سيانيد الهيدروجين البروتوني

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

أيون HCNH + ، المعروف أيضاً باسم سيانيد الهيدروجين البروتوني ، هو أيون جزيئي ذو أهمية في الفيزياء الفلكية. كما يوجد في الحالة المكثفة عند تكوينه بواسطة الأحماض الفائقة . [ 5 ]

بناء

في الحالة الأرضية ، يكون جزيء HC + NH جزيئًا خطيًا بسيطًا، بينما يُتوقع أن يكون له في حالته الثلاثية المثارة أشكال متماثلة من نوعي cis و trans . كما دُرست نظريًا المتصاوغات البنيوية ذات الطاقة الأعلى H₂CN⁺ و C + NH₂ . [ 6 ]

الدراسات المختبرية

باعتباره أيونًا جزيئيًا بسيطًا نسبيًا، خضع HCNH + لدراسات مكثفة في المختبر. ركز أول طيف تم الحصول عليه عند أي طول موجي على نطاق الدوران الاهتزازي ν2 (تمدد الرابطة C-H ) في منطقة الأشعة تحت الحمراء . [ 7 ] بعد ذلك بوقت قصير، نشر المؤلفون أنفسهم نتائج دراستهم لنطاق ν1 ( تمدد الرابطة N-H). [ 8 ] عقب هذه الدراسات الأولية، نشرت عدة مجموعات بحثية مخطوطات حول أطياف الدوران الاهتزازي المختلفة لـ HCNH + ، بما في ذلك دراسات نطاق ν3 (تمدد الرابطة C≡N)، [ 9 ] ونطاق ν4 (انحناء الرابطة H−C≡N)، [ 10 ] ونطاق ν5 ( انحناء الرابطة H−N≡C). [ 11 ]

بينما ركزت جميع هذه الدراسات على الأطياف الدورانية الاهتزازية في نطاق الأشعة تحت الحمراء ، لم يتقدم التطور التكنولوجي بما يكفي لإجراء دراسة للطيف الدوراني الخالص لجزيء HCNH + في نطاق الموجات الميكروية إلا في عام 1998. في ذلك الوقت، نُشرت أطياف الموجات الميكروية لجزيء HCNH + ونظائره HCND + وDCND + . [ 12 ] ومؤخرًا، أُعيد قياس الطيف الدوراني الخالص لجزيء HCNH + لتحديد ثوابت الدوران الجزيئي B و D بدقة أكبر . [ 13 ]

التكوين والتدمير

بحسب قاعدة البيانات على موقع astrochemistry.net ، تتضمن النماذج الكيميائية الأكثر تطورًا لمركب HCNH + ما مجموعه 71 تفاعلًا لتكوينه و21 تفاعلًا لتدميره. مع ذلك، لا يهيمن على عملية التكوين والتدمير سوى عدد قليل منها. [ 14 ] في حالة التكوين، التفاعلات السبعة المهيمنة هي:

H + 3 + HCN → HCNH + + H 2
H + 3 + HNC → HCNH + + H 2
HCO + + HCN → HCNH + + CO
HCO + + HNC → HCNH + + CO
H3O + + HCN → HCNH + + H2O
ح 3 O + + HNC → HCNH + + H2O
C + + NH 3 → HCNH + + H

الاكتشافات الفلكية

الكشف الأولي بين النجوم

تم رصد HCNH + لأول مرة في الفضاء بين النجوم عام 1986 باتجاه السحابة الكثيفة Sgr  B2 باستخدام طبق NRAO بقطر 12 مترًا ومرصد تكساس للموجات المليمترية . [ 15 ] استخدمت هذه الملاحظات الانتقالات الدورانية البحتة J = 1–0 و2–1 و3–2 عند 74 و148 و222 جيجاهرتز على التوالي.    

عمليات الرصد اللاحقة في الفضاء بين النجوم

منذ الكشف الأولي، رُصدت أيونات HCNH + أيضًا في TMC-1 [ 16 ] [ 17 ] وكذلك في DR 21(OH) [ 16 ] [ 18 ] . كما تم تأكيد الكشف الأولي باتجاه Sgr B2 [ 16 ] [ 19 ] . جميع هذه المصادر الثلاثة عبارة عن سحب جزيئية كثيفة، وحتى الآن لم يتم رصد أيونات HCNH + في المادة بين النجومية المنتشرة.

