¿QUÉ ES EL HIDRÓGENO METÁLICO?

¿Cómo puede ser el hidrógeno un metal?

Todo el mundo reconoce un metal al verlo, porque los metales tienen propiedades muy características.

En superficies lisas reflejan la luz con gran eficacia, que es lo que les confiere su "brillo metálico", mientras que los no metales son muy poco reflectantes y poseen una tonalidad opaca. Los metales son fácilmente deformables, se dejan extender en láminas y estirar en hilos, mientras que los no metales son quebradizos y se rompen o se pulverizan al golpearlos. Los metales conducen el calor y la electricidad fácilmente; los no metales, no.

¿De dónde viene la diferencia?

En la mayoría de los compuestos corrientes, como los que vemos a nuestro alrededor en el mar y en la tierra, las moléculas están compuestas por átomos firmemente unidos por electrones compartidos. Cada electrón está ligado firmemente a un átomo determinado. En estos casos la sustancia exhibe propiedades no metálicas.

Según este criterio, el hidrógeno es un no metal. El hidrógeno ordinario está compuesto de moléculas compuesto de moléculas constituidas por dos átomos de hidrógeno. Cada átomo de hidrógeno tiene un sólo electrón, y los dos átomos que componen una molécula comparten los dos electrones a partes iguales. No sobra ningún electrón.

¿Qué ocurre cuando hay electrones que no están firmemente ligados? Consideremos, por ejemplo, el elemento potasio. Cada átomo de potasio tiene diecinueve electrones distribuidos en cuatro capas. Los únicos electrones que se pueden compartir son los de la capa, exterior, de modo que en el caso del potasio cada átomo sólo puede compartir un electrón con su vecino. Además, este electrón exterior esta especialmente suelto porque entre él y el núcleo atómico central que lo atrae se interponen otras capas de electrones. Estas capas intermedias aíslan al electrón exterior de la atracción central.

Los átomos del potasio sólido están empaquetados muy juntos, como esas pirámides de naranjas que se ven a veces en las fruterías. Cada átomo de potasio tiene ocho vecinos. Con tantos vecinos y tan cerca, y estando tan suelto el electrón exterior, es muy fácil que cualquiera de éstos salte de un vecino a otro.

Son estos electrones sueltos y móviles los que permiten a los átomos de potasio empaquetarse tan densamente, conducir fácilmente el calor y la electricidad y deformarse. En resumen, estos electrones sueltos y móviles son los que hacen que el potasio (y otros elementos y mezclas que los poseen) sea metálico.

Pues bien, recordemos que el hidrógeno, al igual que el potasio, tiene un solo electrón para compartir con vecinos. Pero hay una diferencia. Entre ese único electrón del hidrógeno y el núcleo central no hay electrones aislantes. Por consiguiente, el electrón está demasiado sujeto para ser suficientemente móvil y poder convertir el hidrógeno en un metal o hacer que sus átomos se empaqueten densamente.

Pero ¿y si se le da al hidrógeno una pequeña ayuda? ¿Qué ocurre si se le obliga a empaquetarse densamente, no por su propia constitución electrónica, sino por presión exterior? Supongamos que la presión aplicada es suficiente para estrujar los átomos de hidrógeno y hacer que cada átomo quede rodeado por ocho, diez o incluso doce vecinos más próximos. Podría ser entonces que el electrón de cada átomo, a pesar de la fortísima atracción del núcleo, empezara a deslizarse de un vecino a otro. Lo que tendríamos sería "hidrógeno metálico".

Para conseguir que el hidrógeno se empaquete tan densamente, tiene que hallarse en estado casi puro (la presencia de otros átomos, estorbaría) y a una temperatura no demasiado alta. De lo contrario, se expandiría). Por otro lado tiene que hallarse bajo enormes presiones. Uno de los lugares del sistema solar donde las condiciones son casi perfectas es el centro de Júpiter, y hay quienes creen que el interior de este planeta está compuesto por hidrógeno metálico.