イオン-分子反応
ワトソン (W.D. Watson) はイオン-分子反応として二つのタイプの反応を提案した。(H3 の生成についてはプロトン化水素分子#生成を参照)
(1) X + H2 → XH + H
(2) Y + H3 → YH + H2
(1)の形式の反応例として、星間空間で H,He につづいて存在量の多い C原子のイオン C を X とするならば、
C + H2 → CH + H
さらに続いて、
CH + H2 → CH2 + H
CH2 + H2 → CH3 + H
までが発熱反応で生成する。
(2)の形式の反応は水素分子 (H2) よりも、プロトン (H) との結合力が(プロトン親和度)が大きい原子や分子が Y であれば障壁が低く発熱反応になるので、容易に起こりうる。たとえば、星間空間で C 同様に存在量の多い O,N原子について考えてみると、
O + H3 → OH + H2 or OH2 + H
N + H3 → NH2 + H
これらは発熱反応である。
このようにしてできたイオンはさらに続いて(1)の形式で、例えば
OH + H2 → OH2 + H
というようにさらなるイオンを形成していく。
最終的にYHという分子は電子と再結合し、
YH + e → Y + H
という形で中性化する。
イオン-分子反応(イオン-ぶんしはんのう、英: ion-molecular reaction)は、イオンと分子による衝突で起こる反応、およびそれらの反応過程の総称を言う。分子雲などの低温・低密度環境においては、イオン-分子反応のような障壁の低い反応が主に起こると考えられる。