gran004"/>

Катіон гідриду дигелію, He<sub>2</sub>H<sup>+</sup>, утворюється в результаті реакції катіону дигелію з молекулярним воднем:

: {{Хем|He|2|+}} + H<sub>2</sub> → He<sub>2</sub>H<sup>+</sup> + H

Це лінійний іон з воднем у центрі.<ref name="Gran004"/>

Іон гідриду гексагелію He<sub>6</sub>H<sup>+</sup> є особливо стабільним.<ref name="Gran004"/>

Інші іони гідриду гелію відомі або вивчені теоретично. Дігідрид-іон гелію, або '''дигідридогелій(1+)''', {{Хем|HeH|2|+}}, спостерігали за допомогою мікрохвильової спектроскопії.<ref name="carr1996">{{Cite journal|last=Carrington|first=Alan|last2=Gammie|first2=David I.|last3=Shaw|first3=Andrew M.|last4=Taylor|first4=Susie M.|last5=Hutson|first5=Jeremy M.|year=1996|title=Observation of a microwave spectrum of the long-range He⋯{{chem|H|2|+}} complex|journal=Chemical Physics Letters|volume=260|issue=3–4|pages=395–405|bibcode=1996CPL...260..395C|doi=10.1016/0009-2614(96)00860-3}}</ref> Він має розраховану енергію зв’язку 25,1&nbsp;кДж/моль, тоді як '''тригідридогелій(1+)''', {{Хем|HeH|3|+}}, має розраховану енергію зв'язку 0,42&nbsp;кДж/моль.<ref name="pauz2007">{{Cite book
|url=http://asilomar.caltech.edu/abstracts_processed/Pauzat_2z6IeIOR.pdf
|title=Astrochemistry: Recent Successes and Current Challenges
|last=Pauzat
|first=F.
|last2=Ellinger
|first2=Y.
|date=2005
|editor-last=Markwick-Kemper
|editor-first=A. J.
|series=Poster Book IAU Symposium No. 231
|volume=231
|chapter=Where do noble gases hide in space?
|bibcode=2005IAUS..231.....L
|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070202203834/http://asilomar.caltech.edu/abstracts_processed/Pauzat_2z6IeIOR.pdf
|archivedate=2007-02-02
}}</ref>

== Історія ==

=== Відкриття в іонізаційних експериментах ===
Гідридогелій(1+), зокрема, уперше був опосередковано виявлений у 1925 році Т. Р. Гоґнессом та Е. Г. Лунном. Вони вводили протони з відомою енергією в розріджену суміш водню та гелію, щоби вивчити утворення іонів водню, таких як {{Хем|H|+}}, {{Хем|H|2|+}} і {{Хем|H|3|+}}. Вони помітили, що {{Хем|H|3|+}} з'явився при тій же енергії пучка (16 [[Електронвольт|еВ]]), що й {{Хем|H|2|+}}, і його концентрація збільшувалася з тиском набагато більше, ніж у двох інших іонів. Із цих даних вони зробили висновок, що іони {{Хем|H|2|+}}переносили протон молекулам, з якими вони зіткнулися, включаючи гелій.<ref name="hogn1925"/>

У 1933 р. К. Бейнбридж використав [[Мас-спектрометрія|мас-спектрометрію]] для порівняння мас іонів <chem>[^4He^1H]+</chem>(іон гідриду гелію) і <chem>[^2H2 ^1H]+</chem>(двічі дейтерований триводневий іон) для отримання точного вимірювання атомної маси дейтерію відносно атомної маси гелію. Обидва йони мають 3 протони, 2 нейтрони і 2 електрони. Він також порівняв <chem>[^4He^2H]+</chem>(іон дейтериду гелію) з <chem>[^2H3]+</chem> (іон тридейтерію), обидва з 3 протонами і 3 нейтронами.<ref name="bain1933"/>

