Gases Nobles E Hidrogeno 1l4u3s

 GASES NOBLES E HIDROGENO GASES NOBLES 1.- Elementos del grupo cero? - El grupo 0 también se conoce como inerte o de gases nobles. Debido a esta colocación estos gases son inertes. Estos gases no se habían descubierto cuando Mendeleyev publicó su tabla periódica. Se han descubierto en los últimos 100 años, principalmente a través del trabajo del científico británico William Ramsey. Todos los elementos del grupo 0 tienen ocho electrones en el último orbital o nivel energético, excepto el helio, que sólo tiene dos electrones en el nivel energético exterior. Debido a esta colocación estos gases son inertes. Existen como átomos únicos – monoatómicos. Aunque sean inertes tienen muchos usos. 2.- Ubicación en la tabla periódica? - En el grupo 8A de la tabla periódica se encuentran ubicados la familia de los gases nobles, también llamados “gases raros”. Los gases nobles son: Helio (He), neón (Ne), argón (Ar), kriptón (Kr), xenón (Xe) y radón (Rn). Las energías de ionización de los elementos del grupo 8A se encuentran entre las más altas de todos los elementos, y no tienen tendencia a aceptar electrones extra. Durante muchos años a estos elementos se les llamó “gases inertes” por su falta de reactividad. Hasta 1963 nadie había logrado preparar un compuesto que contuviera alguno de estos elementos. El químico británico Neil Barlett cambió la visión de los químicos sobre estos elementos cuando expuso el xenón frente al hexafluoruro de platino, un agente oxidante fuerte, y ocurrió la siguiente reacción:

Desde entonces se han preparado numerosos compuestos del xenón (XeF4, XeO3, XeO4, XeOF4), y unos cuantos compuestos del kriptón (KrF2). Sin embargo, a pesar del gran interés por la química de los gases nobles, sus aplicaciones no tienen ninguna aplicación industrial y no están

involucrados en procesos biológicos naturales. No se conocen compuestos con helio, neón ni argón. Los gases nobles son: 1. Helio (He): Abunda en el sol y en los planetas de mayor masa. Se utiliza para inflar globos meteorológicos y dirigibles.2. Neón (Ne): Emite color rojizo, se usa para avisos luminosos.3. Argón (Ar): Como combustible para aviones y cohetes.4. Kriptón (Kr): Se usan en bombillas que duran años, también para flash fotográfico.5. Xenón (Xe): Luz azul-verde parecido al kriptón.6. Radón (Rn): de noble nada de nada, es radioactivo (cancerígeno).

3. - Estructura electroninaca? - Helios [He]: 1s2 Neón [Ne]: 1s2 2s2 2p6 Argon [Ar]: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Kriptón [Kr]: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 Xenón [Xe]: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 Radón [Rn]: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 5d10 4f14 6p6 4.- Descubrimiento de los elementos? -

5.- Estado natural? - ESTADO NATURAL:

Todos se hallan en la atmosfera el Ar es el más abundante. Ar=0,93%. He=0,000524%. He-Ar acompañan a los mnerales radioactivos. El He abunda en el sol y planetas de mayor masa Todos se hallan en la atmósfera, el Argón es el más abundante, 0,93%,Helio 0,000524% y acompañan a los minerales radiactivos.

6.- Propiedades físicas y químicas? - - Propiedades físicas y atómicas Propiedad

Gas noble

Número atómico

2

10

18

36

54

86

Nombre del elemento

Helio

Neón

Argón

Kriptón

Xenón

Radón

Densidad (kg/m³)

0,1785

0,9002

1,7818

3,708

5,851

9,970

Radio atómico (nm)

0,050

0,070

0,094

0,109

0,130

—

Punto de ebullición (°C) –268,83 –245,92 –185,81 –151,70 –106,60 Punto de fusión (°C)

–272

–248,52

–189,6

–157

–111,5

–62 –71

Los gases nobles cuentan con fuerzas intermoleculares muy débiles y, por lo tanto, tienen puntos de fusión y de ebullición muy bajos. Todos ellos son gases monoatómicos bajo condiciones estándar, incluyendo aquellos que tienen masas atómicas mayores que algunos elementos que se encuentran normalmente en estado sólido. El helio tiene varias propiedades únicas con respecto a otros elementos: tanto su punto de ebullición como el de fusión son menores que los de cualquier otra sustancia conocida; es el único elemento conocido que presenta superfluidez; de la misma manera no puede ser solidificado por enfriamiento bajo condiciones estándar, sino que se convierte en sólido bajo una presión de 25 atm (2500 kPa

