1 H Hidrógeno 1,008
No metal bloque-s Periodo 1 Grupo 1

Hidrógeno

H · Elemento 1 · No metal

El átomo más simple que existe: un protón, un electrón y aproximadamente el 90 % de cada átomo del universo.

Estado a 20°C Gas
Masa atómica 1,008 u
Configuración electrónica1s¹

Estructura

El átomo de hidrógeno

No es un diagrama de puntos sobre anillos — es una muestra de Monte Carlo de la densidad de probabilidad real |ψ|² de cada subcapa ocupada. Arrastra para girar. El azul y el violeta indican signos opuestos de la función de onda, lo que permite la formación de enlaces.

Nube orbital

Valores medidos

Ficha de propiedades

Cada barra muestra dónde se sitúa hidrógeno entre los 118 elementos según esa propiedad.

Física

Densidad 8,99e-5 g/cm³ 0%
Punto de fusión 14 K 1%
Punto de ebullición 20,3 K 1%
Calor específico 14,304 J/g·K
Conductividad térmica 0,18 W/m·K 11%

Atómica

Radio atómico 53 pm 3%
Radio covalente 31 pm
Radio de Van der Waals 120 pm

Electrónica

Electronegatividad 2,2 78%
Energía de ionización 1312,2 kJ/mol 94%
Afinidad electrónica 72,4 kJ/mol 57%

Presencia

Abundancia en la corteza 1400 mg/kg 91%

Identidad

SímboloH
Número atómico1
Masa atómica1,008 u
CategoríaNo metal
Bloques
Estructura cristalinahexagonal
Estados de oxidación-1, +1
Descubierto1766
Descubierto porHenry Cavendish

Fuentes: pesos atómicos estándar de la IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Los valores marcados con ~ son predichos y no medidos.

Tamaño, a escala

¿Qué tamaño tiene el átomo de hidrógeno?

Radio de 53 pm: es decir, 0,053 nm, por lo que aproximadamente 9,43 millones de ellos, uno al lado del otro, abarcarían un milímetro.

Intervalo térmico

Sólido, líquido, gas y cuándo

Hidrógeno es líquido en un intervalo de 6 K, desde 14 K hasta 20 K.

Dónde se encuentra

Posición en la tabla

Hidrógeno se encuentra en el periodo 1, grupo 1. Todos los elementos del grupo 1 tienen el mismo número de electrones externos, por lo que se comportan de forma muy similar.

Otros No metales

Todos los no metales

La historia

Qué es hidrógeno y cómo lo descubrimos

El elemento fundamental del universo

El hidrógeno es el elemento más simple y abundante del universo, y constituye aproximadamente el 75 % de toda la materia normal. Con un solo protón y un solo electrón, actúa como el bloque de construcción fundamental a partir del cual se forjan todos los demás elementos en el interior de las estrellas.

Propiedades físicas

En condiciones normales, el hidrógeno existe como un gas diatómico incoloro, inodoro e insípido (H₂). Es el elemento más ligero y tiene una densidad 14 veces menor que la del aire, por lo que los globos llenos de hidrógeno ascienden rápidamente. El elemento se vuelve líquido a una temperatura extremadamente baja de -253°C (-423°F) y sólido a -259°C (-434°F).

Características químicas

El hidrógeno presenta un comportamiento químico único: actúa como agente reductor y agente oxidante según las condiciones de la reacción. Forma fácilmente enlaces covalentes con no metales y compuestos iónicos con metales activos. La energía del enlace H-H, de 436 kJ/mol, hace que el H₂ sea relativamente estable y requiera energía de activación para la mayoría de las reacciones.

Variedades isotópicas

Protio (¹H): 99.985% de abundancia; el hidrógeno «normal», sin neutrones

Deuterio (²H o D): 0.015% de abundancia; «hidrógeno pesado», con un neutrón, utilizado en la fusión nuclear

Tritio (³H o T): cantidades mínimas; radiactivo, con dos neutrones y un periodo de semidesintegración de 12.3 años

Aplicaciones

Para qué se utiliza hidrógeno

Aplicaciones industriales revolucionarias

🚀 Tecnologías espaciales y energéticas

  • Combustible para cohetes: el hidrógeno líquido alimenta el Space Launch System de la NASA; Starship de SpaceX usa metano líquido y oxígeno líquido
  • Pilas de combustible: los vehículos Toyota Mirai y Hyundai NEXO utilizan pilas de combustible de hidrógeno, que convierten H₂ + O₂ → H₂O + electricidad sin emisiones
  • Almacenamiento de energía verde: el exceso de energía renovable electroliza el agua para producir hidrógeno destinado a la generación posterior de electricidad

🏭 Fabricación química

  • Producción de amoníaco (proceso Haber): N₂ + 3H₂ → 2NH₃ a 450°C y 200 atmósferas, produciendo 175 millones de toneladas anuales para fertilizantes
  • Síntesis de metanol: CO + 2H₂ → CH₃OH mediante catalizadores de cobre-zinc a 250°C, para fabricar plásticos y combustibles
  • Hidrogenación: conversión de grasas insaturadas en grasas saturadas durante la producción de margarina y manteca vegetal mediante catalizadores de níquel
  • Hidrocraqueo: descomposición de moléculas pesadas del petróleo en gasolina y diésel mediante hidrógeno a 400°C y más de 100 atmósferas

