ヒドロン

ヒドロン
	系統名 Hydron (substitutive); Hydrogen(1+) (additive)
識別情報
CAS登録番号	12408-02-5
PubChem	1038
ChemSpider	1010
KEGG	C00080
ChEBI	CHEBI:15378;
	SMILES [H+];
	InChI InChI=1S/p+1 Key: GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N ;
特性
化学式	H+
モル質量	1.00739 g mol-1
精密質量	1.007276466812(90) g mol-1
熱化学
標準モルエントロピー So	108.95 J K-1 mol-1
	特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

ヒドロン(Hydron)は、H⁺という記号で表される、水素原子の陽イオンの一般名である。「プロトン」という言葉は、最も多い同位体である軽水素の陽イオンを意味する。「ヒドロン」は、その同位体組成に関わらない陽イオンを表す。そのため、プロトン(¹H⁺)、デューテロン(²H⁺, D⁺)、トリトン(³H⁺, T⁺)を含む名称である。他のイオンと異なり、ヒドロンは裸の原子核のみから構成される。

ヒドロン（裸の水素原子核）は、反応性が高すぎるため多くの液体中では存在できない。自由なヒドロンは、液体中で分子と反応し、より複雑な陽イオンを形成する。例としては、水中における水素イオンの水和型であるオキソニウムイオン(H₃O⁺)や最も強い超酸であるフルオロアンチモン酸の不安定な陽イオンH₂⁺がある。このため液体中では、ヒドロンは複雑なイオンと接触して、グロッタス機構により拡散する^[2]。水中においてオキソニウムイオンは、スヴァンテ・アレニウスによる酸の定義の鍵となる。他の水和型には、1つのプロトンと2つの水分子からなるズンデルカチオン(H₅O₂⁺)や1つのプロトンと3つの水分子からなるアイゲンカチオン(H₉O₄⁺)があり、グロッタス機構に従う「水素ホッピング」において重要な役割を担っている。ヒドロン自体も、より一般的なブレンステッド-ローリーの酸塩基理論において重要な役割を果たしている。

陰電荷を持つヒドロンのカウンターパートは、ヒドリド(H^-)という。

ヒドロンの同位体[編集]

プロトン - ${\ce {{}^1H^+}}$ （即ち水素原子の陽イオン）
デューテロン - ${\ce {^2H^+ , D^+}}$
トリトン - ${\ce {^3H^+ , T^+}}$

他の水素の同位体は、不安定すぎて意味を持たない。

用語の歴史[編集]

「ヒドロン」(Hydron)という用語は、国際純正・応用化学連合により、未分画の天然の水素同位体混合物に含まれる軽水素、重水素、三重水素について区別がなされないときに「プロトン」に代わる言葉として使うことが勧告されている。「プロトン」という用語は、同位体分離された純粋な¹H⁺を表す^[3]。一方、水素化物イオンも存在するために、ヒドロンを単に「水素イオン」(hydrogen ion)ということは推奨されない^[4]。

「ヒドロン」という用語は、1988年に国際純正・応用化学連合によって定義された^[5]^[6]。しかし、今でも「ヒドロン」という用語の代わりに「プロトン」という用語が用いられており、プロトン化、脱プロトン化、プロトンポンプ、プロトンチャネル等という用語がある。また酸塩基反応によるH⁺の移動は、通常は「プロトン移動」と呼ばれる。「ヒドロン」という用語は、速度論的同位体効果や同位体標識等、水素の同位体を区別することが重要な文脈でのみ用いられている。

しかし、天然の水素原子核の99.9844%はプロトンであり、残り（海水では156 ppm）がデューテロン、ごく少量がトリトンである。

出典[編集]

^ ^a ^b “hydron (CHEBI:15378)”. Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI). UK: European Bioinformatics Institute. 2014年9月5日閲覧。
^ [1] Computer modeling of proton-hopping in superacids.
^ Nomenclature of Inorganic Chemistry-IUPAC Recommendations 2005 Red Book 2005.pdf IR-3.3.2, p.48
^ Compendium of Chemical Terminology, 2nd edition McNaught, A.D. and Wilkinson, A. Blackwell Science, 1997 [ISBN 0-86542-684-8], also online Archived 2005年12月12日, at the Wayback Machine.
^ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). オンライン版: (2006-) "hydron".
^ Bunnet, J.F.; Jones, R.A.Y. (1968). “Names for hydrogen atoms, ions, and groups, and for reactions involving them (Recommendations 1988)”. Pure Appl. Chem. 60 (7): 1115–6. doi:10.1351/pac198860071115.

[hydron_(CHEBI:15378)-1] “hydron (CHEBI:15378)”. Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI). UK: European Bioinformatics Institute. 2014年9月5日閲覧。

[2] [1] Computer modeling of proton-hopping in superacids.

[3] Nomenclature of Inorganic Chemistry-IUPAC Recommendations 2005 Red Book 2005.pdf IR-3.3.2, p.48

[4] Compendium of Chemical Terminology, 2nd edition McNaught, A.D. and Wilkinson, A. Blackwell Science, 1997 [ISBN 0-86542-684-8], also online Archived 2005年12月12日, at the Wayback Machine.

[5] IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). オンライン版: (2006-) "hydron".

[6] Bunnet, J.F.; Jones, R.A.Y. (1968). “Names for hydrogen atoms, ions, and groups, and for reactions involving them (Recommendations 1988)”. Pure Appl. Chem. 60 (7): 1115–6. doi:10.1351/pac198860071115.

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ヒドロンの同位体[編集]

用語の歴史[編集]

関連項目[編集]

出典[編集]