Hidrogeno Y Sus Compuestos

Hidrógeno y sus compuestos.
 
Introducción.
  El hidrógeno es el primer elemento de la tabla periódica. Forma compuestos binarios con casi todos los elementos y es muy abundante en el planeta, en la hidrosfera y en la litosfera. En la atmósfera no hay prácticamente hidrógeno porque como es muy ligero, de muy baja densidad, se difunde rápidamente y se escapa al espacio exterior.
El hidrógenoforma infinidad de compuestos químicos con elementos tanto metales como no metales. En este tema se estudiará de forma sistemática a dichos compuestos y sus propiedades químicas.
Una aplicación futura de trascendental importancia para el hidrógeno se deriva de su combustión. El hidrógeno es combustible y además de proporcionar una gran cantidad de energía al quemarse, tiene como único producto dela combustión al agua y es por lo tanto perfectamente ecológico y no contaminante.  En este tema se estudiará, entre otras,  la reacción de combustión del hidrógeno como un aspecto de gran importancia práctica.
 
El elemento hidrógeno
  El hidrógeno tiene tres isótopos, que son denominados protio (o más comúnmente llamado simplemente hidrógeno) con masa nuclear o índice de masa igual a 1 y99,98% de abundancia relativa, deuterio cuyo símbolo se acostumbra a escribir D, de masa igual a 2 y abundancia de 0,016% y tritio, cuyo símbolo es T, de masa igual a 3 y de tan solo 10-17% de abundancia. Este isótopo se descompone espontáneamente, es radioactivo, con un tiempo de vida media de 12 años.
El hecho de que el hidrógeno y el deuterio sean el mismo elemento desde el punto de vistaquímico, pero uno tenga el doble de la masa del otro, resulta de utilidad práctica. Así por ejemplo, la posición de las señales espectroscópicas en la técnica infrarroja de sustancias que contienen deuterio es muy diferente de las de las sustancias análogas, idénticas desde el punto de vista químico, pero que contienen hidrógeno. La posición de dichas señales depende de la masa de los átomos enlazadosy en el caso del deuterio esta es doble en comparación con la del hidrógeno, por lo que se provoca una notable diferencia espectroscópica entre una sustancia con hidrógeno en su estructura y otra que en lugar de hidrógeno contenga deuterio. Este fenómeno se llama Efecto Isotópico, se manifiesta también en cierta medida con otros elementos y es aprovechado en muchas investigaciones de químicaestructural. Cuando se estudien las técnicas de espectroscopía en cursos superiores de la carrera se analizará más profundamente el asunto y se empleará en el aprendizaje práctico.
El átomo de hidrógeno tiene espín nuclear resultante y que puede ser +1/2 o -1/2. Cuando un compuesto que contiene hidrógeno se somete a un campo magnético, este espín nuclear se alinea con el campo y toma unvalor fijo. Si entonces se irradia la sustancia con una radiación de frecuencia y energía adecuada, el espín nuclear cambia de valor. El valor de la frecuencia a la que esto ocurre depende del "alrededor químico" del hidrógeno en la sustancia,  es decir,  a cuál  átomo está enlazado el hidrógeno y qué otros átomos están cerca de el en la estructura. Este es el fundamento del método de ResonanciaMagnética Nuclear Protónica y permite distinguir entre si por ejemplo grupos -OH, -CH2-, -CH3, -NH2, etc, lo que es de gran utilidad en el análisis estructural. Esta técnica será también objeto de estudio en años superiores de la carrera. El fenómeno de la resonancia magnética del núcleo de hidrógeno es la base también de un método de obtención de imágenes interiores del cuerpo humano queofrece resultados muy superiores a la tradicional radiografía de rayos X.
La estructura electrónica del hidrógeno es 1s1, lo que sugiere que puede:
Ganar un electrón pasando a 1s2 , que es la estructura electrónica del gas noble que le sucede en la tabla periódica, el He. Con ello el hidrógeno se transformará en el ion hidruro H-, con una ΔH de ganancia electrónica de - 72 kJ/mol (para criterio...