Agua y química de la vida
El hidrógeno forma parte del agua y de numerosos enlaces presentes en la química de los seres vivos.
Mendeleev
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Elemento químico · ficha de referencia
1H
Hidrógeno
El hidrógeno es el elemento 1 (H), situado en el período 1, grupo 1 y bloque s. A temperatura ambiente, su estado de referencia es gaseoso. Su configuración electrónica es 1s1.
Número atómico1
Peso atómico estándar[1.00784, 1.00811]
Grupo1
Período1
Bloques
Configuración electrónica1s1
Estructura electrónica
Qué gobierna su química
El hidrógeno tiene un solo electrón. Esa estructura extremadamente simple permite que participe tanto en enlaces covalentes como en procesos donde aparece formalmente con estados de oxidación +1 o −1.
Su configuración 1s1 explica por qué necesita un electrón para completar la primera capa. El comportamiento concreto depende del átomo al que se una y del entorno químico.
Formas químicas
Compuestos, iones y materiales
El hidrógeno elemental aparece normalmente como moléculas H₂. En sus compuestos forma parte del agua, los hidrocarburos, los ácidos, los hidruros metálicos y una enorme variedad de moléculas orgánicas.
Comportamiento físico
Estado y cambios de fase
A temperatura ambiente, el estado de referencia es gaseoso. La densidad indicada es 0.0899 g/L. El punto de fusión es 13.84 K (-259.3 °C). El punto de ebullición es 20.27 K (-252.9 °C). La presión, la pureza y la estructura cristalina pueden modificar los valores medidos.
Presencia y aplicaciones
Dónde se encuentra y para qué se usa el hidrógeno
En la Tierra, el hidrógeno se encuentra sobre todo combinado, especialmente en el agua y en las moléculas orgánicas. A escala industrial se utiliza para fabricar amoníaco, en el refino de petróleo y como vector energético, incluidas las pilas de combustible.
En la práctica
Ejemplos de usos concretos
Producción de fertilizantes
El hidrógeno es una materia prima para fabricar amoníaco; el amoníaco se utiliza después para producir numerosos fertilizantes nitrogenados.
Refino de petróleo
El hidrógeno se utiliza en etapas de refino y tratamiento catalítico destinadas a eliminar impurezas o modificar combustibles.
Posición periódica
Qué muestran sus elementos vecinos
El hidrógeno está en el período 1, grupo 1 y bloque s. En el entorno mostrado aparecen vecinos reales como Litio y Berilio. Compararlos ayuda a observar tendencias de tamaño atómico, energía de ionización, estados de oxidación y tipos de enlace.
Datos de referencia
Propiedades físicas y atómicas
Clasificaciónno metal diatómico
Estado a temperatura ambienteGas
Capas electrónicas1
Densidad0.0899 g/L
Punto de fusión13.84 K (-259.3 °C)
Punto de ebullición20.27 K (-252.9 °C)
Electronegatividad de Pauling2.2
Primera energía de ionización1 312 kJ/mol
Afinidad electrónica72.77 kJ/mol
Los valores describen el elemento o el átomo neutro cuando corresponde. Las propiedades físicas pueden depender del alótropo, la presión y las condiciones de medida.
Historia
Descubrimiento e identificación
El descubrimiento del hidrógeno se asocia con Henry Cavendish. El reconocimiento del elemento, el aislamiento de una muestra y su identificación moderna mediante el número atómico no siempre ocurrieron al mismo tiempo.
Isótopos y peso atómico
Cómo cambia los números la composición isotópica
El peso atómico estándar se expresa como el intervalo [1.00784, 1.00811]. Las proporciones isotópicas pueden variar ligeramente entre muestras naturales, por lo que una única cifra decimal ocultaría una variación real.
El hidrógeno posee al menos un isótopo estable. Los isótopos tienen el mismo número de protones y pertenecen al mismo elemento, pero difieren en número de neutrones y masa atómica.
Seguridad
Manipulación y exposición
Los riesgos asociados al hidrógeno dependen de la forma química, la dosis y la vía de exposición. El elemento, sus iones y sus compuestos pueden tener efectos biológicos y ambientales muy distintos; deben consultarse los datos de seguridad de la sustancia realmente manipulada.