هيئات النظام الشمسي

على الرغم من عدم رصد أيون HCNH + بشكل مباشر باستخدام التحليل الطيفي، فقد تم استنتاج وجوده في الغلاف الجوي لأكبر أقمار زحل ، تيتان ، [ 20 ] استنادًا إلى بيانات من جهاز مطياف الكتلة الأيوني والمحايد (INMS) الموجود على متن مسبار كاسيني الفضائي. وقد تنبأت نماذج الغلاف الجوي لتيتان بأن أيون HCNH + سيكون الأيون السائد، ويبدو أن وجود قمة قوية في طيف الكتلة عند m/z = 28 يدعم هذه النظرية.  

في عام 1997، أُجريت رصدات على المذنب هيل-بوب ذي الدورة المدارية الطويلة في محاولة للعثور على أيون HCNH + ، [ 21 ] ولكن لم يتم رصده. ومع ذلك، فإن الحد الأعلى المستخلص من هذه الرصدات، إلى جانب رصد أيونات HCN و HNC و CN ، يُعدّ مهمًا في فهم الكيمياء المرتبطة بالمذنبات .

مراجع

  1. 1 2 3 4 "ميثيليدين أمونيوم | CH 2 N" . ChemSpider . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 يناير 2019 .
  2. 1 2 3 4 "ميثانيمين" . PubChem . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 يناير 2019 .
  3. ^ “إتش سي إن إتش+” . webbook.nist.gov .
  4. ↑ "ميثانيمين | CH 2 N" . ChemSpider . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 يناير 2019 .
  5. ↑ غوتز، نادين ر.؛ أكسهاوزن، يواكيم أ.هـ.؛ سولتنر، تيريزا؛ روتر، كريستيان؛ كورناث، أندرياس ج. (16 أكتوبر 2016). "سيانيد الهيدروجين البروتوني". ChemistrySelect . 1 (17): 5517–5520 . doi : 10.1002/slct.201600399 .
  6. ↑ ألين، تي إل؛ جودارد، جيه دي؛ شيفر، إتش إف الثالث (1980). "دور محتمل لنظائر H₂CN+ الثلاثية في تكوين HCN وHNC في السحب بين النجوم" . مجلة الفيزياء الكيميائية . 73 (7): 3255-3263 . Bibcode : 1980JChPh..73.3255A . doi : 10.1063 / 1.440520 . S2CID 95029005 . 
  7. ↑ ألتمان، آر إس، كروفتون، إم دبليو، أوكا، تي (1984). "ملاحظة حزمة الأشعة تحت الحمراء ν 2 (تمدد CH) لسيانيد الهيدروجين البروتوني، HCNH + ". مجلة الفيزياء الكيميائية . 80 (8): 3911-3912 . Bibcode : 1984JChPh..80.3911A . doi : 10.1063/1.447173 .
  8. ↑ ألتمان، آر إس، كروفتون، إم دبليو، أوكا ، تي (1984). "مطيافية الأشعة تحت الحمراء عالية الدقة لحزمتي ν1 (تمدد NH) و ν2 (تمدد CH) لـ HCNH + " . مجلة الفيزياء الكيميائية . 81 (10): 4255-4258 . Bibcode : 1984JChPh..81.4255A . doi : 10.1063 / 1.447433 .
  9. ↑ كاجيتا م، كاواغوتشي ك ، هيروتا إي (1988). "مطيافية ليزر ثنائي لحزمة ν3 (تمدد CN) لـ HCNH + ". مجلة مطيافية الجزيئات . 127 (1): 275-276 . Bibcode : 1988JMoSp.127..275K . doi : 10.1016/0022-2852(88)90026-4 .
  10. ↑ تاناكا ك، كاواغوتشي ك، هيروتا إي (1986). "مطيافية ليزر ثنائي لحزمة ν 4 (انحناء HCN) لـ HCNH + ". مجلة مطيافية الجزيئات . 117 (2): 408-415 . Bibcode : 1986JMoSp.117..408T . doi : 10.1016/0022-2852(86)90164-5 .
  11. ↑ هو دبليو سي، بلوم سي إي، ليو دي جيه، أوكا تي (1987). "حزمة الأشعة تحت الحمراء ν 5 (انحناء HNC) لسيانيد الهيدروجين البروتوني، HCNH + ". مجلة التحليل الطيفي الجزيئي . 123 (1): 251-253 . Bibcode : 1987JMoSp.123..251H . doi : 10.1016/0022-2852(87)90275-X .
