¿Qué es el átomo de hidrógeno?

Desde el punto de vista de la mecánica cuántica, el átomo de hidrógeno es considerado como el único capaz de admitir una solución analítica exacta, por lo que, también se le considera el átomo más simple.

Está formado por:

•  Un protón, localizado en su núcleo, conteniendo es  el equivalente a 99,945% de la masa del átomo.
• Un electrón, que orbita alrededor de su núcleo con una masa menor que la del protón por unas 1836 veces.
• Por todo esto, al átomo de hidrógeno se le considera un átomo monoelectrónico.

¿Qué es el Hidrógeno?

El hidrógeno, es una palabra de origen griego, proveniente de la unión de la palabra Hydro que significa agua y geno que significa nacimiento, por lo que hasta el día de hoy su significado etimológico es: “origen del agua”.

Además de ser el elemento más ligero que existe, es el primero que encontraremos en nuestra tabla periódica de los elementos y, el más abundante de nuestro planeta, ocupa el 74% de la materia visible en nuestro planeta.

Es un elemento químico de tipo gaseoso, incoloro e inodoro, perteneciente al grupo de los no metales. Se estima que representa alrededor del 90%de los átomos presentes en nuestro planeta, además de representar la tercera parte de la materia del universo.

¿Para qué se utiliza el Hidrógeno?

El hidrógeno mayormente es utilizado en el campo de la industria para el refinamiento de combustibles fósiles y fertilizantes. Los usos que adquiere en el ámbito comercial e industrial incluye:

• Soldadura.
• La producción de ácido clorhídrico.
• Fabricación de combustibles para cohetes.
• Reducción de materiales metálicos, entre otros.

Descubrimiento del Hidrógeno

De forma tradicional, se ha considerado a Cavendish como el descubridor del hidrógeno al tropezarse con él, por así decir, mientras experimentaba con ácidos y mercurio, asumiendo erróneamente que este elemento era liberado por el mercurio y no por el ácido.

Desde los inicios del siglo XX se sabía que aún no era posible para la mecánica cuántica explicar ni la estructura interna del átomo, ni la propia existencia y estabilidad de los mismos.

Según las predicciones de la mecánica clásica y el electromagnetismo clásico, un átomo de hidrógeno no sería un sistema estable, ya que una carga que se encuentra en movimiento emite una radiación electromagnética, esto de acuerdo con la electrodinámica clásica. Recuerden que un átomo de hidrógeno está formado por un protón y un electrón que se encuentra orbitando a su alrededor.

Al orbitar alrededor del centro de masas de los sistemas, el electrón tendría una gran aceleración y daría lugar a la emisión de fotones, perdiendo de esta forma energía y velocidad.

Si nos vamos a los que nos dice la teoría clásica, viéramos que esta pronosticaba que el electrón caería sobre su núcleo atómico pero que antes de ello cualquier átomo, como sistema físico, tendría una duración muy corta al haber perdido en forma de radiación, su energía cinética.

Niveles enérgicos del Hidrógeno

• El nivel energético de un átomo de hidrógeno en su estado fundamental es de -13,6 eV, equivalente a un fotón ultravioleta  de 92mm de longitud de onda.
• Podemos medir los niveles atómicos del hidrógeno utilizando el modelo atómico de Bohr, el cual considera que el electrón orbita alrededor del protón estableciendo una semejanza con la órbita terrestre alrededor del sol.

¿Dónde podemos obtener el átomo de Hidrógeno?

A partir de la molécula de hidrógeno podemos obtener el hidrógeno atómico; esta molécula, se encuentra formada por dos átomos de hidrógeno, siendo la forma más estable de este elemento y pudiendo encontrarla en condiciones normales, bajo la forma de gas.

Otra forma de conseguir el átomo de hidrógeno es en tubos de descarga a baja presión, a través de arcos eléctricos, que irradian la molécula diatómica del hidrógeno con electrodos de wolframio y radiación ultravioleta.

Existen dos tipos de moléculas diatómicas de hidrógeno:

• Orto-hidrógeno
• Para- hidrógeno

Ventajas y desventajas del Hidrógeno

• No produce contaminación, ni consume recursos naturales.
• Elevado precio del hidrógeno puro.
• Es más seguro que el combustible. En lo que se refiere a seguridad, no es tóxico.
• Como combustible, puede utilizarse mediante el uso directo de una estufa, un motor de combustión interna, entre otros.
• Es tomado del agua, luego se oxida y se devuelve a esta.
• Requiere de sistemas de almacenamiento costosos.