El hidrogeno

EL   HIDRÓGENO

TEMA 
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Tema 1 El Hidrógeno

Tema 1. El Hidrógeno

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He

B

C

N

O

F

Ne

Si

P

S

Cl

Ar

As

Se

Br

Kr

Te

I

Xe

At

Rn

H

INTRODUCCIÓN
El hidrógeno es el elemento de estructura atómica más sencilla. A la hora de situarlo
en la tabla periódica a veces se le coloca en elgrupo 1, a la cabeza de los metales
alcalinos, por tener como estos un solo electrón de valencia, pero no por sus propiedades físicas y químicas que son diferentes; otras veces se le coloca a la cabeza de
los halógenos, grupo 17, atendiendo a que también necesitan un electrón para completar su capa de valencia; o bien aparece sólo en el centro de la tabla periódica para
señalar su singularidad.2

Tema 1 El Hidrógeno

Objetivos:
•
•
•
•
•

Conocer las distintas posibilidades de situar al H en la tabla periódica
Predecir las propiedades del hidrógeno
Conocer la estructura isotópica, atómica, molecular e iónica del H
Predecir la reactividad del H
Aprender los métodos de obtención y las aplicaciones industriales

Palabras clave
Protio, Deuterio, Tritio, Orto-hidrógeno yPara-hidrógeno

CONTENIDOS
1.1.
1.2.
1.3.
1.4
1.5.
1.6
1.7

Consideraciones generales
Isótopos del hidrógeno
Hidrógeno en estado molecular
Hidrógeno en estado atómico
Iones del Hidrógeno
Propiedades químicas del hidrógeno
El hidrógeno en la Naturaleza. Métodos de obtención y aplicaciones

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Tema 1 El Hidrógeno

1.1 Consideraciones generales
El hidrógeno es el elemento másabundante en el universo y el tercero más abundante
en la superficie terrestre, después del oxígeno y del silicio. Cavendish aisló e identificó
el hidrógeno en 1766, llegando luego a concluir que el agua era un compuesto de
hidrógeno y oxígeno.
Un átomo de hidrógeno está formado por un protón contenido en el núcleo, y un
electrón. Es el elemento que tiene una estructura atómica más sencilla.La configuración electrónica del estado fundamental del H es 1s1.

1.2 Isótopos del hidrógeno
Se conocen tres isótopos del hidrógeno: el hidrógeno ordinario, llamado también protio
( 1H o H), el deuterio ( 2 H o D) y el tritio ( 3 H o T).
El protio es el isótopo más ligero y el más abundante. El deuterio tiene una masa doble
a la del protio.
El isótopo más pesado del hidrógeno es eltritio, sus átomos tienen en el núcleo un
protón y dos neutrones. Se encuentra en las capas altas de la atmósfera y su característica más importante es su radiactividad. Un átomo de tritio da lugar a un isótopo
de helio emitiéndose en el proceso una partícula β de baja energía.
3
1

H

3
2

He + β

Una propiedad importante del núcleo del hidrógeno es el spin, cuyo valor para el protio
es½, para el D es 1, y para el T ½.

Tabla 1. Propiedades de los isótopos del hidrógeno
Protio H
Deuterio D
99,9844
0,0156
Abundancia natural relativa
1,0078
2,0141
Masa isotópica
1/2
1
Spin nuclear
436,0
443,3
Entalpía media de enlace kJ.mol-1

Tritio T
1 en 1017
3,0160
1/2
----

Las propiedades de los isótopos del hidrógeno, en particular las diferentes masas
atómicas yspines nucleares, dan lugar a diferencias que se registran en los espectros
IR, RMN y Raman, lo que hace posible su uso como trazadores. En el caso del tritio
debido a la emisión de radiación β, se utiliza como trazador radiactivo en el estudio de
mecanismos de reacción, entre otras aplicaciones.
Por otra parte, la existencia en el hidrógeno de estos isótopos con tan grande diferencia relativa ensus masas influye en las propiedades relacionadas con la masa atómica
y molecular.

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Tema 1 El Hidrógeno

1.3 Hidrógeno molecular
El hidrógeno se encuentra, a presión y temperatura ordinarias, formando moléculas
biatómicas, en las que los dos átomos están unidos mediante enlace sigma. Es un gas
estable, incoloro, inodoro, insípido.
Se pueden formar seis especies moleculares con...