HIDRÓGENO.

Características e importancia. El hidrógeno es un gas incoloro, inodoro e insípido. El hidrógeno líquido, obtenido por primera vez por Sir James Dewar en 1.898, es incoloro (aunque ligeramente azul en capas gruesas) con un peso específico de 0,070. Cuando se evapora rápidamente bajo presión reducida, congela en un sólido incoloro.El hidrógeno es diatómico (sus moléculas contienen dos átomos), pero se disocia en átomos libres a altas temperaturas.

Masa Atómica	1,00794 uma
Punto de Fusión	14,02 K
Punto de Ebullición	20,28 K
Densidad	76 kg/m³
Potencial Normal de Reducción	0,00 V 2H+ | H2 solución ácida
Conductividad Térmica	0,18 J/m s ºC
Calor Específico	14421,00 J/kgºK
Calor de Fusión	0,1 kJ/mol
Calor de Vaporización	0,9 kJ/mol
Calor de Atomización	218,0 kJ/mol de átomos
Estados de Oxidación	-1, +1
1ª Energía de Ionización	1312 kJ/mol
Afinidad Electrónica	72,8 kJ/mol
Radio Atómico	0,79 Å
Radio Covalente	0,32 Å
Radio Iónico	H-1 = 2,08 Å
Volumen Atómico	14,4 cm³/mol
Polarizabilidad	0,7 ų
Electronegatividad (Pauling)	2,2

Todos los ácidos contienen hidrógeno; la característica distintiva de un ácido es su disociación, en la que se producen iones de hidrógeno. El hidrógeno (H₂) es el elemento más ligero que se conoce, por lo que puede penetrar fácilmente por las superficies porosas.

El hidrógeno también combina con los metales más activos, como sodio, litio y calcio, para formar hidruros (NaH, LiH y CaH₂ ).

Actúa como un agente reductor sobre óxidos metálicos, tal como óxido de cobre, quitando el oxígeno y dejando el metal en estado libre.

El hidrógeno reacciona con compuestos orgánicos no saturados para formar los compuestos saturados correspondientes.

El hidrógeno reacciona con muchos no metales. Combina con el nitrógeno en presencia de un catalizador para formar amoníaco NH₃, con el azufre para formar sulfuro de hidrógeno H₂S, con el cloro para formar cloruro de hidrógeno HCl, y con el oxígeno para formar agua H₂O.

Impacto ambiental. El hidrógeno forma junto con el oxígeno uno de los elementos más abundantes en la tierra, ya que ocupan en forma de agua el  46%.Además  es un combustible no contaminante, ya que se obtiene de ellos agua.

Impacto económico. Debido a su ligereza se utilizó a principios del siglo XX para llenar los dirigibles y los globos aerostáticos, pero se produjeron muchos accidentes ya que el hidrógeno es un gas muy inflamable. El hidrógeno líquido, junto con el oxígeno, se utiliza para la propulsión de cohetes espaciales y últimamente se empiezan a considerar sus grandes posibilidades como fuente de energía para el futuro ya que su combustión produce vapor de agua y, por lo tanto, no es contaminante. En muchas reacciones de electrólisis el hidrógeno es un subproducto importante. Industrialmente se usa para la fabricación del amoníaco, en la síntesis del alcohol metílico, para la hidrogenación de grasas vegetales para producir grasas comestibles, en la industria petroquímica para la elaboración de gasolinas sintéticas y como agente reductor en algunos procesos. El hidrógeno se usa también para soldar a alta temperatura.

Estado nativo. En la naturaleza se encuentra libre en muy pequeña proporción principalmente en el gas natural, en los gases procedentes de las erupciones volcánicas y en las capas altas de la atmósfera, pero los espectros estelares y solares muestran que es abundante en el Sol y en otras estrellas y es, de hecho, el elemento más común en el universo. Combinado con otros elementos se distribuye ampliamente sobre la tierra, donde el compuesto más importante y abundante de hidrógeno es el agua, H₂O. Está presente en la materia viva así como también en muchos minerales. Forma una parte esencial de todos los hidrocarburos y una variedad extensa de otras sustancias orgánicas.

