Hélonium

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Modèle:Confusion Modèle:Redirect Modèle:Redirect2 Modèle:Infobox Chimie

L’hélonium est le cation diatomique de formule HeHModèle:Exp. Il consiste en un atome d'hélium lié à un atome d'hydrogène avec un électron en moins. C'est le plus stable et le mieux connu des Modèle:Page h'[alpha 1]. L'hélonium est le plus fort des acides connus.

Premier composé chimique formé dans l'Univers, l'hélonium a été synthétisé au laboratoire dès 1925 mais n'a été détecté dans l'espace qu'en 2019.

Découverte

Isoélectronique avec l'hydrogène moléculaire Modèle:Fchim, l'hélonium a été obtenu expérimentalement pour la première fois en 1925, par réaction de protons sur de l'hélium en phase gazeuse[1].

Détection

La présence d'hélonium dans le milieu interstellaire a été suggérée dans les Modèle:Nobr[2], mais sa première détection sans équivoque n'a été rapportée qu'en 2019, dans la nébuleuse planétaire Modèle:Nobr[3].

Propriétés physiques

La longueur de la liaison covalente de l'ion HeHModèle:Exp vaut Modèle:Unité/2[4]. C'est l'ion hétéronucléaire le plus simple, comparable au cation dihydrogène Modèle:FchimModèle:Exp ; cependant, contrairement à ce dernier, il possède un moment dipolaire permanent, ce qui rend sa caractérisation spectroscopique plus facile[5].

Propriétés chimiques

L'hélonium est l'acide le plus fort connu, avec une affinité protonique de Modèle:Unité[6].

L'hydrure d'hélium réagit avec la plupart des substances. On a montré qu'il cède un proton au dioxygène Modèle:Fchim, à l'ammoniac Modèle:Fchim, au dioxyde de soufre Modèle:Fchim, à l'eau Modèle:Fchim et au dioxyde de carbone Modèle:Fchim pour donner respectivement les espèces Modèle:FchimModèle:Exp, [[Ammonium|Modèle:FchimModèle:Exp]], Modèle:FchimModèle:Exp, [[Hydronium|Modèle:FchimModèle:Exp]] et Modèle:FchimModèle:Exp[7]. D'autres molécules, comme le monoxyde d'azote NO, le dioxyde d'azote Modèle:Fchim, le protoxyde d'azote Modèle:Fchim, le sulfure d'hydrogène Modèle:Fchim, le méthane Modèle:Fchim, l'acétylène Modèle:Fchim, l'éthylène Modèle:Fchim, l'éthane Modèle:Fchim, le méthanol Modèle:Fchim ou encore l'acétonitrile Modèle:Fchim, réagissent avec l'hydrure d'hélium, mais se décomposent sous l'effet de la grande quantité d'énergie libérée par cette réaction[7].

Une technique employée pour étudier les réactions entre l'hydrure d'hélium et les substances organiques consiste à produire un dérivé tritié de ces substances et d'attendre la désintégration radioactive du tritium Modèle:Nucléide pour former de l'Modèle:Nobr Modèle:Nucléide, qui réagit d'abord avec un atome d'hydrogène pour former le cation Modèle:3HeHModèle:Exp : ce dernier réagit alors avec la substance organique environnante, permettant d'en étudier la réaction[7].

D'autres atomes d'hélium peuvent se lier au cation HeHModèle:Exp pour former des agrégats plus larges tels que Modèle:FchimModèle:Exp, Modèle:FchimModèle:Exp, Modèle:FchimModèle:Exp, Modèle:FchimModèle:Exp et Modèle:FchimModèle:Exp, ce dernier étant particulièrement stable[7].

Présence dans la nature

Univers primitif

L'hélonium est le premier composé chimique de l'histoire de l'Univers, formé moins de Modèle:Unité après le Modèle:Lang (après la recombinaison de l'hélium mais avant celle de l'hydrogène) par la réaction :

He+H+→HeH++γ.

Selon les calculs effectués dans le cadre du modèle ΛCDM, l'abondance cosmique de HeHModèle:Exp a crû jusqu'à environ Modèle:Unité (rapportée au nombre total de baryons) quand le décalage vers le rouge Modèle:Mvar a décru de 2 000 à 20, environ, pour diminuer ensuite par photodissociation[8].

Univers actuel

Modèle:Nobr, où l'ion HeHModèle:Exp a été détecté, est une nébuleuse planétaire dense et très jeune (à peine Modèle:Unité), située à environ Modèle:Unité dans la constellation du Cygne.

La première détection de HeHModèle:Exp dans le milieu interstellaire, dans la nébuleuse Modèle:Nobr, a été rapportée dans la revue Nature en Modèle:Date-[3]Modèle:,[9]. Ce pourrait être le premier composé formé dans l'univers[10], dans la mesure où l'hydrogène et l'hélium sont les deux principaux éléments chimiques issus de la nucléosynthèse primordiale. Les premières étoiles apparues dans l'univers, dites [[Étoile de population III|de Modèle:Nobr romains]], devaient contenir le cation HeHModèle:Exp qui aurait influencé leur formation et leur évolution subséquente. En particulier, son fort moment dipolaire pourrait expliquer l'opacité des étoiles de très faible métallicité[9]. Cet ion serait également un constituant important de l'atmosphère des naines blanches riches en hélium, qu'il contribuerait à opacifier, ce qui ralentirait le refroidissement de ces astres[11].

Outre les nébuleuses planétaires denses[12] comme Modèle:Nobr[9], l'ion HeHModèle:Exp pourrait aussi être observé par exemple dans les étoiles à hélium froides[9] et les [[Région HII|régions HModèle:II]][12]. La détection spectroscopique de HeHModèle:Exp est rendue compliquée par le fait que l'une des raies spectrales les plus intenses de cet ion, à Modèle:Unité de longueur d'onde, coïncide avec un doublet de raies spectrales du radical méthylidyne ⫶CH[9].

HeHModèle:Exp pourrait se former dans le gaz se refroidissant à la suite des ondes de choc parcourant les nuages interstellaires provoquées par les vents stellaires, les supernovae et les flux de matières éjectés des jeunes étoiles. Si la vitesse de ces chocs excède environ Modèle:Unité, ils pourraient provoquer la formation de quantités de HeHModèle:Exp suffisantes pour être détectables. Si elles parvenaient à être détectées, les émissions d'ions HeHModèle:Exp constitueraient un traceur utile pour ce type de chocs[13].

Notes et références

Notes

Modèle:Références

Références

Modèle:Références

Voir aussi

Bibliographie

Articles connexes

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  1. ↑ Modèle:Article.
  2. ↑ Modèle:Article.
  3. ↑ 3,0 et 3,1 Modèle:Article.
  4. ↑ Modèle:Article.
  5. ↑ Modèle:Article.
  6. ↑ Modèle:Article.
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 et 7,3 Modèle:Article.
  8. ↑ Modèle:Article.
  9. ↑ 9,0 9,1 9,2 9,3 et 9,4 Modèle:Article.
  10. ↑ Modèle:Article.
  11. ↑ Modèle:Article.
  12. ↑ 12,0 et 12,1 Modèle:Article.
  13. ↑ Modèle:Article.
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