; 370 psi) y 0,95 K (−272,20 °C; −457.960 °F). Los gases nobles hasta el xenón tienen múltiples isótopos estables. El radón no tiene isótopos estables; su isótopo de mayor duración tiene un periodo de semidesintegración de 3,8 días que puede formar helio y polonio. El radio atómico de los gases nobles aumenta de un periodo a otro debido al incremento en el número de electrones. El tamaño del átomo se relaciona con varias propiedades. Por ejemplo, el potencial de ionización disminuye a medida que aumenta el radio ya que los electrones de valencia en los átomos más grandes se encuentran más alejados del núcleo y, por lo tanto, no se encuentran ligados tan fuertemente por el átomo. Los gases nobles tienen los mayores potenciales de ionización de cada periodo, lo cual refleja lo estable que es su configuración electrónica y genera su falta de reactividad química. Sin embargo, algunos de los gases nobles más pesados tienen potenciales de ionización lo suficientemente bajos para ser comparables a los de otros elementos y moléculas. El químico Neil Bartlett, intentando crear el compuesto de un gas noble, notó que el potencial de ionización del xenón era similar al de la molécula de oxígeno, por lo que intentó oxidar xenón usando hexafluoruro de platino, un agente oxidante tan fuerte que es capaz de reaccionar con oxígeno.16 Los gases nobles no pueden aceptar un electrón para formar aniones estables. Esto quiere decir que poseen una afinidad electrónica negativa.Gráfico de potencial de ionización respecto al número atómico. Los gases nobles tienen el mayor potencial de ionización de cada periodo. Las propiedades físicas macroscópicas de los gases nobles están determinadas por las débiles fuerzas de Van der Waals que se dan entre átomos. Las fuerzas de atracción aumentan con el tamaño del átomo como un resultado del incremento en la polarizabilidad y el descenso del potencial de ionización. Esto lleva a tendencias grupales sistemáticas. Por ejemplo, a medida que se baja en los grupos de la tabla periódica, el radio atómico y las fuerzas interatómicas aumentan. De igual forma, se adquieren mayores puntos de fusión y de ebullición, entalpía de vaporización y solubilidad. El aumento de densidad se debe al incremento en masa atómica.

Los gases nobles se comportan como gases ideales bajo condiciones normales de presión y temperatura, pero sus tendencias anormales a la ley de los gases ideales proporcionan claves importantes para el estudio de las fuerzas e interacciones moleculares. El potencial de Lennard-Jones, usado frecuentemente para modelar fuerzas intermoleculares, fue deducido en 1924 por John Lennard-Jones a partir de datos experimentales del argón antes de que el desarrollo de la mecánica cuántica proporcionara las herramientas necesarias para entender las fuerzas intermoleculares a partir de primeros principios. El análisis teórico de estas fuerzas se volvió viable debido a que los gases nobles son monoatómicos, y por tanto isótropos (independientes de la dirección).

Propiedades químicas Tabla de gases con respectivas capas de electrones Z

Elemento

Electrones por capa

2

Helio

2

10

Neón

2, 8

18

Argón

2, 8, 8

36

Kriptón

2, 8, 18, 8

54

Xenón

2, 8, 18, 18, 8

86

Radón

2, 8, 18, 32, 18, 8

En los seis primeros periodos de la tabla periódica, los gases nobles son exactamente los del grupo 18 (8A) de la tabla (anteriormente conocido como grupo 0). Sin embargo, esto ya no es cierto en el séptimo periodo (debido a efectos relativistas): el siguiente miembro del grupo 18, el ununoctio, probablemente no es un gas noble. En cambio, el miembro del grupo 14 Flerovio presenta propiedades similares a las de los gases nobles. Los gases nobles son incoloros, inodoros, insípidos y no inflamables en condiciones normales. Antiguamente se les asignaba el grupo 0 de la tabla periódica porque se creía que tenían una valencia cero, es decir, que sus átomos no se pueden combinar con otros elementos para formar compuestos. Sin embargo, más tarde se descubrió que algunos sí forman compuestos, haciendo que se abandonara esta denominación.10 Se conoce muy poco sobre las propiedades del miembro más reciente del grupo 18, el ununoctio (Uuo) Los gases nobles tienen capas llenas de electrones de valencia. Los electrones de valencia son los electrones que se encuentran más al exterior de los átomos y normalmente son los únicos que participan en los enlaces químicos. Los átomos con capas de valencia llenas de electrones son extremadamente estables y por tanto no tienden a formar enlaces químicos y tienen poca tendencia a ganar o perder electrones. Sin embargo, los gases nobles más pesados, como el radón, están unidos menos firmemente por la fuerza electromagnética que los más ligeros, como el helio, haciendo que sea más fácil retirar electrones exteriores de los gases nobles pesados. Debido a que dicha capa está completa, los gases nobles se pueden utilizar de acuerdo con la notación de

