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 espectroscopía 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 espectroscopía 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] $H_3 \quad \longrightarrow \quad H_3^+ \ + \ e^-$

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

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

• Dihidrógeno, H₂
• Catión trihidrógeno, H₃⁺
• Catión dihidrógeno, H₂⁺

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. 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