=== Ранні теоретичні дослідження ===
Перша спроба обчислити структуру йона HeH<sup>+</sup> (зокрема, <chem>[^4He^1H]+</chem>) за квантово-механічною теорією була зроблена Дж. Бічем у 1936 р.<ref name="beac1936">{{Cite journal|last=Beach|first=J. Y.|year=1936|title=Quantum‐Mechanical Treatment of Helium Hydride Molecule‐Ion HeH<sup>+</sup>|url=https://archive.org/details/sim_journal-of-chemical-physics_1936-06_4_6/page/353|journal=[[Journal of Chemical Physics]]|volume=4|issue=6|pages=353–357|bibcode=1936JChPh...4..353B|doi=10.1063/1.1749857}}</ref> Покращені обчислення спорадично публікувалися впродовж наступних десятиліть.<ref name="stoh1940">{{Cite journal|last=Toh|first=Sôroku|year=1940|title=Quantum-Mechanical Treatment of Helium-Hydride Molecule Ion HeH<sup>+</sup>|journal=Proceedings of the Physico-Mathematical Society of Japan|series=3rd Series|volume=22|issue=2|pages=119–126|doi=10.11429/ppmsj1919.22.2_119}}</ref><ref name="evet1956">{{Cite journal|last=Evett|first=Arthur A.|year=1956|title=Ground State of the Helium‐Hydride Ion|url=https://archive.org/details/sim_journal-of-chemical-physics_1956-01_24_1/page/150|journal=Journal of Chemical Physics|volume=24|issue=1|pages=150–152|bibcode=1956JChPh..24..150E|doi=10.1063/1.1700818}}</ref>

=== Методи розпаду тритію в хімії ===
Г. Шварц спостерігав у 1955 р., що розпад молекули тритію <chem>T2</chem> = <chem>^3H2</chem> повинен із високою ймовірністю генерувати іон гідриду гелію <chem>[^3HeT]+</chem>.

У 1963 р. Ф. Какаче з [[Римський університет ла Сап'єнца|Римського університету ла Сап'єнца]] розробив техніку розпаду для отримання й вивчення органічних [[Радикал (хімія)|радикалів]] та [[Карбенієвий іон|йонів карбенію]].<ref name="fcac1990">{{Cite journal|last=Cacace|first=Fulvio|year=1990|title=Nuclear Decay Techniques in Ion Chemistry|journal=Science|volume=250|issue=4979|pages=392–399|bibcode=1990Sci...250..392C|doi=10.1126/science.250.4979.392|pmid=17793014}}</ref> У варіанті цієї техніки екзотичні види, такі як катіон метонію, отримують шляхом взаємодії органічних сполук з <chem>[^3HeT]+</chem>, що утворюється при розпаді <chem>T2</chem>, який змішують з потрібними реагентами. Більшість знань про хімію <chem>[HeH]+</chem>були отримані через цю техніку.<ref name="sper1993">{{Cite journal|last=Speranza|first=Maurizio|year=1993|title=Tritium for generation of carbocations|journal=Chemical Reviews|volume=93|issue=8|pages=2933–2980|doi=10.1021/cr00024a010}}</ref>

=== Наслідки для експериментів з масою нейтрино ===
У 1980 р В. Любимов у лабораторії ІТЕФ у Москві стверджував, що виявив доволі значну масу спокою (30 ± 16) еВ для [[нейтрино]], шляхом аналізу енергетичного спектра β-розпаду тритію.<ref name="lyub1980">{{Cite journal|last=Lubimov|first=V.A.|last2=Novikov|first2=E.G.|last3=Nozik|first3=V.Z.|last4=Tretyakov|first4=E.F.|last5=Kosik|first5=V.S.|year=1980|title=An estimate of the ν<sub>e</sub> mass from the β-spectrum of tritium in the valine molecule|journal=Physics Letters B|volume=94|issue=2|pages=266–268|bibcode=1980PhLB...94..266L|doi=10.1016/0370-2693(80)90873-4}}</ref> Твердження було оскаржене, і кілька інших груп вирішили перевірити його, вивчаючи розпад молекулярного тритію {{Хем|T|2}}. Було відомо, що частина енергії, що виділяється при цьому розпаді, буде спрямована на збудження продуктів розпаду, в т.ч. <chem>[^3HeT]+</chem>; і це явище може бути значним джерелом помилки в цьому експерименті. Це спостереження спонукало до численних зусиль для точного обчислення очікуваних енергетичних станів цього йона, що б зменшило невизначеність цих вимірювань. З тих пір обчислення були багатьма покращені й існує досить добра узгодженість між обчислювальними та експериментальними властивостями; в тому числі для ізотопологів <chem>[^4He^2H]+</chem>, <chem>[^3He^1H]+</chem> і <chem>[^3He^2H]+</chem>.<ref name="pach2012">{{Cite journal|last=Pachucki|first=Krzysztof|last2=Komasa|first2=Jacek|year=2012|title=Rovibrational levels of helium hydride ion|journal=The Journal of Chemical Physics|volume=137|issue=20|page=204314|bibcode=2012JChPh.137t4314P|doi=10.1063/1.4768169|pmid=23206010}}</ref><ref name="tung2012">{{Cite journal|last=Tung|first=Wei-Cheng|last2=Pavanello|first2=Michele|last3=Adamowicz|first3=Ludwik|date=2012-10-28|title=Accurate potential energy curves for HeH<sup>+</sup> isotopologues|journal=The Journal of Chemical Physics|publisher=AIP Publishing|volume=137|issue=16|page=164305|bibcode=2012JChPh.137p4305T|doi=10.1063/1.4759077|issn=0021-9606|pmid=23126708}}</ref>