Helio.

Características e importancia. El helio es un gas incoloro, inodoro e insípido. No forma moléculas, es decir está constituido por átomos simples de helio, y es la segunda sustancia (después del hidrógeno) más ligera que se conoce.

Puede considerarse que no tiene actividad química alguna. Su única capa de electrones está llena, lo que le confiere bastante estabilidad y por ello su reacción con otros elementos es sumamente difícil y los compuestos resultantes bastantes inestables.

En las proximidades del cero absoluto el helio presenta una sorprendente propiedad descubierta en 1.935 por los científicos del laboratorio de Kamerlingh-Onnes. Cuando el helio líquido se enfría por debajo de 2,2ºK se transforma en el llamado helio II, un líquido con propiedades físicas únicas. No tiene punto de congelación, y su viscosidad (facilidad para fluir) se hace menor aún que la del gas (aproximadamente una milésima parte). Esta propiedad, conocida como superfluidez, produce curiosos fenómenos como la ascensión del líquido por las paredes del recipiente que lo contiene.

Otra propiedad que varía por debajo de la citada temperatura es la conductividad calorífica, que llega a ser 800 veces superior a la del cobre.

Impacto ambiental. Es el segundo elemento más abundante en el universo después del hidrógeno. Su presencia en la corteza terrestre es mínima.

Impacto económico. El helio es un gas más adecuado que el hidrógeno para elevar globos en el aire; tiene un 92 % de la potencia elevadora del hidrógeno, aunque pesa dos veces más. El helio se usa para presurizar y endurecer la estructura de los cohetes antes del despegue, y para presurizar los tanques de hidrógeno líquido u otros combustibles, con el fin de forzar el combustible dentro de los motores del cohete. Es útil para esta aplicación porque sigue en estado gaseoso incluso a la baja temperatura del hidrógeno líquido. Un potencial uso del helio es como medio transmisor de calor en los reactores nucleares, porque permanece químicamente inerte y no radiactivo en las condiciones existentes en el interior de los reactores.

El helio se usa en soldadura por arco de gas inerte de ciertos metales ligeros, tales como las aleaciones de aluminio y magnesio, que de otra forma se oxidarían; el helio protege las partes calientes del ataque del aire. El helio se utiliza en lugar del nitrógeno como parte de la atmósfera sintética que respiran los buceadores, los trabajadores de las campanas sumergidas. Esta atmósfera sintética se usa también en medicina para aliviar los problemas de respiración, porque el helio se mueve más fácilmente que el nitrógeno por las vías respiratorias afectadas. En cirugía, los rayos de helio ionizado procedentes de sincrociclotrones son útiles en el tratamiento de los tumores oculares. Estos rayos se usan también para disminuir las malformaciones de los vasos sanguíneos en el cerebro de los pacientes.

Estado nativo. El helio es el segundo elemento más abundante en el universo, después del hidrógeno, sin embargo su presencia en la corteza terrestre es mínima (5,5 ppb). Al nivel del mar, el helio se encuentra en la atmósfera en la proporción de 5,4 ppm. Esta proporción aumenta ligeramente a mayores alturas. Aproximadamente 1 ppm del helio atmosférico consiste en ³He, un producto de la desintegración del tritio, un isótopo radioactivo del hidrógeno de masa 3.

Litio

Características e importancia. El litio es el más ligero de todos los metales. Es un sólido blanco plateado, algo más duro que el sodio, al que se parece mucho en su comportamiento químico. Se empaña instantáneamente en contacto con el aire, por lo que debe almacenarse sumergido en petróleo o en aceite de vaselina.

A temperatura ordinaria, y con la presencia de trazas de agua que catalizan la reacción, se combina directamente con el nitrógeno para dar nitruro de litio:

6Li + N₂ = 2NLi₃

A temperatura elevada reacciona con el hidrógeno para formar hidruro de litio HLi que, fundido, conduce la electricidad liberando hidrógeno en el ánodo y litio en el cátodo.