configuración electrónica para dar lugar a una "notación de gases nobles". Para ello, primero se escribe el gas noble más cercano que precede al elemento en cuestión, y se continúa la configuración electrónica a partir de ese punto. Por ejemplo, la notación electrónica del carbono es 1s² 2s² 2p², y su notación de gas noble es [He] 2s² 2p². Esta notación hace que resulte más fácil identificar elementos, y es más corta que escribir toda la notación de orbitales atómicos.

7.- Obtencion? - Obtención del helio

Las principales fuentes para la obtención del helio son el gas natural, que contiene entre el 2 y el 5%, y el aire, donde la proporción es mucho menor. A PARTIR DEL GASNATURAL Cuando se parte del gas natural se enfría éste con aire líquido hasta que se condensan todos los componentes de la mezcla excepto el helio, que permanece en estado gaseoso y se separa.DESTILACION FRACCIONADAD DEL AIRE LÍQUIDO Si se parte del aire como materia prima, se licúa éste y posteriormente se procede a la destilación fraccionada del mismo. La fracción que separa el helio vaacompañada de neón y es necesario separar ambos gases haciendo pasar la mezcla por carbón activo a 190ºC aprovechando la diferencia de adsorción de ambos OBTENCION DE NEON

Se obtiene porsubenfriamiento del aire y destilación fraccionada del líquido criogénico resultante. Obtención de argon La mayor cantidad de argón se produce en plantas de separación de aire. El aire se licua y se somete auna destilación fraccionada. Dado que el punto de ebullición del argón está entre el del nitrógeno y el del oxígeno, se puede obtener una mezcla rica en argón de las fracciones de las capascorrespondientes a la parte superior de la columna de destilación. La mezcla rica en argón se destila, se calienta y se quema catalíticamente con hidrógeno para eliminar el oxígeno. Mediante una destilaciónfinal se elimina el hidrógeno y nitrógeno, produciendo argón de elevada pureza que contiene únicamente pocas partes por millón de impurezas . síntesis industrial del amoniaco Obtención de kriptonLicuación y posterior destilación fraccionada del aire .

Obtención de xenon Se encuentra en trazas en la atmósfera terrestre, apareciendo en una parte por veinte millones. El elemento seobtiene comercialmente por extracción de los residuos del aire licuado. Este gas noble se encuentra naturalmente en los gases emitidos por algunos manantiales naturales

Obtención de los gases nobles Para obtener los 6 gases nobles, los científicos siguen los siguiente procesos: -helio: para obtener helio, el procedimiento más típico usado es el de separarlo del gas natural. -neón: es obtenido a partir del aire. Se usan los métodos de la licuefacción y también de la destilación fraccionada. -argón: mismo método que el neón. -kriptón: mismo método que el neón. -xenón: mismo método que el neón. -radón: se mediante el decaimiento radioactivo de compuestos disueltos de un elemento radioactivo llamado radio.

8.-

Aplicaciones?

- USO DEL HELIO El helio se utiliza para inflar balones y dirigibles, uso en el cual ha reemplazado al hidrógeno, que tiene el inconveniente de ser combustible. También se emplea en vez del nitrógeno, para el aire suministrado a los buzos. Esto porque el nitrógeno por ser soluble en la sangre produce embolia, que consiste en la liberación del nitrógeno que se había disuelto a altas presiones, con formación de burbujas perjudiciales. El helio, en cambio, no es soluble en la sangre. La mezcla suministrada a los buzos consiste de 80% de helio y 20% de oxígeno. Mezclas análogas se utilizan para tratar ciertos tipos de afecciones respiratorias. En metalurgia se emplea cuando hace falta una atmósfera inerte para fundir o soldar metales fácilmente oxidables, tales como el magnesio.

