Gibt es überhaupt H4O+?
Hallo :)
Kann jemand mir vielleicht sagen warum so in der Chemie solche molekulare Formel H4O+ nicht gibt.
Logischerweise sind noch ein paar Elektronen frei bei H3O+, das heisst es sollte trotzdem noch eine neue Bindung mit H+ eingehen werden oder?
Viel Grüße
4 Antworten
Sind ja beide positiv geladen also stoßen sich ab. Aber mit genügend Energie könnte man die zusammen kriegen
H2O-H2 gibt es zum beispiel .... mit viel aufwand
Die Antwort von Picus sagt eigentlich alles. Ich habe just for Fun mal die Ladung am Sauerstoff berechnen (nach Huckel) lassen für die verschiedenen Moleküle/Ionen
Während beim Wasser der Sauerstoff noch eine angenehme Ladung von -0,42 besitzt, beträgt die Ladung vom Oxonium-Ion noch -0,33
Bei dem von Dir hypothetisch vorgestellten Kation wäre die Ladung +1,2 also energetisch EXTREM ungünstig. Dazu kommt dass der Wasserstoff irgendwo bei +0,2 herum-daddelt. Na was fällt auf? Genau gleiche Ladungen stoßen sich ab. Selbst beim Oxoniumionen sieht man schon die Problematik, die Wasserstoffatome haben dort Ladungen von etwa -0.6, -0.04 und 0.04.
Daher: not gonna happen
Ein Ion der Art H4O⁺ kann es aufgrund der elektronischen Verhältnisse des Wasserstoffs und des Sauerstoffs einfach nicht geben. Wenn 4 H an ein O gebunden werden, resultiert von der Elektronenbilanz immer eine H4O²⁺-Ion.
Die Existenz von H4O²⁺ wurde mittels Wasserstoff/Deuterium-Isotopenaustausch hergeleitet und durch ¹⁷O-NMR-Spektroskopie in der extremst sauren kondensierten Phase der Supersäure Fluorantimonsäure (HF:SbF5 oder HSbF6) nachgewiesen. Es scheint, dass selbst die etwas schwächere, aber immer noch sehr stark saure magische Säure HSO3F:SbF5 nicht stark genug ist, um eine messbare Protonierung von H3O⁺ zu H4O²⁺ zu bewirken. H4O²⁺ könnte wahrscheinlich auch in der Gasphase existieren, indem Wasser nackten Protonen ausgesetzt wird, und ebenfalls in der Astrochemie eine gewisse Bedeutung haben. In diesem Zusammenhang wurde H4S²⁺ebenfalls durch die gleiche Art von Messungen in magischen Säuremischungen nachgewiesen.
Unterm Strich: Alles ziemlich exotisch und kann man für den Hausgebrauch auch schnell wieder vergessen.
Dazu kommt, dass das relativ kleine (und EN-starke) Sauerstoffatom ein ziemliches Problem damit haben wird die zweifach positive Ladung auch nur im Ansatz irgendwie vernünftig zu akzeptieren.