¿Por qué el hidrógeno, un no metal, generalmente se coloca con elementos del grupo 1 en la tabla periódica a pesar de que no muestra una propiedad metálica como los metales alcalinos?

Químicamente, el hidrógeno es un poco extraño. Al no ser un metal, uno supondría que debería estar sobre el flúor y comenzar el grupo 17. Químicamente resistente, es mucho más probable que el hidrógeno abandone su sobreelectro para convertirse en [matemáticas] H [/ matemáticas] [matemáticas] ^ + [/ matemáticas ] en lugar de ganar un electrón como sus miembros del club serían los halógenos. De hecho, al hidrógeno realmente no le gusta reducirse a [matemáticas] H [/ matemáticas] [matemáticas] ^ – [/ matemáticas] y solo lo hace en algunos compuestos, principalmente con metales alcalinos. Dada su tendencia a abandonar un electrón y convertirse en un catión, parece que su lugar correcto es con los metales alcalinos en lugar de los halógenos, y, por número atómico, es donde querría comenzar la tabla de todos modos para que funcione. así como que tiene una carcasa S medio llena, al igual que un metal alcalino. Bastante más extraño que la colocación de Hidrógeno es Helio. Se podría pensar, siguiendo la misma lógica que el hidrógeno, que debería estar por encima del berilio. Tiene una cubierta completa como todos los demás metales alcalinotérreos, sigue al hidrógeno en número atómico y algunas otras propiedades. Sin embargo, al Helio realmente no le gusta reaccionar, mucho más similar a los gases nobles de caparazón completo que a las tierras alcalinas de caparazón completo. Esto se debe a la alta estabilidad del cascarón lleno, por lo que Helium es realmente una oveja negra en su propia familia y se coloca junto con el grupo 18 con el que se relaciona mucho más.

La posición normal de H en la tabla periódica se debe estrictamente a que su configuración electrónica es análoga a la de los metales alcalinos, es decir, todos los elementos en el grupo 1A terminan en la configuración electrónica ns1, que contiene 1 electrón de valencia. En esta posición, todos los elementos pueden perder el único electrón de valencia para formar un ion 1+ (aunque nunca se encuentra H + por sí mismo, en su lugar se combina con H2O en soluciones ácidas u otros elementos / moléculas para formar un ácido).

Sin embargo, la tabla periódica es solo un modelo simple que puede modificarse según convenga para explicar el comportamiento químico. Dado que H tiene un solo electrón en su orbital 1s, también puede ganar un electrón para llenar su nivel de energía y formar un ion 1-, imitando el comportamiento de los halógenos. Solo forma tales compuestos con metales que tienen una electronegatividad más baja que esta. También puede formar un número de oxidación 1- formal (no realmente una carga) cuando se combina con otros átomos menos electronegativos como en los compuestos LiAlH4 y NaBH4, en los que el H no es técnicamente un ion 1- pero se cree formalmente que ha ganado densidad de electrones. En todos estos casos, los compuestos son agentes reductores fuertes, y el H se oxidará rápidamente a su estado 1+. Entonces, aunque he visto algunas tablas periódicas con H también colocado por encima de F, este es un comportamiento mucho más raro y no encaja con las configuraciones electrónicas ns2 np5 de los halógenos.

También he visto tablas con H también colocadas sobre C ya que, al igual que la familia C, tiene un caparazón de valencia medio lleno. Esta posición también tiene más sentido en términos de su comportamiento químico, aunque su electronegatividad probablemente lo posicionaría mejor por encima de B, ya que no es un metal y forma enlaces covalentes con otros no metales.

Por cierto, H no es el único elemento que no sigue las propiedades químicas de su familia. En el grupo 4A hay 3 tipos diferentes de comportamiento. C no es un metal (aunque el grafito conduce electricidad debido a la forma en que se unen los átomos de C); Si y Ge son ambos metaloides utilizados ampliamente en chips de computadora por sus propiedades semiconductoras; Sn y Pb son metales relativamente débiles. El único enlace es la configuración ns2 np2.

Al final, la tabla periódica es simplemente una forma de organizar los elementos para ayudar a los químicos a dar más sentido a su comportamiento.

El hidrógeno muestra algunas similitudes con el litio.

En las reacciones químicas, ambos tienden a perder su único electrón de valencia. Ambos suelen tener una valencia de +1.

Ambos forman compuestos similares, por ejemplo, cloruro de hidrógeno (HCl) y cloruro de litio (LiCl).

Ambos tienen una química covalente significativa.

También hay similitudes en sus espectros.

El hidrógeno puede sustituir a los metales alcalinos en estructuras típicas de metales alcalinos. Ver: https://www.chemistryworld.com/n

También es capaz de formar hidruros de aleación, con enlaces metálicos, con algunos metales de transición.

La relación entre el litio y el hidrógeno también va a la inversa. El litio, como el hidrógeno, cuando está unido a átomos altamente electronegativos como el nitrógeno, el oxígeno o el flúor, es capaz de formar enlaces electrostáticos con otros átomos altamente electronegativos cercanos.

En mi sala de clase pt, tiene tres puntos. El primero está en la columna 1 que refleja su configuración electrónica 1s1. El segundo está por encima de los halógenos, lo que refleja su capacidad para formar un ion hidruro negativo. El tercero está a caballo entre el boro y el carbono debido a su electronegatividad.

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Hay evidencia que sugiere que el hidrógeno puede existir como una especie metálica bajo ciertas condiciones de temperatura y presión (consideraciones del diagrama de fase); el alótropo metálico no ha sido aislado o caracterizado de manera convincente.

Pero el hidrógeno tiene propiedades metálicas, solo que no a las temperaturas y presiones a las que está acostumbrado.

El hidrógeno metálico finalmente se hizo en el laboratorio a una presión alucinante

No muestra ninguna propiedad normalmente asociada con los metales, sin embargo, tiene algunas similitudes con los Elementos del Grupo 1, específicamente con su configuración electrónica. Esto se debe a que también solo tiene un electrón de valencia.

Sin embargo, no siempre se coloca por encima del Grupo 1, ya que también se puede colocar solo, dependiendo de la tabla periódica que esté viendo.

Pero (probablemente) tiene propiedades metálicas, cuando es un líquido o un sólido. Hidrógeno metálico – Wikipedia

El problema es que el hidrógeno es un gas a temperatura ambiente, por lo que no tendemos a pensarlo de esa manera.

Porque es más fácil a pesar del hecho de que el hidrógeno puede actuar como un halógeno en presencia de metales alcalinos, por ejemplo, hidruro de sodio.

Se coloca en el grupo 1 porque tiene un electrón en su capa externa de electrones y, por lo tanto, prefiere perder un electrón para que la capa externa se vacíe.

Debido a que la configuración electrónica del hidrógeno es igual a la configuración electrónica de la capa externa de otros elementos en el primer grupo. Es la configuración ns1 (un electrón en la capa externa).