Hidrógeno triatómico

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El hidrógeno triatómico, trihidrógeno o H3 es una molécula formada por tres átomos de hidrógeno, que se forma en condiciones especiales por su menor estabilidad respecto del hidrógeno molecular diatómico, H2, o del catión trihidrógeno, H3+. Pertenece al grupo de las moléculas de Rydberg,[1] moléculas predichas por Enrico Fermi y que resultan más estables en estados de alta energía que en el estado fundamental, que es disociativo. El enlace entre sus átomos es extremadamente débil y se forma porque uno de sus átomos posee un electrón muy alejado del núcleo (átomo de Rydberg) lo que le permite interactuar con los otros átomos y formar la molécula.

Descubrimiento y primeros estudios[editar]

Fue descubierta espectroscópicamente en los años 80 por Gerhard Herzberg, premio Nobel de Química en 1971 y padre de la espectroscopia molecular. Por este descubrimiento se le concedió en 1985 la medalla de la American Physical Society.[2]

Fue estudiado por el físico alemán Wolfgang Ketterle, cuya tesis doctoral versó sobre la espectroscopia del hidruro de helio y del hidrógeno triatómico, en 1986.[3]

Propiedades y reacciones[editar]

Estas moléculas se forman a presiones bajas (en torno a 2 cmHg en tubos de descarga.[4]

Tienen tendencia a autoionizarse o fotodisociarse, perdiendo un electrón para dar el catión trihidrógeno, más estable.[5]  H_3 \quad \longrightarrow \quad H_3^+ \ + \ e^-

De hecho, los estados excitados de H3 próximos al umbral de ionización son resonancias en el proceso de recombinación disociativa:[6]

  H_3^+ \ + \ e^- \quad \longrightarrow \quad H_3^* \quad \longrightarrow \quad H \ + \ H_2

y también

  H_3^+ \ + \ e^- \quad \longrightarrow \quad H_3^* \quad \longrightarrow \quad H \ + \ H \ + \ H

En la literatura[editar]

Jack Williamson escribió en 1940 un relato de ciencia-ficción llamado "El paraje perdido" en el que un científico trata de convertir hidrógeno triatómico en helio-3 mediante un proceso catalítico a alta presión, para fabricar bombas atómicas.[7]

Véase también[editar]

Enlaces externos[editar]


Referencias[editar]

  1. Raynor, Susanne; Herschbach, Dudley R.; Electronic structure of Rydberg states of triatomic hydrogen, neon hydride, hydrogen fluoride (H2F), H3O, NH4 and CH5 molecules; J. Phys. Chem., 1982, 86 (18), pp 3592–3598; DOI: 10.1021/j100215a020
  2. Gerhard Herzberg: "Padre" de la Espectrocopia Molecular Anales de la Real Sociedad Española de Química. Octubre-Diciembre de 2000. p.57
  3. Ebrisa online. Gran enciclopedia Salvat. Artículo sobre Wolfgang Ketterle.
  4. Binder, J.L.; Filby, E.A.;Grubb, A.C.: Triatomic Hydrogen. Nature 126, 11-12 (05 Julio 1930); doi:10.1038/126011c0
  5. Mistrik, I. et al.; "Ab initio analysis of autoionization of H3 molecules using multichannel quantum defect theory and new quantum defect surfaces" Physical Review A 61, 033410 (2000) DOI: 10.1103/PhysRevA.61.033410
  6. Helm H. et al.: Coupling of Bound States to Continuum States in Neutral Triatomic Hydrogen. En: Dissociative Recombination, ed. S. Guberman, Kluwer Academic, Plenum Publishers, USA, 275-288 (2003) ISBN: 0-306-47765-3
  7. Antología-La Era de Campbell (1936-1945). Ed. Martínez Roca. Barcelona, 1977. p.121