H · Elemento 1 · No metal
El átomo más simple que existe: un protón, un electrón y aproximadamente el 90 % de cada átomo del universo.
Estructura
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.
Valores medidos
Cada barra muestra dónde se sitúa el hidrógeno entre los 118 elementos según esa propiedad.
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.
Mismo elemento, distintos neutrones
Todos los átomos de hidrógeno tienen el mismo número de protones, 1, y solo difieren en el número de neutrones: esas variantes son sus isótopos. El más común, H-1, tiene 0 neutrones y constituye el 99,9855 % del hidrógeno natural.
| ISÓTOPO | Neutrones | Abundancia natural | Periodo de semidesintegración | Modo de desintegración |
|---|---|---|---|---|
| H-1 más común | 0 | 99,9855 % | Estable | — |
| H-2 | 1 | 0,0145 % | Estable | — |
| H-3 | 2 | — | 12,32 a | β⁻ |
Aquí el atajo escolar, masa atómica redondeada (1,008) menos número atómico, da la misma respuesta: 0.
Modos de desintegración
Datos: IAEA Nuclear Data Section, LiveChart of Nuclides, evaluaciones de estados fundamentales, consultados el 10 de octubre de 2026. La abundancia es la proporción de átomos en el elemento natural; un guion indica que el isótopo no tiene una abundancia natural de referencia.
Tamaño, a escala
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
Entre 14 K y 20 K, el hidrógeno se encuentra en estado líquido: un intervalo de 6 K.
La historia
El hidrógeno (H) es el elemento 1, el más ligero y sencillo de todos: un átomo de hidrógeno típico está formado por un protón y un electrón. Es el elemento más abundante del universo: constituye alrededor de tres cuartas partes de la materia ordinaria en masa y aproximadamente nueve de cada diez átomos. Ocupa la parte superior del grupo 1 de la tabla periódica, pero es un no metal, no un metal alcalino.
A temperatura ambiente, el hidrógeno es un gas incoloro e inodoro formado por moléculas de H₂. Su densidad es de 0,08988 g/L a 0 °C y presión normal, unas 14 veces menor que la del aire. Se condensa en líquido a −252,87 °C (20,28 K) y se solidifica a −259,14 °C (14,01 K).
Henry Cavendish identificó el hidrógeno como una sustancia distinta en 1766 y lo llamó «aire inflamable»; experimentadores anteriores, como Robert Boyle, habían obtenido el gas a partir de metales y ácidos sin reconocerlo como un elemento. En 1783, Antoine Lavoisier lo llamó hydrogène, del griego «generador de agua», porque al arder en oxígeno forma agua.
El único electrón del hidrógeno ocupa la primera y única capa (configuración 1s¹). El átomo puede perder ese electrón y formar H⁺, compartirlo en enlaces covalentes, como en el agua y el metano, o ganar un segundo electrón y formar el ion hidruro, H⁻.
El hidrógeno tiene tres isótopos. El protio (hidrógeno-1) no tiene neutrones y constituye alrededor del 99,985 % del hidrógeno natural. El deuterio (hidrógeno-2) tiene un neutrón y constituye alrededor del 0,015 %. El tritio (hidrógeno-3) tiene dos neutrones, es radiactivo, con un periodo de semidesintegración de 12,3 años, y solo aparece en trazas.
Aplicaciones
La mayor parte del hidrógeno se utiliza donde se produce, en plantas químicas y refinerías de petróleo. Los principales usos son la fabricación de amoníaco para fertilizantes mediante el proceso Haber-Bosch (N₂ + 3H₂ → 2NH₃), el refino del petróleo crudo por hidrocraqueo y la eliminación del azufre de los combustibles, y la fabricación de metanol. Según la Agencia Internacional de la Energía, la demanda mundial se acerca a los 100 millones de toneladas al año, y casi toda se sigue produciendo a partir de combustibles fósiles.
De dónde procede
1400 mg/kg de la corteza terrestre · más abundante que el 91 % de los elementos
El hidrógeno se formó en los primeros minutos después del Big Bang y sigue siendo el principal componente de las estrellas y del gas interestelar. Las estrellas, incluido el Sol, brillan fusionando hidrógeno en helio, y los planetas gigantes Júpiter y Saturno están formados sobre todo por hidrógeno.
El hidrógeno libre en forma de gas es raro en la Tierra. Es tan ligero que escapa de la alta atmósfera, y el aire contiene solo unas 0,5 partes por millón. Casi todo el hidrógeno de la Tierra está unido en compuestos: el agua (un 11 % de hidrógeno en masa), el gas natural, el petróleo y el carbón, los minerales arcillosos y todos los seres vivos. Constituye alrededor del 0,14 % de la corteza terrestre en masa. Se conocen algunas acumulaciones naturales subterráneas de hidrógeno gaseoso, como una que se explota mediante un pozo en Malí, y los geólogos buscan otras.
La industria obtiene hidrógeno sobre todo mediante el reformado con vapor del gas natural (CH₄ + H₂O → CO + 3H₂, seguido de la reacción de desplazamiento del gas de agua) y la gasificación del carbón; una parte es un subproducto del refino del petróleo. La electrólisis del agua, que puede funcionar con electricidad renovable, aporta bastante menos del 1 % de la producción (AIE).
Manejo
El hidrógeno es extremadamente inflamable. Arde en el aire en cualquier concentración entre aproximadamente el 4 % y el 75 % en volumen, uno de los intervalos más amplios de todos los gases, y se necesita muy poca energía para encenderlo. Su llama es azul pálida y casi invisible a la luz del día, por lo que un incendio de hidrógeno puede ser difícil de ver.
El hidrógeno no es tóxico y no tiene fijado ningún límite de exposición laboral. En un espacio cerrado puede desplazar el oxígeno y causar asfixia. El hidrógeno líquido, a unos −253 °C, causa quemaduras graves por frío al contacto.
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Respuestas rápidas
El 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.
1s¹, con 1 capa ocupada y la distribución 1.El hidrógeno se funde a 14 K (-259,1 °C) y hierve a 20,3 K (-252,9 °C).
La masa atómica estándar del hidrógeno es 1,008 u. Es un promedio ponderado de sus isótopos naturales, por lo que rara vez es un número entero.
El átomo de hidrógeno más común, H-1, tiene 0 neutrones: su número másico, 1, menos su número atómico, 1. Constituye el 99,9855 % del hidrógeno natural. El atajo escolar, masa atómica redondeada (1,008) menos número atómico, da el mismo resultado: 0.
A temperatura ambiente, el hidrógeno es un gas; a 0 °C y 1 atm su densidad es de unos 0,09 g/L, por lo que es más ligero que el aire.
La electronegatividad del hidrógeno en la escala de Pauling es 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.
El descubrimiento del hidrógeno data de 1766 y se atribuye a Henry Cavendish. Origen del nombre: griego hydro + genes, «formador de agua».
El hidrógeno constituye aproximadamente el 0,14 % de la corteza terrestre: es lo bastante común como para extraerse a gran escala.