🔬 Tecnologías avanzadas

  • Fabricación de semiconductores: el hidrógeno ultrapuro crea atmósferas reductoras para producir chips de silicio
  • Proceso de vidrio flotado: una atmósfera de hidrógeno y nitrógeno evita la oxidación durante la fabricación de vidrio para ventanas
  • Procesamiento de metales: el hidrógeno reduce los óxidos metálicos a metales puros: CuO + H₂ → Cu + H₂O
  • Soldadura: la soldadura con hidrógeno atómico alcanza 4000°C al recombinar átomos de H en el punto de soldadura

Manejo

Seguridad

Información completa de seguridad

⚠️ Peligros principales

GAS INFLAMABLE - PELIGRO EXTREMO DE INCENDIO

  • Rango de ignición: 4-75% en aire (el intervalo más amplio de cualquier gas)
  • Temperatura de autoignición: 500°C (932°F)
  • Velocidad de la llama: hasta 3.46 m/s; combustión extremadamente rápida
  • Llama invisible: el hidrógeno arde con una llama azul pálida casi invisible durante el día

🛡️ Límites de exposición de OSHA

  • No hay límites de exposición establecidos: el hidrógeno es fisiológicamente inerte
  • Riesgo de asfixia: concentraciones >25% pueden desplazar el oxígeno
  • Asfixiante simple: peligroso en espacios confinados por desplazamiento del oxígeno

🧤 Equipo de protección personal

  • Protección ocular: gafas de seguridad o pantalla facial para el hidrógeno líquido
  • Protección de la piel: guantes con aislamiento térmico para el hidrógeno líquido criogénico
  • Protección respiratoria: equipo autónomo de respiración en concentraciones >10%
  • Ropa: holgada para evitar la acumulación de electricidad estática; sin materiales sintéticos

📦 Requisitos de almacenamiento

  • Almacenamiento del gas: cilindros de acero a una presión de 150-200 bar
  • Almacenamiento del líquido: recipientes Dewar de doble pared y aislados al vacío a -253°C
  • Ubicación: áreas bien ventiladas, alejadas de fuentes de ignición
  • Puesta a tierra: todos los equipos deben estar conectados a tierra para evitar descargas estáticas
  • Detección: se requieren sensores de hidrógeno (de perla catalítica o de conductividad térmica)

🚨 Procedimientos de emergencia

Fuga de gas:

  • Evacuar el área inmediatamente; el hidrógeno asciende y se acumula a la altura del techo
  • Eliminar todas las fuentes de ignición en un radio de 50 pies
  • Ventilar el área desde arriba hacia abajo
  • Utilizar únicamente herramientas que no produzcan chispas

Incendio:

  • NO extinguir las llamas de hidrógeno a menos que pueda detenerse la fuente
  • Enfriar los equipos cercanos con agua pulverizada
  • Retirarse inmediatamente si cambia el sonido del recipiente o este se decolora

Exposición criogénica:

  • Tratamiento de la congelación: calentar gradualmente el área afectada con agua tibia
  • No frotar las áreas congeladas
  • Buscar atención médica inmediata en caso de exposición grave

Respuestas rápidas

Preguntas frecuentes sobre Hidrógeno

¿Qué es Hidrógeno?

Hidrógeno (símbolo H) es el elemento 1 de la tabla periódica, un No metal del periodo 1, grupo 1. El átomo más simple que existe: un protón, un electrón y aproximadamente el 90 % de cada átomo del universo. A temperatura ambiente es un gas.

¿Cuál es la configuración electrónica de Hidrógeno?

La configuración electrónica en estado fundamental de Hidrógeno es 1s¹, con 1 capa ocupada y la distribución 1.

¿Cuáles son los puntos de fusión y ebullición de Hidrógeno?

Hidrógeno se funde a 14 K (-259.1 °C) y hierve a 20.3 K (-252.9 °C).

¿Cuál es la masa atómica de Hidrógeno?

La masa atómica estándar de Hidrógeno es 1.008 u. Es un promedio ponderado de sus isótopos naturales, por lo que rara vez es un número entero.

¿Qué densidad tiene Hidrógeno?

Hidrógeno es un gas a temperatura ambiente; su densidad es de aproximadamente 0.09 g/L a 0 °C y 1 atm: es aproximadamente más ligero que el aire.

¿Cuál es la electronegatividad de Hidrógeno?

Hidrógeno tiene una electronegatividad de Pauling de 2.2. La escala va de 0.70 (francio, el que menos atrae a los electrones) a 3.98 (flúor, el que más). Los valores de esta franja intermedia tienden a formar enlaces covalentes en lugar de enlaces fuertemente iónicos.

¿Quién descubrió Hidrógeno y cuándo?

Hidrógeno fue descubierto en 1766 por Henry Cavendish. Recibe su nombre de griego hydro + genes, «formador de agua».

¿Qué tan común es Hidrógeno en la Tierra?

Hidrógeno constituye aproximadamente el 0.14% de la corteza terrestre; es lo bastante común como para extraerse a gran escala.