anión hidrógeno

El anión hidrógeno , H⁻ ^, es un ion negativo de hidrógeno, es decir, un átomo de hidrógeno que ha capturado un electrón adicional. El anión hidrógeno es un componente importante de la atmósfera de las estrellas , como el Sol . En química, este ion se denomina hidruro . El ion tiene dos electrones unidos por la fuerza electromagnética a un núcleo que contiene un protón.

La energía de enlace de H ⁻ es igual a la energía de enlace de un electrón adicional a un átomo de hidrógeno, llamada afinidad electrónica del hidrógeno. Se mide como0,754 195 (19) eV  ^{[ 2 ]} o0,027 716 16 (70) hartree  (véase Afinidad electrónica (página de datos) ). La energía total del estado fundamental se convierte así en−14,359888 eV  .​

Según la desigualdad de Lieb , H ²⁻ no tiene estado ligado, por lo que no existe. ^{[ 3 ]}

El anión hidrógeno es la fuente dominante de opacidad ligada-libre en longitudes de onda visibles y del infrarrojo cercano en las atmósferas de estrellas como el Sol y más frías; ^{[ 4 ]} su importancia se notó por primera vez en la década de 1930. ^{[ 5 ]} El ion absorbe fotones con energías en el rango de 0,75–4,0 eV, que abarca desde el infrarrojo hasta el espectro visible. ^{[ 6 ] [ 7 ]} La mayoría de los electrones en estos iones negativos provienen de la ionización de metales con bajos potenciales de primera ionización, incluidos los metales alcalinos y alcalinotérreos . El proceso que expulsa el electrón del ion se llama propiamente fotodesprendimiento en lugar de fotoionización porque el resultado es un átomo neutro (en lugar de un ion) y un electrón libre.

El H ⁻ también se encuentra en la ionosfera terrestre ^{[ 6 ]} y puede producirse en aceleradores de partículas . ^{[ 8 ]}

Su existencia fue probada teóricamente por primera vez por Hans Bethe en 1929, ^{[ 9 ]} quien utilizó el método variacional de Hylleraas para demostrar que H ⁻ está ligado. Estimó su energía de estado fundamental como−1,0506 Ry  (−0,5253 E _h  ), situándolo por debajo de la energía del estado fundamental del átomo de hidrógeno (−0,5 E _h  ). H ⁻ es inusual porque, en su forma libre, no tiene estados excitados ligados , como se demostró finalmente en 1977. ^{[ 10 ]}

En química, el hidrógeno tiene el estado de oxidación formal −1 en el anión hidruro .

El término hidruro se usa probablemente con mayor frecuencia para describir compuestos de hidrógeno con otros elementos en los que el hidrógeno se encuentra en el estado de oxidación formal −1. En la mayoría _{de estos compuestos} ^, el enlace entre el hidrógeno y su vecino más cercano es covalente. Un ejemplo de hidruro es el anión borohidruro ( BH₄⁻ ).

• Hidrón (catión de hidrógeno)
• Electride , otro anión muy simple
• Ión de hidrógeno