กลุ่มไอออนโมเลกุลไฮโดรเจนหรือกลุ่มไอออนไฮโดรเจนคือกลุ่มของโมเลกุลไฮโดรเจนที่มีประจุบวกไอออนโมเลกุลไฮโดรเจน ( H)⁺ ) และไอออนไตรไฮโดรเจน ( H⁺ ) เป็นโมเลกุลที่มีโครงสร้างชัดเจน อย่างไรก็ตาม ไฮโดรเจนยังสามารถก่อตัวเป็นกลุ่มที่มีประจุเดี่ยว ( H) ได้อีกด้วย⁺ ) โดยที่n มี ค่าไม่เกิน 120

กลุ่มไอออนไฮโดรเจนสามารถเกิดขึ้นได้ในฮีเลียมเหลวหรือโดยมีขนาดกลุ่มที่เล็กกว่าในไฮโดรเจนบริสุทธิ์H⁺ พบได้บ่อยกว่าคลัสเตอร์เลขคู่ที่สูงกว่ามาก^{[ 1 ]} H⁺ มีความเสถียรในไฮโดรเจนแข็งประจุบวกถูกสมดุลโดยอิเล็กตรอนที่ละลายอยู่ในตัวทำละลาย มันเกิดขึ้นเมื่อรังสีไอออนไนซ์ตกกระทบไฮโดรเจนแข็งและจึงเกิดขึ้นในทริเทียม แข็งที่เป็นกัมมันตรังสี ในไฮโดรเจนธรรมชาติที่ได้รับรังสี ประจุบวกจะถ่ายโอนไปยังโมเลกุล HD มากกว่าHโดยการจัดเรียงที่เสถียรที่สุดคือ HD(HD) ⁺ HD ^{[ 2 ]} H⁺ สามารถเคลื่อนที่ผ่านไฮโดรเจนแข็งได้โดยการเชื่อมต่อโมเลกุลไฮโดรเจนที่ปลายด้านหนึ่งและสูญเสียมันไปที่ปลายอีกด้านหนึ่ง: H+ เอช⁺ → H⁺ + เอชการย้ายถิ่นฐานนี้จะหยุดลงเมื่อมีการเพิ่มโมเลกุล HD ส่งผลให้ระดับพลังงานลดลง^{[ 3 ]} HD หรือDถูกเพิ่มเข้ามาโดยให้ความสำคัญมากกว่าH[ ^{4 ]​}

แคลมปิตต์และโกว์แลนด์พบคลัสเตอร์ที่มีจำนวนอะตอมไฮโดรเจนเป็นเลขคี่H^{+ [ 5 ]}และต่อมาแสดงให้เห็นว่าH⁺ ค่อนข้างคงที่H⁺ ก่อให้เกิดแกนกลางของกลุ่มนี้ด้วยH หกตัวโมเลกุลที่อยู่รอบๆ^{[ 6 ]} ฮิโรคาศึกษาเสถียรภาพของกลุ่มคลัสเตอร์ที่มีจำนวนคี่ในก๊าซจนถึงH⁺ [ ^{7 ]} เบกำหนด^ว่า H⁺ มีเสถียรภาพเป็นพิเศษในกลุ่มคลัสเตอร์เลขคี่^{[ 8 ]}

คิร์ชเนอร์ค้นพบกลุ่มอะตอมที่มีจำนวนคู่ในแก๊สที่มีความเข้มข้นต่ำกว่ากลุ่มอะตอมที่มีจำนวนคี่H⁺ มีปริมาณน้อยกว่าH ถึงยี่สิบเท่า⁺ . ชม⁺ , ชม⁺ และเอช⁺ ตรวจพบในปริมาณที่น้อยกว่าH⁺ [ ^{9 ]} คุโรซากิและทาคายานางิแสดงให้เห็น^ว่า H⁺ มีเสถียรภาพมากกว่าคลัสเตอร์คู่อื่นๆ มาก และแสดงสมมาตรแอนติปริซึมอันดับ 4 ( D)สมมาตรโมเลกุล ) ^{[ 10 ]}พบว่าโมเลกุลที่มีโครงสร้างแบบประตูหมุนนี้มีเสถียรภาพทางพลังงานมากกว่าวงแหวนของอะตอมไฮโดรเจนห้าอะตอมรอบโปรตอน^{[ 11 ]}