=== Спектральні передбачення та виявлення ===
У 1956 р. М. Кантвелл теоретично передбачив, що спектр коливань цього йона має бути спостережуваним в інфрачервоному діапазоні й спектри дейтерію та звичайних ізотопологів водню (<chem>[^3HeD]+</chem> і  <chem>[^3He^1H]+</chem>) мають лежати ближче до видимого світла, а тому їх легше спостерігати.<ref name="cant1956">{{Cite journal|last=Cantwell|first=Murray|year=1956|title=Molecular Excitation in Beta Decay|journal=Physical Review|volume=101|issue=6|pages=1747–1756|bibcode=1956PhRv..101.1747C|doi=10.1103/PhysRev.101.1747}}</ref> Перше виявлення спектру зроблено Д. Толлівером та іншими в 1979 році при хвильових числах між 1700 і 1900&nbsp;см <sup>−1</sup>.<ref name="toll1979">{{Cite journal|last=Tolliver|first=David E.|last2=Kyrala|first2=George A.|last3=Wing|first3=William H.|date=1979-12-03|title=Observation of the Infrared Spectrum of the Helium-Hydride Molecular Ion [<sup>4</sup>HeH]<sup>+</sup>|journal=Physical Review Letters|publisher=American Physical Society (APS)|volume=43|issue=23|pages=1719–1722|bibcode=1979PhRvL..43.1719T|doi=10.1103/physrevlett.43.1719|issn=0031-9007}}</ref> У 1982 році П. Бернат і Т. Амано виявили дев'ять інфрачервоних ліній між 2164 і 3158 хвилями на см.<ref name="bern1982">{{Cite journal|last=Bernath|first=P.|last2=Amano|first2=T.|year=1982|title=Detection of the Infrared Fundamental Band of HeH<sup>+</sup>|journal=Physical Review Letters|volume=48|issue=1|pages=20–22|bibcode=1982PhRvL..48...20B|doi=10.1103/PhysRevLett.48.20}}</ref>

=== Міжзоряний простір ===
З 1970-х років вже вважалося, що HeH<sup>+</sup> існує в [[Міжзоряне середовище|міжзоряному середовищі]].<ref name="fern2007">{{Cite journal|last=Fernández|first=J.|last2=Martín|first2=F.|year=2007|title=Photoionization of the HeH<sup>+</sup> molecular ion|journal=Journal of Physics B|volume=40|issue=12|pages=2471–2480|bibcode=2007JPhB...40.2471F|doi=10.1088/0953-4075/40/12/020}}</ref> Його перше виявлення в туманності [[NGC 7027]] повідомляється в статті, опублікованій у журналі ''Nature'' у квітні 2019 року.<ref name="stut2019"/>

== Поширення в природі ==

=== Від розпаду тритію ===
Іон гідриду гелію утворюється під час розпаду [[Тритій|тритію]] в молекулі HT або в молекулі тритію T<sub>2</sub>. Незважаючи на те, що молекула збуджена віддачею від бета-розпаду, вона залишається зв’язаною.<ref name="man1993">{{Cite book
|title=Safety in Tritium Handling Technology
|url=https://archive.org/details/safetytritiumhan00dwor
|date=1993
|editor-last=Mannone
|editor-first=F.
|publisher=Springer
|page=[https://archive.org/details/safetytritiumhan00dwor/page/n100 92]
|doi=10.1007/978-94-011-1910-8_4
|isbn=978-94-011-1910-8
}}</ref>