USO DEL NEÓN El Neón se utiliza para señales eléctricas y avisos luminosos, debido a su alta conductividad (75 veces mayor que la del aire, aproximadamente) y a la propiedad de producir una luz roja brillante cuando se excita con descargas eléctricas en tubos a presión reducida (avisos de neón). Asimismo, se emplea en las lámparas de vapor de sodio.

USO DEL ARGÓN El Argón se utiliza en bombillas incandescentes para disminuir la rapidez con que se evapora el filamento de Tungsteno, aumentando de este modo su duración. Igualmente se emplea en las lámparas fluorescentes las cuales contienen una mezcla de argón y vapor de mercurio.

USO DEL CRIPTÓN Y XENÓN El criptón y xenón han hallado aplicación modernamente en la fabricación de cierto tipo de flash fotográfico para exposiciones de altas velocidad. Este flash produce un destello intenso de una duración de apenas 1/50.000 de segundo.

USO DEL RADÓN El radón, que es producido constantemente por el radio, se emplea en el tratamiento del

cáncer. Para esto se introduce una muestra de radio en un pequeño tubo de oro, el cual se coloca en las proximidades del tejido que deba ser tratado, consiguiéndose así que el Radón atraviese el tubo y llegue al tejido.

HIDROGENO

9 .- El hidrogeno? -

El hidrógeno es el primer elemento de la tabla periódica. Es el elemento químico más ligero que existe, su átomo está formado por un protón y un electrón y es estable en forma de molécula diatómica (H2). En condiciones normales se encuentra en estado gaseoso, y es insípido, incoloro e inodoro. En la Tierra es muy abundante, constituye aproximadamente el 75 % de la materia del Universo, pero se encuentra combinado con otros elementos como el oxígeno formando moléculas de agua, o al carbono, formando compuestos orgánicos. Por tanto, no es un combustible que pueda tomarse directamente de la naturaleza, sino que es un vector energético (como la electricidad) y por ello se tiene que “fabricar.” Un kilogramo de hidrógeno puede liberar más energía que un kilogramo de cualquier otro combustible (casi el triple que la gasolina o el gas natural), y para liberar esa energía no emite nada de dióxido de carbono, tan sólo vapor de agua, por lo que el impacto ambiental es nulo

10.- Ubicación en la tabla periódica? -H

Hydrogenium

HIDRÓGENO

Número atómico:

1

Grupo:

1

Periodo:

1

Configuración electrónica: 1s1 Estados de oxidación:

-1 +1

Electronegatividad:

2.2

Radio atómico / pm:

37.3

Masa atómica relativa:

1.00794 ± 0.00007

El hidrógeno fue reconocido como un elemento químico en 1776 por químico británico Henry Cavendish. Su nombre deriva del greco-latín 'hidrogenium', que significa generador de agua. El hidrógeno es el elemento más abundante del universo, suponiendo más del 75% en masa y más del 90% en número de átomos. En la industria química y petroquímica se requieren grandes cantidades de H2. La aplicación principal del H2 es para el procesamiento (refinado) de combustibles fósiles, y en la síntesis de amoníaco. Ya que en su combustión se produce sólo agua y ningún otro tipo de emisión, constituye una fuente de energía ecológica y con un prometedor futuro. El 3/4 del H2 se produce a partir de los procesos petroquímicos. A escala laboratorio, el hidrógeno se puede preparar mediante la reacción de ácidos diluidos con cinc.

11.- Estado natural? - El hidrógeno es el elemento más abundante del Universo. En efecto, la mayoría de las estrellas son predominantemente de hidrógeno (el Sol tiene aproximadamente un 90% de hidrógeno). En cuanto a la Tierra, su abundancia es menor. En estado libre, se encuentra en pequeñas cantidades en la atmósfera, así como en los gases que se desprenden de los volcanes y de los yacimientos de petróleo. En combinación, por el contrario, el hidrógeno es bastante común: en el agua constituye en 11,2% de su peso total; el cuerpo humano, que es aproximadamente dos terceras partes de agua, tiene un 10% de hidrogeno por peso; forma parte esencial de todos los organismos animales y vegetales, en los cuales entra en combinación con oxígeno, nitrógeno, carbono, etc. Finalmente, es un constituyente importante del petróleo y de los gases de combustibles naturales. En la tierra existe

muy poco hidrógeno libre, debido a que arde muy fácilmente. En el aire se encuentra en

