自然界において水素分子イオンは、宇宙線と水素分子との相互作用によって形成されるため、星間物質の化学において重要である。

水素分子のイオン化エネルギーは15.603 eVである。高速で飛び回る電子は水素分子の電離を引き起こし、水素分子イオンを形成する[11]。また、より低エネルギーの宇宙線陽子も中性の水素分子から電子を奪い、水素分子イオンを形成する。

水素分子イオンは水素分子と反応してプロトン化水素分子を形成する。
出典^ Scott, T. C.; Aubert-Frecon, M.; Grotendorst, J. (2006). “New Approach for the Electronic Energies of the Hydrogen Molecular Ion”. Chem. Phys. 324 (2?3): 323?338. arXiv:physics/0607081. doi:10.1016/j.chemphys.2005.10.031. 
^ Clark R. Landis; Frank Weinhold (2005). Valency and bonding: a natural bond orbital donor-acceptor perspective. Cambridge, UK: Cambridge University Press. pp. 96?100. .mw-parser-output cite.citation{font-style:inherit;word-wrap:break-word}.mw-parser-output .citation q{quotes:"\"""\"""'""'"}.mw-parser-output .citation.cs-ja1 q,.mw-parser-output .citation.cs-ja2 q{quotes:"「""」""『""』"}.mw-parser-output .citation:target{background-color:rgba(0,127,255,0.133)}.mw-parser-output .id-lock-free a,.mw-parser-output .citation .cs1-lock-free a{background:url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/65/Lock-green.svg")right 0.1em center/9px no-repeat}.mw-parser-output .id-lock-limited a,.mw-parser-output .id-lock-registration a,.mw-parser-output .citation .cs1-lock-limited a,.mw-parser-output .citation .cs1-lock-registration a{background:url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d6/Lock-gray-alt-2.svg")right 0.1em center/9px no-repeat}.mw-parser-output .id-lock-subscription a,.mw-parser-output .citation .cs1-lock-subscription a{background:url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/aa/Lock-red-alt-2.svg")right 0.1em center/9px no-repeat}.mw-parser-output .cs1-ws-icon a{background:url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Wikisource-logo.svg")right 0.1em center/12px no-repeat}.mw-parser-output .cs1-code{color:inherit;background:inherit;border:none;padding:inherit}.mw-parser-output .cs1-hidden-error{display:none;color:#d33}.mw-parser-output .cs1-visible-error{color:#d33}.mw-parser-output .cs1-maint{display:none;color:#3a3;margin-left:0.3em}.mw-parser-output .cs1-format{font-size:95%}.mw-parser-output .cs1-kern-left{padding-left:0.2em}.mw-parser-output .cs1-kern-right{padding-right:0.2em}.mw-parser-output .citation .mw-selflink{font-weight:inherit}ISBN 0-521-83128-8 
^ Bressanini, Dario; Mella, Massimo; Morosi, Gabriele (1997-07). “Nonadiabatic wavefunctions as linear expansions of correlated exponentials. A quantum Monte Carlo application to H2+ and Ps2” (英語). Chemical Physics Letters 272 (5-6): 370?375. doi:10.1016/S0009-2614(97)00571-X. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S000926149700571X. 
^ Burrau O (1927). ⇒“Berechnung des Energiewertes des Wasserstoffmolekel-Ions (H2+) im Normalzustand.” (German). Danske Vidensk. Selskab. Math.-fys. Meddel. M 7:14: 1?18. ⇒http://www.royalacademy.dk/CatalogEntry.asp?id=862. 
Burrau O (1927). ⇒“The calculation of the Energy value of Hydrogen molecule ions (H2+) in their normal position” (German) (PDF). Naturwissenschaften 15 (1): 16?7. doi:10.1007/BF01504875. ⇒http://www.springerlink.com/content/h60148l4717uv805/fulltext.pdf. 
^ Karel F. Niessen Zur Quantentheorie des Wasserstoffmolekulions, doctoral dissertation, University of Utrecht, Utrecht: I. Van Druten (1922) as cited in Mehra, Volume 5, Part 2, 2001, p. 932.
^ Pauli W (1922). “Uber das Modell des Wasserstoffmolekulions”. Ann. D. Phys. 373 (11): 177?240. doi:10.1002/andp.19223731101.  Extended doctoral dissertation; received 4 March 1922, published in issue No. 11 of 3 August 1922.
^ Urey HC (October 1925). “The Structure of the Hydrogen Molecule Ion”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 11 (10): 618?21. doi:10.1073/pnas.11.10.618. PMC 1086173. PMID 16587051. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1086173/. 
^ Pauling, L. (1928). “The Application of the Quantum Mechanics to the Structure of the Hydrogen Molecule and Hydrogen Molecule-Ion and to Related Problems”. Chemical Reviews 5 (2): 173?213. doi:10.1021/cr60018a003. 
^ 『マッカリーサイモン物理化学(上)分子論的アプローチ 第7版』東京化学同人、2007年3月1日、357頁。 
^ Scott, T. C.; Dalgarno, A.; Morgan, J. D., III (1991). “Exchange Energy of H+
2 Calculated from Polarization Perturbation Theory and the Holstein-Herring Method”. Phys. Rev. Lett. 67 (11): 1419?1422. Bibcode: 1991PhRvL..67.1419S. doi:10.1103/PhysRevLett.67.1419. PMID 10044142. 
^ Herbst, Eric (2000-09-15). Herbst, E.; Miller, S.; Oka, T. et al.. eds. “The astrochemistry of H 3 +” (英語). Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 358 (1774): 2523?2534. doi:10.1098/rsta.2000.0665. ISSN 1364-503X. https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsta.2000.0665. 

関連項目

星間物質

プロトン化水素分子