=== Міжзоряне середовище ===
Уважається, що це перша сполука, яка утворилася ві Всесвіті<ref name="EngelEtAl"/> і вона має фундаментальне значення для розуміння хімії раннього Всесвіту.<ref name="LiuEtAl">{{Cite journal|last=Liu|first=X.-W.|last2=Barlow|first2=M. J.|last3=Dalgarno|first3=A.|last4=Tennyson|first4=J.|last5=Lim|first5=T.|last6=Swinyard|first6=B. M.|last7=Cernicharo|first7=J.|last8=Cox|first8=P.|last9=Baluteau|first9=J.-P.|year=1997|title=An ISO Long Wavelength Spectrometer detection of CH in NGC 7027 and an HeH<sup>+</sup> upper limit|journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society|volume=290|issue=4|pages=L71–L75|bibcode=1997MNRAS.290L..71L|doi=10.1093/mnras/290.4.l71}}</ref> Це пов’язано з тим, що водень і гелій були майже єдиними типами атомів, утворених під час [[Первинний нуклеосинтез|нуклеосинтезу Великого вибуху]]. Зірки, утворені з первісного матеріалу, повинні містити HeH<sup>+</sup>, що може вплинути на їхнє формування та подальшу еволюцію. Зокрема, його сильний [[дипольний момент]] робить його важливим для непрозорости [[Металічність|зірок з нульовою металічністю]].<ref name="EngelEtAl" /> Також вважається, що HeH<sup>+</sup> є важливою складовою атмосфери багатих гелієм білих карликів, де він збільшує непрозорість газу і змушує зірку охолоджуватися повільніше.<ref name="HarrisEtAl">{{Cite journal|last=Harris|first=G. J.|last2=Lynas-Gray|first2=A. E.|last3=Miller|first3=S.|last4=Tennyson|first4=J.|year=2004|title=The Role of HeH<sup>+</sup> in Cool Helium-rich White Dwarfs|journal=[[The Astrophysical Journal]]|volume=617|issue=2|pages=L143–L146|arxiv=astro-ph/0411331|bibcode=2004ApJ...617L.143H|doi=10.1086/427391}}</ref>

HeH<sup>+</sup> може утворюватися в охолоджувальному газі за дисоціативними ударами в щільних міжзоряних хмарах, таких як поштовхи, викликані [[Зоряний вітер|зоряними вітрами]], [[Наднова|надновими]] і матеріалом, що витікає з молодих зірок. Якщо швидкість поштовху перевищує приблизно {{Convert|90|km/s}}, можуть утворюватися достатньо великі для виявлення його кількості. При виявленні викиди HeH<sup>+</sup> будуть корисними індикаторами удару.<ref name="NeufeldDelgarno">{{Cite journal|last=Neufeld|first=David A.|last2=Dalgarno|first2=A.|year=1989|title=Fast molecular shocks. I – Reformation of molecules behind a dissociative shock|journal=[[The Astrophysical Journal]]|volume=340|pages=869–893|bibcode=1989ApJ...340..869N|doi=10.1086/167441}}</ref>

Було запропоновано кілька можливих місць де HeH<sup>+</sup> може бути виявлений. Сюди входять холодні гелієві зірки,<ref name="EngelEtAl"/> [[зони H II]] <ref name="RobergeDelgarno">{{Cite journal|last=Roberge|first=W.|last2=Delgarno|first2=A.|year=1982|title=The formation and destruction of HeH<sup>+</sup> in astrophysical plasmas|journal=[[The Astrophysical Journal]]|volume=255|pages=489–496|bibcode=1982ApJ...255..489R|doi=10.1086/159849}}</ref> та щільні [[Планетарна туманність|планетарні туманності]],<ref name="RobergeDelgarno" /> як [[NGC 7027]]<ref name="LiuEtAl"/>, де у квітні 2019 року, як повідомлялося, було виявлено HeH<sup>+</sup>.<ref name="stut2019"/>

== Посилання ==
<references />

[[Категорія:Гідриди]]
[[Категорія:Сполуки гелію]]
[[Категорія:Катіони]]
[[Категорія:Кислоти]]
[[Категорія:Суперкислоти]]