proporción inferior a una parte en 200 000 y casi todo el en las capas altas de la atmósfera. Como él hidrogeno posee el peso molecular mas bajo y, por tanto, la mínima densidad de todos los gases, el campo gravitatorio terrestre no es bastante intenso para mantener sus moléculas tan ligeras en la atmósfera. Se encuentran en gran abundancia en las grandes estrellas, ya que las elevadas temperaturas que reinan en ellas. El agua es inestable, descomponiéndose en hidrogeno, como se a comprobado repetidamente por el análisis espectral de la luz estelar. Es probablemente, el elemento mas abundante del universo. Se encuentra en todos los ácidos e hidróxidos metálicos. A causa de su pequeña masa atómica, solamente constituye el 0,88 por 100 en peso de la corteza terrestre, su atmósfera y su hidrosfera . En función del numero relativo de átomos, es el tercer elemento, después del oxigeno y del silicio.

12.- Isotopos? 

- Protio : el más abundante con 1 protón y un electrón.



Deuterio : componente del agua pesada como residuo de la electrólisis del agua natural.



Tritio : elemento radiactivo ya que emite partículas beta .

Al igual que el H sus isótopos también pueden formar moléculas tanto puras (D2, T2) como mixtas (HD, HT, DT). Los isótopos son átomos de un elemento que tienen un número diferente de neutrones que la versión estándar del elemento. Los isótopos tienen propiedades químicas y físicas diferentes. El hidrógeno es el único elemento que tiene isótopos especialmente denominados. Estos isótopos tienen funciones y usos especiales en muchas ramas de la ciencia.

13.- Propiedades físicas y químicas? PROPIEDADES FÍSICAS El hidrógeno es un gas incoloro, inodoro e insípido a temperatura ambiente. Es el elemento más liviano que existe, siendo aproximadamente 14 veces menos pesado que el aire. Su molécula consiste de dos átomos de hidrógeno (H2) unidos por un enlace covalente. Posee tres isótopos, de los cuales el más abundante es el Protio (99.985%); el Deuterio tiene una abundancia de 0,02% y el tritio es tan escaso que de cada 109 átomos de hidrógeno hay uno de tritio. El hidrogeno es fácilmente absorbido por ciertos metales finamente divididos, siendo los principales paladio, platino y oro. Por ejemplo, uno volumen de paladio finamente dividido puede adsorber aproximadamente 850 volumen es de Hidrógeno a temperatura ambiente. El hidrógeno absorbido es muy activo químicamente. PROPIEDADES QUÍMICAS

Químicamente, el hidrogeno es capaz de combinarse con la mayoría de los elementos cuando se tienen las condiciones adecuadas. El hidrogeno tiene gran afinidad con el oxígeno, con el cual se combina en frío muy lentamente, pero en presencia de una llama o de una chispa eléctrica lo hace casi instantáneamente con explosión. Por esto, las mezclas de hidrógeno y aire deben manejarse con mucha precaución. La reacción es:

La ecuación anterior nos indica la gran cantidad de energía desprendida por la reacción. Una propiedad muy importante del hidrógeno es su poder reductor. En efecto, a altas temperatura el hidrógeno reacciona con algunos óxidos reduciéndolos. Este poder reductor, que se base en la tendencia del hidrógeno a oxidarse al estado de oxidación +1, tiene además aplicación en muchos procesos químicos.

14.- Hidruro tipos que son? - Los hidruros son compuestos binarios formados por átomos de hidrógeno y de otro elemento (pudiendo ser este, metal o no metal). Existen tres tipos de hidruros: los metálicos, los hidrácidos y los no metálicos. El hidrógeno es siempre monovalente y en el caso de los hidruros metálicos presenta un estado de oxidación de -1. Para saber la valencia que tiene un elemento cualquiera, al combinarse con el hidrógeno para formar el correspondiente hidruro, basta observar la tabla periódica y tener en cuenta la siguientes reglas: 



Los elementos de las tres primeras columnas, presentan con el hidrógeno la valencia que indica el número de la columna, así, los de la primera columna son monovalentes, los de la segunda divalentes y los de la tercera trivalentes. Para saber la valencia con el hidrógeno de los elementos de las columnas IV a VIII, se resta de 8 el número característico de la columna que ocupa el elemento. Así, los elementos de la columna V serán trivalentes porque 8-5=3.

