Protone: differenze tra le versioni

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Il nucleo del più comune [[isotopo]] dell'[[idrogeno]], il [[Prozio (chimica)|prozio]], è costituito esclusivamente da un protone ed è rappresentato come H⁺. I nuclei degli altri atomi sono composti da neutroni e protoni tenuti insieme dalla [[Interazione forte|forza forte]], che contrasta efficacemente la [[forza di Coulomb|repulsione coulombiana]] esistente fra cariche dello stesso segno. Il numero di protoni nel nucleo, detto [[numero atomico]], determina, assieme al numero di elettroni presenti, la natura stessa dell'elemento e le sue proprietà chimiche.

In [[chimica]] e [[biochimica]] il termine viene usato quasi sempre impropriamente per riferirsi allo [[ione]] dell'[[idrogeno]] in [[soluzione acquosa]] ([[Idronio|idrogenione]]), mentre in realtà il protone libero in soluzione acquosa non esistepuò esistere stabilmente, in quanto troppo reattivo, ed esiste invece lo [[ione molecolare]] covalente [[idrossonio]] o semplicemente ossonio, H₃O⁺. In questo contesto, secondo la [[teoria acido-base di Brønsted-Lowry]], un donatore di protoni è un [[acido]] e un accettore di protoni una [[base (chimica)|base]]. Il protone libero è il più semplice degli [[Acido di Lewis|acidi di Lewis]];<ref>{{Cita libro|nome=Raymond|cognome=Chang|titolo=Chemistry|accesso=2024-07-15|edizione=10th ed|data=2010|editore=McGraw-Hill|p=697|ISBN=978-0-07-727431-3}}</ref><ref>{{Cita libro|nome=Erwin|cognome=Riedel|nome2=Christoph|cognome2=Janiak|titolo=Anorganische Chemie|accesso=2024-07-15|edizione=10. Auflage|collana=De Gruyter Studium|data=2022|editore=De Gruyter|pp=367-370|ISBN=978-3-11-069604-2}}</ref> può essere generato in fase gassosa nella sorgente di uno [[spettrometro di massa]] per ionizzazione dell'idrogeno;<ref name=":0">{{Cita pubblicazione|nome=Fulvio|cognome=Cacace|data=1988-06-01|titolo=Radiolytic approach to gas-phase ion chemistry|rivista=Accounts of Chemical Research|volume=21|numero=6|pp=215–222|lingua=en|accesso=2024-07-15|doi=10.1021/ar00150a001|url=https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ar00150a001}}</ref> in tal modo può essere immesso in una [[trappola ionica]] e ivi fatto reagire con altre molecole di interesse e generare quindi le corrispondenti specie "protonate" che, in tal modo, divengono acidi di di Brønsted-Lowry: reagendo con una molecola di acqua, ad esempio, si ottiene lo ione già menzionato H₃O⁺; dall'ammoniaca, lo ione ammonio NH₄⁺; dal metano, lo ione [[Flussionalità|flussionale]] [[metanio]] CH₅⁺.<ref name=":0" /><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Golam|cognome=Rasul|nome2=G. K.|cognome2=Surya Prakash|nome3=George A.|cognome3=Olah|data=2011-11-28|titolo=Comparative study of the hypercoordinate carbonium ions and their boron analogs: A challenge for spectroscopists|rivista=Chemical Physics Letters|volume=517|numero=1|pp=1–8|accesso=2024-07-15|doi=10.1016/j.cplett.2011.10.020|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009261411012735}}</ref>

