甲鎓離子

甲鎓離子，又稱甲烷正離子^[2]，是一種碳陽離子，化學式 [CH
3(H
2)]⁺，由一個碳原子以共價鍵連接三個氫原子和一個氫分子而成，帶+1電荷。它是一種超強酸和鎓離子，也是最簡單的碳鎓離子。

甲鎓離子
英文名	methanium
別名	碳鎓離子（有歧義，不推薦）[1]
識別
CAS號	暫未分配
PubChem	21881157
SMILES	[CH5+]
InChI	1S/CH5/h1H5/q+1
InChIKey	PXOFOHGGCICFQD-UHFFFAOYSA-N
性質
化學式	CH5
摩爾質量	17.05 g·mol−1
結構
分子構型	三角雙錐
相關物質
相關化學品	共軛鹼甲烷
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

甲鎓離子可以在實驗室中作為稀氣體或作為超強酸中的稀釋物種生產。 它於1950年首次製備，並於1952年由維克托·塔羅斯（英語：Victor Talrose）和助手安娜·康斯坦丁諾芙娜·魯比莫夫發表。^[3][4]它也在某些化學反應中作為反應中間體存在。

結構

甲鎓離子可以看作是甲烯鎓離子 CH+
3 的雙氫配合物，含有三中心二電子鍵。H₂分子中的鍵合電子對由構成三中心二電子鍵的兩個氫原子和一個碳原子共享。^[5]

H₂ 中的兩個氫原子可以持續和在 CH+
3 離子中的三個氫原子交換位置（一種叫假旋轉（英語：pseudorotation）的構象變化，特別是貝里假旋轉）。因此，甲鎓離子是一種流變分子。它的交換能壘非常低，以至於在非常低的溫度下也會發生。^[6][7]

紅外光譜學已被用於獲取有關甲鎓離子不同構象的信息。^[8][9][10]

製備

甲鎓離子可以由甲烷和超強酸（例如氟銻酸，為五氟化銻 SbF
5 的氫氟酸 HF 溶液）反應而成。^[11]

在 270 Pa和環境溫度下，甲烷陽離子 CH+
4會和電中性的甲烷反應，產生甲鎓離子和甲基自由基（英語：methyl radical）：^[12]

CH+
4 + CH
4 → CH+
5 + CH•
3

反應

在低壓（約 1 mmHg）和環境溫度下，甲鎓離子不和電中性的甲烷反應。^[12]