En cuanto a la nomenclatura, los hidruros formados por los metales reciben el nombre de Hidruro de [nombre del metal]. Los hidruros de los no metales reciben nombres especiales. LiH = Hidruro de litio.

El hidrógeno se combina con la mayoría de los elementos del sistema periódico para formar hidruros binarios de fórmula, MHx o Mín. Estos compuestos del hidrógeno se dividen en tres clases principales:

Hidruros salinos Son combinaciones del hidrógeno con los elementos más electropositivos (elementos alcalinos y alcalinotérreos, con excepción del Be, cuyo enlace con el hidrógeno es

covalente). Son compuestos iónicos, no volátiles, no conductores en estado sólido y cristalinos. En estos compuestos el hidrógeno se encuentra como ion hidruro H¯.

Hidruros moleculares o covalentes Son combinaciones del hidrógeno con los elementos no metálicos de los grupos p. Son sustancias volátiles y presentan enlace covalente.

Hidruros metálicos Son combinaciones del hidrógeno con los elementos metálicos de las series d y f. Generalmente son compuestos no estequiométricos y presentan propiedades metálicas como la conductividad.

Figura 2. Los hidruros conocidos.

Los Hidruros Salinos Los hidruros salinos se caracterizan formalmente por contener al hidrógeno en estado de oxidación –1, y existen sólo para los metales más electropositivos (Grupos 1 y 2). Los hidruros de los elementos alcalinos presentan estructura de tipo NaCl, mientras que las de los hidruros de los elementos alcalinotérreos son similares a las de los haluros de metales pesados como el PbCl2 (excepto el MgH2 que presentan estructura tipo rutilo, TiO2). De ahí la denominación de hidruros salinos. El radio iónico del H¯varía entre 1.26 Å en el LiH y 1.54 Å en el CsH. Esta variación se explica en función de la dificultad para el único protón nuclear para atraer a los dos electrones, lo que hace que esta especie sea fácilmente deformable o compresible (es un especie blanda). Los hidruros salinos son insolubles en disoluciones no acuosas, con excepción de los haluros alcalinos fundidos, donde son muy solubles. La electrólisis de los hidruros fundidos origina H2 en el ánodo, lo que es consistente con la presencia de iones H¯. Otros hidruros tienden a descomponerse antes de fundirse. 2H¯ (en sal fundida) → H2 (g) + 2e

Los hidruros salinos, generalmente sólidos blancos o grises, se obtienen generalmente mediante reacción directa del metal con hidrógeno a altas temperaturas. Los hidruros se utilizan como desecantes y reductores, como bases fuertes y algunos como fuentes de H2 puro. El CaH2 es particularmente útil como agente desecante de disolventes orgánicos, reaccionado suavemente con el agua. El CaH2 también se puede emplear para reducir los óxidos metálicos a metal: CaH2 (s) + 2H2O (l) → Ca2+(ac) + 2H2(g) + 2OH¯(ac) CaH2 (s) + MO(s) → CaO(s) + M(s) + H2(g) El hidruro sódico reacciona violentamente con el agua, pudiendo llegar a inflamarse con la humedad del aire: Nab(s) + H2O (l) → Na+(ac) + H2(g) + OH-(ac) Cuando se produce un incendio por la inflamación de NaH, nunca se debe apagar con agua, ni tampoco, con CO2, ya que éste produce más llamas. Estos incendios se apagan con extintores de polvo como los de SiO2 (sílice). Uno de las aplicaciones de los hidruros salinos, como el NaH, es la formación de otros hidruros: NaH (s) + B (C2H5)3 (éter) → Na [HB (C2H5)3] (éter) El LiH reacciona con el cloruro de aluminio para formar un hidruro complejo de litio y aluminio, LiAlH4, que es muy útil como agente reductor en Química Orgánica. Al2Cl6 (éter)+ 8 LiH (éter) → 2LiAlH4 (éter) + 6LiCl(s)

Hidruros Metálicos El hidrógeno reacciona con diversos metales de transición, incluyendo los lantánidos y actínidos, para producir un tipo de hidruros cuya naturaleza aún no se conoce en su totalidad. La Figura 3 muestra los hidruros conocidos de este tipo:

Figura 3. Hidruros metálicos conocidos.

