Hidrógeno triatómico

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

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

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 ⟶ H 3 +   +   e − {\displaystyle 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 − ⟶ H 3 ∗ ⟶ H   +   H 2 {\displaystyle H_{3}^{+}\ +\ e^{-}\quad \longrightarrow \quad H_{3}^{*}\quad \longrightarrow \quad H\ +\ H_{2}}

y también

H 3 +   +   e − ⟶ H 3 ∗ ⟶ H   +   H   +   H {\displaystyle H_{3}^{+}\ +\ e^{-}\quad \longrightarrow \quad H_{3}^{*}\quad \longrightarrow \quad H\ +\ H\ +\ H}

En la literatura

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

Enlaces externos

  • Página sobre el hidrógeno triatómico (en inglés) del Department of Molecular and Optical Physics, Universidad de Freiburg, Alemania.

Referencias

  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. Archivado el 6 de septiembre de 2010 en Wayback Machine. Artículo sobre Wolfgang Ketterle.
  4. ↑ Binder, J.L.; Filby, E.A.;Grubb, A.C.: Triatomic Hydrogen. Nature 126, 11-12 (5 de julio de 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