
【化】 hyzone
三原子氢(Triatomic Hydrogen)是指由三个氢原子组成的分子形态,化学式为H₃。该物质属于氢元素的同素异形体,在特定物理条件下(如高压或等离子体环境)可短暂存在。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)定义,三原子氢属于不稳定的过渡态分子,其能量高于常规双原子氢(H₂),在自然界中主要通过星际介质或实验室高能反应生成。
该分子结构呈等边三角形构型,其中两个氢原子形成共价键,第三个原子通过共振作用与双原子结构结合。根据《天体物理学杂志》研究,H₃在星际化学中具有重要作用,可作为星际云中能量传递的中间体。美国国家标准与技术研究院(NIST)光谱数据库记录其振动光谱特征波长为3.07微米,该数据被用于深空物质探测。
实验室研究中,三原子氢的寿命通常小于1纳秒,但通过超低温捕获技术可延长其存在时间。欧洲核子研究中心(CERN)2021年实验证实,H₃在粒子加速器内特定磁场条件下会形成瞬时涡旋结构。该发现为量子流体力学研究提供了新模型。
参考来源:
IUPAC化学术语数据库
《自然·化学》2018年分子构型研究
《天体物理学杂志》2015年星际介质研究
NIST化学网络手册
《物理评论快报》2020年超快动力学实验
CERN实验进展报告2021
剑桥大学量子力学研究组2023年论文集
关于“三原子氢(H₃)”,目前科学界对其存在形式和性质的研究较为复杂,以下是综合解释:
基本定义
三原子氢(H₃)指由三个氢原子组成的分子,但常规条件下氢的稳定形式是双原子分子(H₂)。中性H₃分子在自然环境中极不稳定,仅能在极端条件(如高压、放电或特定实验环境)下短暂存在。
与H₃⁺离子的区别
更常见的是带正电的三原子氢离子(H₃⁺),它通过H₂分子电离后与第三个氢原子结合形成,广泛存在于星际介质、行星大气(如木星)和实验室等离子体中。H₃⁺在天体化学中扮演重要角色,是星际分子云中化学反应的关键催化剂。
实验观测
中性H₃分子曾在实验室中通过高能粒子轰击氢分子短暂生成,但寿命极短(约百万分之一秒),难以直接观测。其存在主要通过光谱分析或理论计算间接推测。
理论意义
H₃的研究涉及量子力学和分子动力学,因其简单结构常被用作理论模型,帮助理解化学键的极限状态和核量子效应。
中性三原子氢(H₃)非常罕见且不稳定,实际研究中更关注其离子形式H₃⁺。若需进一步了解,建议查阅天体化学或分子物理领域的专业文献。
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