Los hidruros de los grupos 7-12 o no existen o son poco conocidos, con excepción de los hidruros de Pd, Ni, Cu y Zn. Generalmente, son sólidos quebradizos, presentan apariencia metálica, y son buenos conductores de la electricidad y son de composición variable. La conductividad varía con la mayor o menor ocupación de la banda de conducción o del dopado de hidrógeno. De esta manera, el CeH3-x es conductor y sin embargo el CeH3 es aislante, ya que presenta la banda de conducción llena.

Figura 4. Purificación de hidrógeno.

Una de las características típicas de los hidruros metálicos es la gran velocidad de difusión del hidrógeno a través del sólido a elevadas temperaturas. Esta cualidad se emplea para obtener H2 de alta pureza mediante difusión a través de un tubo de aleación de Pd-Ag (Figura 4). Estos hidruros se forman fácilmente por combinación directa del hidrógeno gas y el metal. Este proceso se invierte a altas temperaturas, pudiendo liberar hidrógeno gas y el metal finamente dividido. Por tanto estos compuestos suponen una buena forma de

almacenar hidrógeno. Por ejemplo, el compuesto LaNi5 forma una fase con el hidrógeno de composición LaNi5H6. Este compuesto contiene más hidrógeno por unidad de volumen que el propio H2 líquido y se emplea para el almacenamiento de H2. Un sistema alternativo y más económico es el de composición FeTiHx (x<1.95), que es un sistema comercial que se emplea en determinado prototipo de vehículos.

Hidruros Moleculares Se pueden dividir en tres categorías: i) Compuestos deficientes en electrones: aquellos que poseen un número menor de electrones que de enlaces. Un ejemplo de este tipo de hidruros es el diborano:

B: 1s22s2p1.............3x2 = 6 H: 1s1.....................1x6 = 6 12e Hay 12 electrones y 8 enlaces: Los enlaces en el puente so de 3 centros y dos electrones:

Cada boro aporta un electrón a uno de los Enlaces en los puentes + 1 electrón del H =2e ii) Compuestos ricos en electrones: aquellos donde hay más pares de electrones que enlaces. Un ejemplo de este tipo es el amoniaco:

H3.........................N: 1s22s2p3....................5e

H: 1s1.........................3x1e 8e Hay 4 pares de electrones y sólo tres enlaces. El nitrógeno posee un par de electrones sin compartir. iii) Entre los compuestos deficientes y los ricos en electrones se encuentran aquellos donde el número de pares de electrones es el mismo que el de enlaces. Por ejemplo el CH4:

CH4.........................C: 1s22s2p3....................4e H: 1s1.........................4x1e 8e 4 pares de electrones y 4 enlaces. Las estructura de este tipo de hidruros puede predecirse mediante las reglas de VSEPR. Así, el CH4 es tetraédrico, el NH3 es piramidal y el agua es lineal. También es posible encontrar hidruros en los complejos de los metales de transición, en los que el H forma parte de la molécula compleja como ligando: [FeH2(CO)4], [Co(CO)4H] y [ReH9]-2.

NH = Amoníaco.

15.- Aplicación? - En la industria La industria química utiliza el hidrógeno para la síntesis de los plásticos, del poliéster y del nailon. En el ámbito espacial, el hidrógeno es un carburante ligero y eficaz: como ejemplo, 1 kg de hidrógeno contiene tres veces más de energía que 1 kg de gasolina. Reacciona con el oxígeno líquido a bordo de los cohetes (sobre todo el Ariane 5) para proporcionar una gran cantidad de energía. La industria del vidrio también utiliza el hidrógeno. Para obtener vidrio plano (para el acristalamiento, las pantallas planas, etc.), el vidrio en fusión se estira a una temperatura aproximada de 1.000 °C sobre un baño de estaño también en fusión. Una atmósfera protectora formada por nitrógeno e hidrógeno también permite proteger este baño de estaño.

En electrónica, el hidrógeno se utiliza como gas de barrido durante las fases de depósito de silicio o de producción de circuitos impresos.

En medio ambiente El azufre es una impureza contenida de forma natural en los combustibles fósiles. Su combustión produce óxidos de azufre (sobre todo SO₂), los cuales pueden provocar problemas respiratorios y contaminación atmosférica. Para desulfurar los carburantes, desde la fase de refinado se utiliza hidrógeno que reaccionará con los átomos de azufre para formar sulfuro de hidrógeno (H₂S). El hidrógeno también se emplea en las pilas de combustible, en las que se combina con el oxígeno del aire para producir electricidad expulsando únicamente agua. Este sistema tan silencioso ya permite propulsar vehículos.