ยังไม่พบว่ามีคลัสเตอร์ไฮโดรเจนประจุลบอยู่จริงH⁻ ตามทฤษฎีแล้วไม่เสถียร แต่D⁻ ตามทฤษฎีแล้วจะถูกจำกัดไว้ที่ 0.003  eV ^{[ 8 ]}

ชม⁺ ในสถานะก๊าซอิสระจะสลายตัวโดยปล่อยอะตอม H และH ออกมาโมเลกุล พลังงานการสลายตัวที่แตกต่างกันเกิดขึ้นโดยมีระดับเฉลี่ยที่ 0.038  eV และสูงสุดที่ 0.14  eV ^{[ 9 ]}

กลุ่มไอออนโมเลกุลของไฮโดรเจนสามารถเกิดขึ้นได้จากรังสีไอออนไนซ์ชนิดต่างๆ อิเล็กตรอนพลังงานสูงที่สามารถทำให้วัสดุแตกตัวเป็นไอออนได้สามารถทำหน้าที่นี้ได้ เมื่อไฮโดรเจนที่ละลายในฮีเลียมเหลวถูกฉายรังสีด้วยอิเล็กตรอน พลังงานของอิเล็กตรอนจะต้องเพียงพอที่จะทำให้ฮีเลียมแตกตัวเป็นไอออนเพื่อสร้างกลุ่มไฮโดรเจนที่มีนัยสำคัญ การฉายรังสีไฮโดรเจนแข็งด้วยรังสีแกมมาหรือรังสีเอ็กซ์ก็ทำให้เกิดH เช่นกัน⁺ [ ^{12 ]​}

กลุ่มไอออนบวกยังเกิดขึ้นเมื่อไฮโดรเจนที่ถูกอัดขยายตัวผ่านหัวฉีด^{[ 13 ]}

ทฤษฎีของ Kirchner เกี่ยวกับการก่อตัวของคลัสเตอร์ที่มีจำนวนคู่คือ อะตอมH ที่เป็นกลางโมเลกุลทำปฏิกิริยากับH⁺ ไอออน (หรือคลัสเตอร์แปลก ๆ อื่น ๆ) เพื่อสร้างH⁺ [ ^{9 ]​}

การละลายของH⁺ ในไฮโดรเจนแข็งนั้นแทบไม่มีผลต่อสเปกตรัมเลย^{[ 10 ]}

บริษัท SRI International ศึกษาเชื้อเพลิงไฮโดรเจนไอออนิกแบบของแข็ง พวกเขาเชื่อว่าของแข็งที่มีไฮโดรเจนไอออนิ ก⁺ และ สามารถผลิตไอออน H−ได้ หากสามารถผลิตได้จะมีพลังงานสูงกว่าเชื้อเพลิงจรวดชนิดอื่นที่มีความเข้มข้นของไอออนเพียง 2% อย่างไรก็ตาม พวกเขาไม่สามารถกักเก็บ H− ไว้ได้^{อย่าง}เสถียร แต่พบว่าไอออนลบชนิดอื่นก็สามารถทำได้เช่นกัน^{[ 8 ] แรง}กระตุ้นตามทฤษฎีนี้เกินกว่าจรวดเชื้อเพลิงแข็งและเชื้อเพลิงเหลว^{[ 8 ]} SRI ได้พัฒนาปืนไอออนคลัสเตอร์ที่สามารถสร้างคลัสเตอร์ไอออนบวกและลบได้ที่กระแส500 pA ^{[ 8 ]} 

การหลอมรวมนิวเคลียร์โดยใช้คลัสเตอร์ไอออนสามารถส่งผลกระทบต่ออะตอมได้มากกว่าไอออนเดี่ยวในการโจมตีครั้งเดียว แนวคิดนี้เรียกว่าการหลอมรวมคลัสเตอร์ไอออน (CIF) ลิเธียมดิวเทอไรด์ (LiD) เป็นวัสดุเริ่มต้นที่มีศักยภาพสำหรับการสร้างไอออน^{[ 8 ]}