  12. ↑ أراكي م، أوزيكي هـ، سايتو س (1998). "القياس المختبري للانتقالات الدورانية البحتة لأيون HCNH + ونظائره". رسائل المجلة الفيزيائية الفلكية . 496 (1): L53. arXiv : astro-ph/9801241 . Bibcode : 1998ApJ...496L..53A . doi : 10.1086/311245 . S2CID 17868534 . 
  13. ↑ أمانو تي، هاشيموتو ك، هيراو تي ( 2006). "مطيافية الموجات دون المليمترية لـ HCNH + و CH3CNH + " . مجلة التركيب الجزيئي . 795 ( 1-3 ): 190-193 . Bibcode : 2006JMoSt.795..190A . doi : 10.1016/j.molstruc.2006.02.035 .
  14. ↑ ميلار، تي جيه، فاركوهار، بي آر، ويلاسي، كيه (1997). "قاعدة بيانات جامعة مانشستر للعلوم والتكنولوجيا للكيمياء الفلكية 1995". سلسلة ملاحق علم الفلك والفيزياء الفلكية . 121 (1): 139-185 . arXiv : 1212.6362 . Bibcode : 1997A & AS..121..139M . doi : 10.1051/aas:1997118 .
  15. ↑ زيوريس، إل إم ؛ تيرنر، بي إي (1986). "HCNH + : أيون جزيئي جديد بين النجوم" (ملف PDF) . رسائل المجلة الفيزيائية الفلكية . 302 : L31– L36. Bibcode : 1986ApJ...302L..31Z . doi : 10.1086/184631 . PMID 11542069 . 
  16. 1 2 3 شيلكه ب، والمسلي سي إم، ميلار تي جيه، هينكل سي (1991). "HCN البروتوني في السحب الجزيئية". علم الفلك والفيزياء الفلكية . 247 : 487-496 . Bibcode : 1991A & A...247..487S .
  17. ↑ زيوريس، إل إم ؛ أبوني، إيه جيه؛ يودر، جيه تي (1992). "الكشف عن البنية فائقة الدقة الرباعية الأقطاب في HCNH + ". رسائل المجلة الفيزيائية الفلكية . 397 : L123– L126. Bibcode : 1992ApJ...397L.123Z . doi : 10.1086/186560 .
  18. ↑ هيزاره ت، هود م، مكوي س، فاستل س، بينغ ر (2008). "التحديد المتزامن لمعدل تأين الأشعة الكونية والتأين الجزئي في DR 21(OH)". المجلة الفيزيائية الفلكية . 684 (2): 1221-1227 . arXiv : 0805.4018 . Bibcode : 2008ApJ ...684.1221H . doi : 10.1086/590365 . S2CID 6284545 . 
  19. ↑ نوميلين أ، بيرغمان ب، هيالمارسون أ، فريبيرغ ب، إيرفين و.م، ميلار ت.ج، أوهيشي م، سايتو س (2000). "مسح طيفي ثلاثي المواقع لنجم القوس ب2 بين 218 و263 جيجاهرتز. الجزء الثاني: تحليل البيانات" . مجلة الفيزياء الفلكية، سلسلة الملاحق . 128 (1): 213-243 . Bibcode : 2000ApJS..128..213N . doi : 10.1086/313376 . hdl : 10098/1550 . 
  20. ↑ كرافنز، تي إي، روبرتسون، آي بي، وايت، جيه إتش، ييل، آر في، كاسبرزاك، دبليو تي، كيلر، سي إن، ليدفينا، إس إيه، نيمان، إتش بي، لومان، جيه جي، ماكنوت، آر إل، إيب، دبليو إتش، دي لا هاي، في، مولر-وودارج، آي، والوند، جيه إي، أنيسيتش، في جي، فيتون، في (2006). "تركيب غلاف تيتان الجوي" (ملف PDF) . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 33 (7): L07105. Bibcode : 2006GeoRL..3307105C . doi : 10.1029/2005GL025575 . hdl : 2027.42/94758 .
  21. ↑ زيوريس، إل إم ؛ سافاج، سي؛ بريستر، إم إيه؛ أبوني، إيه جيه؛ بيش، تي سي؛ ويكوف، إس. (1999). "كيمياء السيانيد في المذنب هيل-بوب (C/1995 O1)" . رسائل المجلة الفيزيائية الفلكية . 527 (1): L67– L71. Bibcode : 1999ApJ...527L..67Z . doi : 10.1086/312388 . PMID 10567001 .