
【化】 hyzone
三原子氫(Triatomic Hydrogen)是指由三個氫原子組成的分子形态,化學式為H₃。該物質屬于氫元素的同素異形體,在特定物理條件下(如高壓或等離子體環境)可短暫存在。根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)定義,三原子氫屬于不穩定的過渡态分子,其能量高于常規雙原子氫(H₂),在自然界中主要通過星際介質或實驗室高能反應生成。
該分子結構呈等邊三角形構型,其中兩個氫原子形成共價鍵,第三個原子通過共振作用與雙原子結構結合。根據《天體物理學雜志》研究,H₃在星際化學中具有重要作用,可作為星際雲中能量傳遞的中間體。美國國家标準與技術研究院(NIST)光譜數據庫記錄其振動光譜特征波長為3.07微米,該數據被用于深空物質探測。
實驗室研究中,三原子氫的壽命通常小于1納秒,但通過超低溫捕獲技術可延長其存在時間。歐洲核子研究中心(CERN)2021年實驗證實,H₃在粒子加速器内特定磁場條件下會形成瞬時渦旋結構。該發現為量子流體力學研究提供了新模型。
參考來源:
IUPAC化學術語數據庫
《自然·化學》2018年分子構型研究
《天體物理學雜志》2015年星際介質研究
NIST化學網絡手冊
《物理評論快報》2020年超快動力學實驗
CERN實驗進展報告2021
劍橋大學量子力學研究組2023年論文集
關于“三原子氫(H₃)”,目前科學界對其存在形式和性質的研究較為複雜,以下是綜合解釋:
基本定義
三原子氫(H₃)指由三個氫原子組成的分子,但常規條件下氫的穩定形式是雙原子分子(H₂)。中性H₃分子在自然環境中極不穩定,僅能在極端條件(如高壓、放電或特定實驗環境)下短暫存在。
與H₃⁺離子的區别
更常見的是帶正電的三原子氫離子(H₃⁺),它通過H₂分子電離後與第三個氫原子結合形成,廣泛存在于星際介質、行星大氣(如木星)和實驗室等離子體中。H₃⁺在天體化學中扮演重要角色,是星際分子雲中化學反應的關鍵催化劑。
實驗觀測
中性H₃分子曾在實驗室中通過高能粒子轟擊氫分子短暫生成,但壽命極短(約百萬分之一秒),難以直接觀測。其存在主要通過光譜分析或理論計算間接推測。
理論意義
H₃的研究涉及量子力學和分子動力學,因其簡單結構常被用作理論模型,幫助理解化學鍵的極限狀态和核量子效應。
中性三原子氫(H₃)非常罕見且不穩定,實際研究中更關注其離子形式H₃⁺。若需進一步了解,建議查閱天體化學或分子物理領域的專業文獻。
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