El hidrógeno

1 Hidrógeno

1

1. Hidrógeno
e p

Abundancia corteza 0,15 % peso

Masa atóm. (g/mol) 1,008 (1H) 2,014 (D) 3,016 (T)

R. coval. (pm) 37

R. vdW. (pm) 60

χ (Pauling) 2,1

1.1.Atómico Z = 1 : 1s1 1.2. Formas moleculares H2 (dihidrógeno).
Energía del enlace (disociación): H2 (g) = 2 H (g) ∆Hd = 435 kJ/mol d(H–H) = 74 pm , d(H···H) = 120 pm (vdW) φ1s (A) ψ+ ψφ1s (B)

χ = 2,1(Pauling)
µ = 0 D ⇒ p.f. = 14 K , p.e. = 20 K Fuerzas de van der Waals de dispersión Espín nuclear (½): orto-H2 , para-H2
1 Hidrógeno

2

1.3. Formación de iones

H(g) → H+(g) + e H(g) + e →H−(g)

∆Hi = 1310 kJ/mol ∆Hae = −70 kJ/mol

H+, hidrón (ácido de Lewis) - bases H2O , NH3 , OH– , X– , ... H+(g) + H2O(g) → H3O+(g) (oxonio) ∆H = −720 kJ/mol H3O+(g) + H2O(l) → H3O+(ac) ∆H = −370 kJ/molAgua pura (H–OH) : 2H2O = H3O+ + OH− Kw = 10−14 ⇒ pKw = 14 pH = −lg[H3O+] = 7

1.4. Propiedades químicas
H2 : reactividad. ♦ debilitamiento-ruptura del enlace ♦ productos de reacción más estables(enlaces E−H) Requisitos cinéticos y termodinámicos.. Activación : T , fotolítica , catalizadores H2 reacciona con muchos elementos (hidruros). hidruros No metales : N2 < O2 < F2 (moleculares)moleculares x H2 + E2 = 2 EHx (E = F, O, N) Metales de Grupos 1 y 2 : compuestos iónicos Metales de transición (Ni, Pd, Pt) : metálicos o intersticiales. intersticiales
1 Hidrógeno 3

En disoluciónacuosa : H+ (ac) (1 M) + e (ac) = ½ H2 (g) Metales con Eº < 0 V forman H2 : Al + 3 H+ = Al3+ + 3/2 H2 Zn + 2 H+ = Al3+ + H2

Eº = 0,00 V

Eº = 1,66 V Eº = 0,76 V

Metales con Eº > 0 V se reducen conH2 : Cu2+ + H2 = Cu + 2 H+ Eº = 0,34 V Reacciones espontáneas : ∆Gº < 0 si Eº > 0 V (∆Gº = –n F Eº); alta K (∆Gº = R T lnK) ⇒ irreversibles. irreversibles La [H+] influye en el valor del potencial(Nernst): Nernst Mn+ + n e = M E = Eº + 0,06 / n lg[Mn+] H2 (p = 1 bar) : E = –0,06 pH

Potencial de electrodo : 0,0 V (pH = 0), –0,41 V (pH = 7), –0,83 V (pH = 14) 0 7 14

1 Hidrógeno

4...