Los compuestos de litio dan color rojo en los ensayos a la llama. El litio reacciona con el oxígeno para formar el óxido de litio Li₂O y el peróxido de litio Li₂O₂.

Reacciona con el agua y produce hidróxido de litio e hidrógeno.

Li + H₂O = LiOH + ½H₂

El litio forma compuestos iónicos cuando se combina con los halógenos. Las sales iónicas de litio tienen menor solubilidad en el agua que las correspondientes del resto de los alcalinos.

Impacto ambiental. Las cenizas de plantas como la remolacha y el tabaco contienen una pequeña proporción de litio, que también puede encontrarse en algunas aguas minerales.

Impacto económico. En metalurgia se utiliza el litio para hacer aleaciones con el aluminio con el objeto de mejorar algunas de sus propiedades. Una aleación de aluminio que contenga una proporción aproximada al 1% de litio posee unas propiedades elásticas y una resistencia a la tracción similares a las de un acero medio.

El litio también se usa en la fabricación de vidrios especiales y en la elaboración de esmaltes para la cerámica. Los vidrios que contienen litio tienen un menor coeficiente de dilatación térmica y una mayor transparencia a la radiación ultravioleta. Los compuestos de litio dan a la llama una coloración roja brillante muy atractiva por lo que son utilizados en pirotécnia. La industria farmacéutica utiliza algunas sales de litio para elaborar medicamentos reguladores de los estados anímicos y para la prevención y tratamiento de algunos tipos de depresiones nerviosas. También se utiliza el litio en la fabricación de baterías eléctricas y como aditivo en algunos lubricantes.

Estado nativo. El litio figura en el lugar 35º en orden de abundancia de los elementos en la corteza terrestre. No se presenta en estado libre sino únicamente en compuestos, que se encuentran ampliamente difundidos. Sus minerales más importantes son: espodumeno (AlLi(SiO₃)₂), ambligonita ((FAl)LiPO₄) y lepidolita, un fluosilicato hidratado complejo.

Berilio.

Características e importancia. Es un metal de color blanco-plateado muy quebradizo. Posee una dureza parecida a la del hierro dulce, pero su resistencia a la tracción es mucho menor. Se empaña ligeramente en el aire, llegando a cubrirse con una delgada capa de óxido. La resistencia del berilio al rayado se atribuye a éste recubrimiento de óxido. Tiene un punto de fusión muy elevado en comparación con el resto de los metales alcalinotérreos. Cuando se funde, se forma una fina capa de óxido en su superficie que le impide arder. A temperaturas ordinarias, apenas reacciona con el aire ni con el vapor de agua, por lo que puede se usado en estado metálico y aleado con otros metales.

Los compuestos de berilio son generalmente blancos (o incoloros en solución) y muestran gran similitud en sus propiedades químicas a los compuestos correspondientes del aluminio. Esta similitud hace difícil su separación del aluminio que está casi siempre presente en los minerales de berilio.

Impacto ambiental. Es encuentran en la corteza terrestre y forman óxidos con los cuales pueden rayar vidrio. Cuando se producen objetos con berilio el humo y el polvo que arrojan son altamente tóxicos.

Impacto económico. Se usa principalmente en aleaciones para usos industriales diversos por su dureza, alta resistencia al calor y a la corrosión y, para la industria aeronáutica y aeroespacial, a causa de su ligereza, rigidez y estabilidad dimensional. Por su capacidad como conductor se usa en la fabricación de componentes electrónicos, teniendo una especial importancia su aplicación en los sistemas de multiplexado.

Debido a su gran permeabilidad a los rayos X, se utiliza para fabricar discos, pantallas y ventanas de radiación para aparatos de rayos X. También se usa como moderador de neutrones en las plantas eléctricas nucleares y se emplea láseres, televisores e instrumentos oceanográficos. Su óxido (BeO)se usa en la fabricación de piezas cerámicas especiales de uso industrial

Estado nativo. Ocupa el lugar 51º en orden de abundancia de los elementos en la corteza terrestre. El mineral berilo, Al₂Be₃(SiO₃)₆, con un 12% de óxido de berilio es la única fuente importante de este elemento.