Dimero dell'acqua protonato

Il dimero dell'acqua ${\displaystyle (\mathrm {H_{2}O} )_{2}}$ può legare uno ione ${\displaystyle {\ce {H+}}}$, formando il complesso intermolecolare ${\displaystyle (\mathrm {H_{2}O} )_{2}\mathrm {H} ^{+}}$ secondo la reazione di protonazione

${\displaystyle (\mathrm {H_{2}O} )_{2}+\mathrm {H} ^{+}\to (\mathrm {H_{2}O} )_{2}\mathrm {H} ^{+}}$

il complesso ${\displaystyle (\mathrm {H_{2}O} )_{2}\mathrm {H} ^{+}}$ può avere due principali configurazioni geometriche a seconda della posizione del protone ${\displaystyle {\ce {H+}}}$. Se il protone è fortemente legato ad una delle due molecole di acqua, il sistema può essere considerato come il complesso intermolecolare tra ${\displaystyle {\ce {H3O+}}}$ e ${\displaystyle {\ce {H2O}}}$ e viene chiamato Eigen . Se invece protone è condiviso in modo uguale dalle due molecole di acqua, la struttura è chiamata Zundel. Le due strutture possiedono differenti proprietà di simmetria e la loro relativa stabilità è stata stimata attorno a ${\displaystyle 1,2\,\mathrm {kJ/mole} }$ a favore dell'isomero Zundel utilizzando i metodi della chimica quantistica.

L'energia di interazione tra il dimero (H₂O)₂ e il dimero protonato ${\displaystyle (\mathrm {H_{2}O} )_{2}\mathrm {H} ^{+}}$ nel vuoto è chiamata affinità protonica di ${\displaystyle (\mathrm {H_{2}O} )_{2}}$

${\displaystyle \Delta E=E[(\mathrm {H_{2}O} )_{2}\mathrm {H} ^{+}]-E[\mathrm {H_{2}O} ]_{2}}$

L'affinità protonica sperimentale del dimero dell'acqua è ${\displaystyle 808\pm 6\,\mathrm {kJ/mole} }$.

• Acqua
• Dimero dell'acqua
• Legame idrogeno

• (EN) Global Minima of Protonated Water Clusters - Coordinate cartesiane dei cluster protonati dell'acqua - Matthew P. Hodges and David J. Wales Chemical Physics Letters, 324, 279-288, 2000, su www-wales.ch.cam.ac.uk.

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