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] $H_{3}\quad \longrightarrow \quad H_{3}^{ }\ \ e^{-}$

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]