在化學中，乙鎓離子或質子化乙烷，又稱乙烷正離子[1]，是一種非常活潑的正離子，化學式為C
2H+
7。它可以視作一個乙烷分子（C
2H
6）和一個額外的質子（氫原子核），而這個質子使其具有+1電荷。
2H+
7）
乙鎓離子是最簡單的碳鎓離子之一（僅次於甲鎓離子CH+
5）。1960年，S. Wexler和N. Jesse首次發現它是一種稀薄的氣體。[2]它很容易分解成乙烯鎓離子C
2H+
5和氫分子H
2。
生產
乙鎓離子首次在稀薄的甲烷或乙烷氣體裡的放電所產生的離子中，通過紅外光譜檢測到。[2]
乙鎓離子也可以通過在低壓（約2 mmHg）下用電子束照射含有痕量乙烷的甲烷生產。[3]電子束首先產生甲鎓離子和甲烯鎓離子。甲鎓離子迅速將質子轉移到乙烷：
- CH+
5 + C
2H
6 → CH
4 + C
2H+
7
在稍低的壓力下將CH+
5、N
2OH+
或HCO+
注入到乙烷時也可以觀察到這個反應。[4]
穩定性和反應
在大約1 mmHg和30 °C下，乙鎓離子非常緩慢地解離成乙烯和H
2，跨越約10 kcal/mol的能壘。分解反應在92 ℃下快得多。[3][4]據稱這個反應幾乎是無熱的，但由於有熵的增加，它有8 kcal/mol的自由能。[5]
結構
根據推測，乙鎓離子像它的「不飽和」親戚乙烯鎓離子和乙炔鎓離子C
2H+
3一樣，（至少暫時）有一個質子同時與兩個碳原子結合，而電荷在它們之間均勻分布，就如其他非經典離子一樣。在「經典」結構中，電荷和額外的氫僅與其中一個原子結合，即甲基化的甲鎓離子。
早期計算已經預測這兩種形式的能量應該比解離狀態C
2H+
5 + H
2的低4至12 kcal/mol，而它們應該被一個帶有微正電荷的能壘隔開。[2]Yeh等人(1989)進行的氣態紅外光譜表明兩種形式都是穩定的。[2]橋接結構的能量最低，比經典結構低4至8 kcal/mol。[2]
參見
- 雙質子化乙烷C
2H2+
8[6]
參考文獻
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