Il protone libero, H⁺, potendo accettare una [[Doppietto elettronico|coppia di elettroni]] da un'altra specie chimica, è il più semplice degli [[Acido di Lewis|acidi di Lewis]]<ref>{{Cita libro|autore=Paolo Silvestroni|titolo=Fondamenti di Chimica|anno=1968|editore=LIBRERIA EREDI VIRGILIO VESCHI|pp=357-358}}</ref><ref>{{Cita libro|nome=Erwin|cognome=Riedel|nome2=Christoph|cognome2=Janiak|titolo=Anorganische Chemie|accesso=2024-07-15|edizione=10. Auflage|collana=De Gruyter Studium|data=2022|editore=De Gruyter|pp=367-370|ISBN=978-3-11-069604-2}}</ref> e può unirsi spontaneamente a qualsiasi specie chimica elettricamente neutra, perfino a un atomo di [[elio]], generando in tal caso lo [[ione molecolare]] HHe⁺,<ref>{{Cita libro|titolo=Gas-phase ion and neutral thermochemistry|accesso=2024-07-15|collana=Journal of physical and chemical reference data|data=1988|editore=American chemical society American institute of physics|ISBN=978-0-88318-562-9}}</ref> [[isoelettronico]] alla molecola H₂, e che è il più forte acido di Brønsted conosciuto.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Rolf|cognome=Güsten|nome2=Helmut|cognome2=Wiesemeyer|nome3=David|cognome3=Neufeld|data=2019-04|titolo=Astrophysical detection of the helium hydride ion HeH+|rivista=Nature|volume=568|numero=7752|pp=357–359|lingua=en|accesso=2024-07-15|doi=10.1038/s41586-019-1090-x|url=https://www.nature.com/articles/s41586-019-1090-x}}</ref>

Lo ione H⁺ può essere generato in fase gassosa nella sorgente di uno [[spettrometro di massa]] per ionizzazione dell'idrogeno;<ref name=":0">{{Cita pubblicazione|nome=Fulvio|cognome=Cacace|data=1988-06-01|titolo=Radiolytic approach to gas-phase ion chemistry|rivista=Accounts of Chemical Research|volume=21|numero=6|pp=215–222|lingua=en|accesso=2024-07-15|doi=10.1021/ar00150a001|url=https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ar00150a001}}</ref> in tal modo può essere immesso in una [[trappola ionica]] e ivi fatto reagire con altre molecole di interesse e generare quindi le corrispondenti specie "protonate" che, in tal modo, divengono acidi di di Brønsted: reagendo con una molecola di acqua, ad esempio, si ottiene lo ione H₃O⁺ già menzionato; dall'[[ammoniaca]] si ottiene lo ione [[ammonio]] NH₄⁺; dal [[metano]], lo ione [[Flussionalità|flussionale]] [[metanio]] CH₅⁺<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Golam|cognome=Rasul|nome2=G. K.|cognome2=Surya Prakash|nome3=George A.|cognome3=Olah|data=2011-11-28|titolo=Comparative study of the hypercoordinate carbonium ions and their boron analogs: A challenge for spectroscopists|rivista=Chemical Physics Letters|volume=517|numero=1|pp=1–8|accesso=2024-07-15|doi=10.1016/j.cplett.2011.10.020|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009261411012735}}</ref>; dall'idrogeno molecolare, lo ione triangolare [[idrogenonio]], H₃⁺, osservato fin dal 1911. <ref>{{Cita pubblicazione|data=1913-08|titolo=Bakerian Lecture :—Rays of positive electricity|rivista=Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character|volume=89|numero=607|pp=1–20|lingua=en|accesso=2024-07-15|doi=10.1098/rspa.1913.0057|url=https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspa.1913.0057}}</ref>

Una branca della [[chimica]] si focalizza sulla protonazione in fase gassosa di molecole e sui trasferimenti di protone tra molecola e molecola:<ref name=":0" /> in tale ambito assume particolare importanza l'[[affinità protonica]], definita come la [[Entalpia|variazione di entalpia]], cambiata di segno, della reazione di protonazione della molecola,<ref>"[http://goldbook.iupac.org/P04907.html Proton affinity.]" ''Compendium of Chemical Terminology''.</ref> in quanto tale affinità rappresenta una misura della [[basicità intrinseca]] di quella molecola.<ref>{{Cita libro|autore=J. E. Huheey|wkautore=|autore2=E. A. Keiter|autore3=R. L. Keiter|titolo=Chimica Inorganica,Principi, Strutture, Reattività|ed=2|anno=1999|editore=Piccin|pp=342-344|ISBN=88-299-1470-3}}</ref>

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