1. «Экипажный механизм»

В настоящее время наиболее распространенным является представление о том, что протон в твердом теле может перемещаться либо «эстафетно», т. е. за счет передачи от одного электроотрицательного атома к другому, либо по так называемому «экипажному» механизму. Последний был предложен на основании того факта, что максимальной протонной проводимостью при низкой температуре обладают соединения, содержащие наряду с протонами молекулы воды или аммиака. При этом становится возможным образование ионов Н₃О⁺, NH₄+ (см.²⁸) и т.д., которые, по предположению авторов этой теории, могут перемещаться в структуре как единое целое, обеспечивая перенос протона.

Эта точка зрения достаточно распространена и находит ряд подтверждений. Так в работе²⁹ экипажный механизм проводимости приписывается тетрагидрату уранилфосфата на основании близости энергий активации электропроводности и миграции атомов кислорода. Несмотря на распространенность этой точки зрения, реальное существование твердых протонпроводящнх электролитов с «экипажным» механизмом переноса представляется сомнительным прежде всего ввиду того, что реальное время перескоков протона в том же уранилфосфате не превышает 10^-9 с (см.^{30- 32}),а время жизни иона оксония (данные ³³) составляет 10^-12 с. Кроме того, окружение ионов Н3О ⁺ . H5O4⁺ в кристаллах не ограничивается только атомами кислорода, непосредственно образующими с ними водородные связи, но включает как минимум один дополнительный атом. Закономерность этого явления легко понять исходя из того факта, что энергия взаимодействия диполь — заряд убывает обратно пропорционально третьей, а энергия взаимодействия заряд—заряд—первой степени расстояния между ними. В соответствии с этим при удалении иона О^2- от иона оксония, ориентированного к нему атомом кислорода, начиная с некоторого расстояния притяжение между ними, как разноименно заряженными частицами, становится доминирующим эффектом. Кроме того, в терминах плотной шаровой упаковки ионы