Átomo de hidrógeno

El hidrógeno es un elemento químico, representado con la letra H, que posee unas características físico-químicas que lo hacen un elemento único:

• Su configuración electrónica en su estado fundamental es de 1s^1
• Su pequeño tamaño
• Es el elemento más ligero de la tabla periódica

Así, el hidrógeno como tal, no encaja bien en ninguno de los grupos de la tabla periódica, por lo que se le suele considerar como un elemento a parte, que frecuentemente viene utilizado como el introductor a la clasificación periódica.

El hidrógeno puede ganar, o perder un electrón, por lo cual:

• Al perder  el electrón de su orbital 1s^1, se obtiene la especie catiónica H^+, por lo que se considera lo siguiente:  1s^1 – e → catión H^+, lo que permitirá en este caso, que su química se similar a la de los metales alcalinos.
• En cambio, al ganar un electrón al orbital 1s^1, se consigue la especie aniónica H^-, haluro, considerándose: 1s^1 + e → anión H^-, esto hace que la reacción sea equivalente a la que ocurre en los halógenos, adquiriendo la configuración electrónica del helio ( 1s^2). Este ion solamente existe en los hidruros salinos.
• Posee una capa de valencia semiocupada , hecho común con los elementos del grupo del carbono, pudiendo como éstos, formar enlaces covalentes con diversas polaridades, lo que hace que muchos compuestos sean tanto gaseosos como líquidos, y que la química de muchos de los compuestos dependa en gran parte, de la naturaleza que tenga el elemento al que está enlazado el hidrógeno.

Estas características, nos hacen llegar a la conclusión de que la química del hidrógeno se encuentra situada entre las de los grupos I y VII.

El hidrógeno atómico lo podemos obtener a partir de la molécula de dihidrógeno (H2), que se encuentra formada por dos átomos de hidrógeno. Esta molécula es la forma más estable de dicho elemento, encontrándose en forma de gas en condiciones normales.

A partir de la molécula de hidrógeno H2, se puede obtener el hidrógeno atómico, siguiendo la siguiente reacción general:

H2 → 2H ↔ ΔH = + 434.1 KJ /mol.

También se puede conseguir al hidrógeno atómico, a través de arcos eléctricos, en tubos de descarga a baja presión, irradiando la molécula diatómica de hidrógeno con radiación UV y electrodos de Wolframio.

El hidrógeno atómico es muy reactivo, tiene una vida media muy corta, de unos 0.3 segundos, y también destaca por sus propiedades reductoras, pudiendo reducir a metal, a los óxidos de los metales nombres, o incluso a los oxoaniones de valencias altas como puede ser el MnO4^-, que consigue reducir a Mn^2+.

Todas las reacciones de reducción producidas por el hidrógeno se pueden acelerar en presencia de catalizadores metálicos en el siguiente orden:

Pt > Pd >W > Fe > Cr > Ag > Cu > Pb > Hg

La recombinación de 2H para producir la formación de H2, produce un calor de recombinación tal, que es suficiente como para producir temperaturas extremadamente altas, hecho que hace al hidrógeno atómico útil para procesos de soldaduras metálicas:

2H → H2 ↔ ΔH = – 434.1 KJ /mol.

El átomo de hidrógeno siempre lo encontramos formando parte de otras moléculas (como hidruros, ácidos, hidrocarburos, etc.) debido a que a este es difícil poderlo aislar, siendo la molécula de dihidrógeno, la más sencilla en cuando a participación del átomo de hidrógeno se refiere.

El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, siendo muy probable que el resto de los elementos se hayan formado a partir de él, a través de procesos de fusión nuclear en las estrellas.

Pero en la Tierra, al hidrógeno lo encontramos, casi en exclusividad combinado con otros elementos, como pueda ser el agua, u otros compuestos orgánicos.