Аніон водню, H−, — негативний іон водню, тобто атом водню, який захопив зайвий електрон. Аніон водню є важливим компонентом зоряних атмосфер, зокрема як сонячної атмосфери. У хімії цей іон називається гідридом. Іон має , зв'язані з ядром електромагнітною силою.

Енергія зв'язку H− дорівнює енергії приєднання додаткового електрона до атома водню, що називається спорідненістю до електрона водню. Її експериментально виміряно як 0,754195(19) еВ або 0,02771616(70) гартрі. Повна енергія основного стану при цьому становить −14,359888 еВ.

Згідно з нерівністю Ліба, H2− не має зв'язаного стану, отже не існує.

Поширеність Гідрид-іон водню є головним джерелом зв'язано-вільної непрозорості у видимому та ближньому інфрачервоному діапазонах в атмосферах зір, подібних до Сонця, і холодніших. Його важливість уперше відзначили в 1930-х роках . Іон поглинає фотони з енергіями в діапазоні 0.75–4.0 еВ, що включає всю видиму частину спектра, а також частину ультрафіолетового й ближнього інфрачервоного діапазонів. Більшість електронів у цих негативних іонах походить від іонізації металів із низькими першими потенціалами іонізації, зокрема лужних металів і лужноземельних металів. Процес вибивання електрона з аніона водню коректно називають фотовідривом (), а не фотоіонізацією, оскільки в результаті утворюється нейтральний атом (а не іон) і вільний електрон.

H− також трапляється в іоносфері Землі і може утворюватися в прискорювачах частинок.

Його існування вперше теоретично довів Ганс Бете 1929 року, застосувавши варіаційний метод Гіллерааса, щоб показати, що H− є зв'язаною системою. Він оцінив енергію основного стану як −1,0506 Рі (−0,5253 гартрі), що нижче за енергію основного стану атома водню (−0,5 гартрі), а різниця −0,0253 гартрі саме відповідає наближеному значенню для енергії зв'язку аніона водню. Іон H− незвичний тим, що у вільному стані не має зв'язаних збуджених станів, що остаточно довели у 1977 році.

В аніоні H− водень має формальний ступінь окиснення −1.

Термін «гідрид» найчастіше застосовують до сполук водню з іншими елементами, у яких водень має формальний ступінь окиснення −1. У більшості таких сполук зв'язок між воднем і найближчим атомом є ковалентним. Прикладом гідриду є аніон ().

Див. також Гідрон, катіон водню Електрид, ще один дуже простий аніон

Примітки