HIDRÓGENO No se parece a los metales alcalinos: Es un gas No reacciona con agua Es mucho más electronegativo que los metales alcalinos Tampoco se parece a los halógenos: No tiene electrones p Es menos electronegativo que F, Cl, Br H2 es menos reactivo que F2, Cl2 y Br2
NIVELES DE ENERGÍA DEL ÁTOMO DE HIDRÓGENO E = - hcZ2R n =1,2,… n2 R = me e4 8 h3c є02 El diagrama se obtiene a partir de los espectros observados, representados por la ecuación de Rydberg. Las energías de cada línea, para determinada serie, pueden calcularse restando los correspondientes valores de E para los niveles inicial y final, ni y nf. λ SERIE DE BALMER
Enlace del H2
Enlace del H2
LIGANTE
ANTILIGANTE
Enlace del H2 LUMO HOMO La Energía de Enlace es 436 KJ/mol
ISÓTOPOS DEL HIDROGENO
Enlace H-H vs. D-D ∆HH-H = 436 kJ/mol ∆HD-D = 443 kJ/mol Eo: Energía vibracional mínima Eo = hω/4π h: Constante de Planck ω = (k/μ)1/2 k: constante de fuerza del enlace m: masa efectiva o masa reducida donde 1/μ = 1/ma + 1/mb Si ma = mb = m es 1/μ = 1/ma + 1/mb = 2/m μ = m/2 ∆HH-H = 436 kJ/mol ∆HD-D = 443 kJ/mol
MR (g/mol) P EB.(K) HENLACE (kJ/mol) H2 2.02 20.6 436 D2 4.03 23.9 DENSIDAD HENLACE (kJ/mol) H2 2.02 20.6 436 D2 4.03 23.9 443 T2 6.03 25.2 447 H2O 18.14 373.2 1.0 g/mL 464 D2O 20.02 374.6 1.1 469
DESCUBRIMIENTO HCl (aq) + Zn(s) → ZnCl2 (aq) + H2 (g) Fue identificado por primera vez por Henry Cavendish en 1766: HCl (aq) + Zn(s) → ZnCl2 (aq) + H2 (g)
SÍNTESIS INDUSTRIAL DE H2
SÍNTESIS INDUSTRIAL DE H2
SÍNTESIS INDUSTRIAL DE H2
HIDROGENASAS
REACTIVIDAD
HIDROGENACIÓN HETEROGÉNEA
HIDROGENACIÓN HOMOGÉNEA DE OLEFINAS CATALIZADOR DE WILKINSON
CELDAS DE COMBUSTIBLE Una celda de combustible opera como una batería. Genera electricidad combinando hidrógeno y oxígeno electroquímicamente sin ninguna combustión. A diferencia de las baterías, una celda de combustible no se agota ni requiere recarga. Producirá energía en forma de electricidad y calor mientras se le provea de combustible. El único subproducto que se genera es agua. Consiste en dos electrodos separados por un electrólito. Oxígeno pasa sobre un electrodo e hidrógeno sobre el otro. Cuando el hidrógeno es ionizado pierde un electrón y al ocurrir esto ambos (hidrógeno y electrón) toman diferentes caminos hacia el segundo electrodo. El hidrógeno migra hacia el otro electrodo a través del electrólito mientras que el electrón lo hace a través de un material conductor. Este proceso producirá agua, corriente eléctrica y calor útil.
COMPUESTOS BINARIOS DE HIDRÓGENO
ENERGÍA DE FORMACIÓN STANDARD (GIBBS) DE COMPUESTOS BINARIOS DE HIDRÓGENO DE LOS BLOQUES S Y P (kJ/mol)
Puente Hidrogeno en el hielo
Puentes de H ADN
DIAGRAMA DE POURBAIX DEL AGUA. ZONAS DE ESTABILIDAD Potenciales de reducción de H+/H2 y O2/H2O, en función del pH. 2H + (ac) + 2e- H2 (g) E = E0 - RT/2F ln[p(H2)/[H+]2] = - RT/F ln[p(H2)/[H+]] = 0.059 V x log[H+] = - 0.059 V x pH