HIDRÓGENO

Hidrógeno (en griego, ‘creador de agua’) Símbolo H Elemento gaseoso reactivo, insípido, incoloro e inodoro número atómico: 1 grupo IA Como la mayoría de los elementos gaseosos, el hidrógeno es diatómico, pero a altas temperaturas se disocia en átomos libres. Puntos de ebullición y fusión son los más bajos de todas las sustancias, a excepción del helio. Su punto de fusión es de -259,2 °C y su punto de ebullición de -252,77 °C. A 0 °C y bajo 1 atmósfera de presión tiene una densidad de 0,089 g/l. Su masa atómica es 1,007. Fundamental en el desarrollo de la teoría atómica y del enlace.

Ion hidrógeno Ion hidruro Los iones H+ y H- Energía de ionización del H: 1312 kJ/mol H H+ + e El protón hidratado o ion oxonio [H3O]+ es importante en solución acuosa. Cuando se forman cristales de un compuesto en un disolvente, si el disolvente es agua, el compuesto es un hidrato. Otros iones [ H5O2]+, [ H9O4]+, pertenecen a un grupo de iones de fórmula general [H(H2O)n]+. En disolución, la formación de estos iones es importante para las reacciones que implican transferencia de protones. Ion hidruro Afinidad electrónica: -73 KJ/mol H + e H- Los hidruros de los metales del bloque s( excluyendo Be) pueden prepararse calentando el metal con H2.

ISÓTOPOS DEL HIDRÓGENO Posee 3 isótopos: PROTIO( H), DEUTERIO(D) Y TRITIO(T). Las diferencias entre H y D o entre H2O y D2O, reside en la diferencia de masa, y además el enlace D-D es más fuerte que el H-H. Los compuestos deuterados se utilizan como disolventes en espectroscopía de H-RMN. El D2O se usa como moderador en reactores nucleares. La diferencia en el p. de eb. Indica que el enlace de H intermolecular es más fuerte en D2O que en H2O. El tritio se encuentra en las capas altas de la atmósfera y se forma de modo natural, interviniendo neutrones que llegan del espacio sideral. El tritio es radiactivo, un emisor B débil con tiempo medio: 12.3 anos. Se utiliza como trazador en estudios químicos y biológicos

DIHIDRÓGENO Es el elemento mas abundante en el universo y después del oxígeno y el silicio, es el tercero más abundante en la tierra. Es un gas incoloro, inodoro, moderadamente soluble en todos los disolventes. P. de fusión y eb., Entalpía de fusión y vaporización son muy bajos, debido a las débiles fuerzas de van der walls. El enlace covalente en la molécula diatómica es excepcionalmente fuerte para un enlace sencillo. SÍNTESIS Y USOS En el laboratorio puede prepararse por electrólisis del agua. Reacción entre ácidos diluidos y los metales adecuados, por ej: Fe, Zn. Por tratamiento de metales que forman hidróxidos anfóteros con álcali en disolución acuosa. Por reacción de hidruros metálicos con agua. Aunque el Be se pasiva y no reacciona con agua ni siquiera en caliente, los otros metales del grupo 2 reaccionan con agua para dar dihidrógeno, aumentando la reactividad al bajar en el grupo; el Mg no reacciona con agua fría.

APLICACIONES DEL H2 REACTIVIDAD Dihidrógeno y dioxígeno. En el proceso Haber Hidrogenación de grasas insaturadas( para producir por ej: margarina) Producción de compuestos orgánicos como el metanol. H2 y O2 se utiliza en la propulsión del despegue del transbordador espacial. En el futuro como fuente de energía y una alternativa a la energía nuclear. También se usa en sopletes para corte, fusión y soldadura de metales. REACTIVIDAD Dihidrógeno y dioxígeno. Con halógenos pero disminuye al bajar en el grupo. Las reacciones con Br2 o I2 tienen lugar solo a temp. elevadas. Con metales al calentarlos, para dar hidruros metálicos, MHn, aunque estos no son estequiométricos ( por ej.TiH1.7)

ENLACES E –H polares y no plares E= cualquier elemento Compuestos del tipo EHn, hidruros. La diferencia de electronegatividad indica si es polar o aploar: Si E es u elemento del bloque p( por ej., B-H, C-H, Si-H, P-H) son apolares. Si N, O y F son más electronegativos que el H, por lo tanto es polar. ENLACE DE HIDRÓGENO Se forma entre un átomo de H unido a un átomo electronegativo que posea un par de electrones sin compartir. X—H---Y Y: puede ser igual o no a X. Los enlaces pueden ser entre N, O ,F. Una definición moderna de enlace de H que no se basa en la electronegatividad ,según Steiner: una interacción X-----H---Y se denomina enlace de hidrógeno si constituye un enlace localizado y si X---H actúa como dador de protones para Y. El enlace de H entre pares de bases en las hebras de ADN conduce a la formación de la doble hélice.

HIDRUROS BINARIOS CLASIFICACIÓN METÁLICOS SALINOS( PARECIDOS A UNA SAL) MOLECULARES POLIMÉRICOS HAY VARIOS HIDRUROS QUE ENTRAN EN CATEGORÍAS INTERMEDIAS O FRONTERAS.

HIDRUROS METÁLICOS INTERSTICIALES Los átomos de H son lo suficientemente pequeños para ocupar huecos intersticiales en una red metálica y la absorción de H2 por diversos metales( y también aleaciones) conduce a la formación de los mismos. Pr ej.: se forman hidruros no estequiométricos TiH1.7; HfH1.98 y HfH2.10 cuando reaccionan titanio y hafnio con H2. Se usan como recipientes de almacenamiento de hidrógeno HIDRUROS SALINOS Se forman cuando los metales del grupo 1 o 2 ( excepto el Be) se calientan con H2. todos son sólidos blancos , de elevado p.de fusión. La reactividad de los hidruros del grupo 1 aumenta al hacerlo el nº atómico y el tamaño iónico del metal. NaH y KH se utilizan como agentes de desprotonación.

HIDRUROS MOLECULARES Y COMPLEJOS DERIVADOS DE ELLOS Los hidruros covalentes con estructuras moleculares están formados por los elementos del bloque p de los grupos 13 a 17, con excepción de Al y Bi; BiH3 es inestable térmicamente y se descompone por encima de 198 K; poco se sabe de PoH2. La mayor parte son volátiles y tienen estructuras sencillas que cumplen la TRPECV. Se conocen complejos hidruro- moleculares de metales del bloque d de los grupos 7-10 ( excluyendo Mn) y los iones opuestos pertenecen normalmente a los grupos 1 o 2, por ej.: K2ReH9, Mg2RuH4,etc. HIDRUROS POLIMÉRICOS Sólidos blancos, formados por Be y Al. En BeH2, cada centro de Be es tetraédrico, dando una estructura en cadena. En AlH3, cada centro de Al es octaédrica, dando una red infinita. HIDRUROS INTERMEDIOS No todos los hidruros pueden situarse en las categorías anteriores, por ej. los de Pd, Cu, lantánidos y actínidos.

The END Yhon Camargo GRACIAS