Hidrógeno: ¿un elemento sin grupo?

El hidrógeno es un elemento químico de la tabla periódica de número atómico 1 y símbolo H. Su nombre deriva del griego hydrós, y génos que tiene como significado el “que produce agua”.

Debido a que presenta características y propiedades peculiares, no se ha podido ubicar específicamente en un grupo, aunque generalmente se coloca en el grupo 1 de los metales alcalinos. Evidentemente el hidrógeno no presenta propiedades análogas con los compañeros de grupo, por lo cual aún se debate su ubicación. Sin embargo, hay una característica que permite situarlo junto a los metales alcalinos, y es que también posee un solo electrón en la capa de valencia o capa superior.

Este elemento químico es el más abundante, ya que compone alrededor del 75 % de la materia visible del universo. Sin embargo, el hidrógeno elemental es bastante raro en la Tierra y es producido de forma industrial a través de hidrocarburos como el metano.

Propiedades Físicas

• Es el elemento más ligero de la tabla periódica debido a que posee una masa atómica de 1,00797 g/mol.
• Se presenta también en su forma molecular, formando un gas diatómico (H₂) en condiciones estándar.
• Es un gas incoloro e inodoro.
• Es un no metal
• Posee 3 isotopos bastante conocidos, los cuales son:

Protio: Posee un núcleo constituido solo por un protón y un electrón en su órbita, por lo tanto, ningún neutrón. Puede encontrarse integrando compuestos iónicos en forma de un catión llamado hidrón o protón ( H⁺) y en forma de anión denominado hidruro ( H^–).

Deuterio: Es un isotopo estable que posee un núcleo formado por un protón y un neutrón. Cuando el deuterio pierde su electrón, el ion resultante recibe el nombre de deuterón.

Tritio: Es un isotopo radiactivo que consta con un núcleo de un protón y dos neutrones. Cuando el tritio pierde su electrón, el ion resultante recibe el nombre de tritón.

A continuación se presenta un cuadro detallando las propiedades físicas del hidrógeno. 

Propiedades químicas

• Es un gas inflamable.
• Poco soluble en agua.
• Es soluble en numerosos metales
• Es altamente soluble en compuestos que poseen metales de transición y tierras raras.
• Reacciona con casi todos los elementos de la tabla periódica
• Posee una gran afinidad con el oxígeno, de hecho en elevada proporciones el hidrógeno estalla.

Usos y aplicaciones del hidrógeno

El hidrógeno posee una gran cantidad de aplicaciones industriales, ya sea como agente “hidrogenante” para obtener metanol, combustibles fósiles, así como en el proceso llamado hidrogenación donde los aceites se transforman en grasas sólidas mediante la adición de hidrógeno a altas presiones y temperaturas.

De igual manera, se emplea en la obtención de compuestos químicos como el amoniaco, ácido clorhídrico, ácido fluorhídrico, entre otros. El amoniaco se emplea como desengrasante y por lo tanto se incorpora en la mayoría de los productos de limpieza. Por su parte, el ácido clorhídrico se utiliza en numerosos procesos industriales así como también en síntesis de laboratorio.

El hidrógeno se ha utilizado desde la antigüedad, específicamente en el siglo XX para inflar los dirigibles y los globos aerostáticos, debido a que es un gas ligero, pero se dejó de emplear porque ocurrieron muchos accidentes, ya que no se conocía el carácter inflamable que presenta este gas. El hidrógeno fue suplantado por el helio, que es un gas inerte aunque más pesado, pero lo más importantes es que no es inflamable.

Otro uso del hidrógeno ya sea solo o mezclado con nitrógeno, es en la determinación de fugas en las industrias y en los envases de alimentos.

El isótopo radiactivo del hidrógeno, el tritio se usa para elaborar bombas de hidrógeno y opera como una fuente de radiación en barnices luminosos. En los laboratorios de ciencias también suele utilizarse como un marcador isotópico.

El hidrógeno líquido en combinación con el oxígeno, es empleado como combustible para el lanzamiento de cohetes espaciales.

En estado gaseoso se utiliza como protección en la soldadura de hidrógeno atómico. También se emplea para comprimir minerales metálicos.

La temperatura a la que los tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso están en equilibrio, es decir, el punto triple del hidrógeno, suele usarse para calibrar ciertos termómetros.

Asimismo se utiliza como refrigerante rotor (parte giratoria de una máquina) en generadores eléctricos.