How big is Átomo de hidrógeno?

Un átomo de hidrógeno es el átomo más simple: un solo electrón retenido por un solo protón. Su tamaño, medido como el doble del radio de Bohr, es de unos 0,11 nanómetros de diámetro, o 110 picómetros. Un nanómetro es una milmillonésima de metro y un picómetro es una milésima de nanómetro.

Tamaño

Un átomo no tiene un borde definido. Su electrón no sigue una trayectoria fija como un planeta. La física cuántica describe en cambio el electrón como una nube de probabilidad: es más probable encontrarlo a una distancia concreta del núcleo y menos probable más lejos. Por eso los químicos definen el tamaño de un átomo de varias maneras, y cada una da un número distinto.

La cifra que se muestra aquí es el doble del radio de Bohr. El radio de Bohr, de 52,9 picómetros, es la distancia al protón a la que es más probable encontrar el electrón. El doble son 106 picómetros, que se redondean a 110. El nombre rinde homenaje a Niels Bohr, cuyo modelo atómico de 1913 situaba el electrón en una órbita circular de exactamente ese radio.

Otras definiciones dan otros tamaños. Dos átomos de hidrógeno unidos en una molécula tienen sus centros separados por 74 picómetros. Otra medida, el radio de van der Waals, se basa en lo cerca que pueden llegar dos átomos separados antes de repelerse. Con esa medida, un átomo de hidrógeno tiene aproximadamente de 220 a 240 picómetros de diámetro.

Comparaciones de tamaño

• Un átomo de hidrógeno tiene unas 60 000 veces el ancho del protón de su centro, de unos 1,7 femtómetros de diámetro. Un femtómetro es una millonésima de nanómetro.
• Si un átomo de hidrógeno se agrandara hasta la longitud de un campo de fútbol americano, de 110 metros incluidas las zonas de anotación, su protón mediría menos de 2 milímetros de diámetro.
• Aproximadamente entre 750 000 y 950 000 átomos de hidrógeno, colocados uno al lado del otro, abarcarían el grosor de un cabello humano.
• Un átomo de hidrógeno mide 1,06 ángstroms de diámetro, algo más de uno. El ángstrom, de 100 picómetros, es una unidad que se usa para los tamaños de los átomos y las longitudes de los enlaces químicos.
• Ningún microscopio óptico corriente puede mostrar un átomo de hidrógeno. El detalle más fino que puede distinguir un microscopio de ese tipo es de unos 0,2 micrómetros, casi 2 000 veces el ancho del átomo. Un micrómetro es una millonésima de metro.

El elemento más común

El hidrógeno es el elemento más abundante del universo. El Sol es hidrógeno en aproximadamente un 75 % de su masa. A las altas temperaturas del Sol, los núcleos de hidrógeno se fusionan para formar helio y se liberan enormes cantidades de energía. En la Tierra, la mayor parte del hidrógeno se encuentra en el agua.

Formas más pesadas del hidrógeno

Los átomos del mismo elemento con distinto número de neutrones se llaman isótopos. En más del 99,97 % de los átomos de hidrógeno de la Tierra, el núcleo es un único protón sin neutrones. En 1931, Harold Urey y sus colegas de la Universidad de Columbia detectaron una forma más rara, el deuterio, con una masa aproximadamente doble.

Una tercera forma, el tritio, tiene dos neutrones además de su protón. Es radiactivo, y la mitad de cualquier muestra se desintegra cada 12,3 años. El tritio se forma de manera natural en lo alto de la atmósfera, cuando los rayos cósmicos chocan con moléculas de nitrógeno del aire.

Fuentes

• Bohr Radius. NIST, CODATA 2022.
• Theoretical Calculation of Absolute Radii of Atoms and Ions. Part 1. The Atomic Radii. Ghosh and Biswas, International Journal of Molecular Sciences, 2002.
• The Bohr Model. In Chemistry 2e. OpenStax, 2019.
• The Hydrogen Atom. In University Physics Volume 3. OpenStax, 2016.
• Hydrogen: Radii of Atoms and Ions. WebElements, University of Sheffield.
• Hydrogen. Royal Society of Chemistry, Periodic Table.
• Helium. Royal Society of Chemistry, Periodic Table.
• Atomic Weight of Hydrogen. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights.
• Radionuclide Basics: Tritium. U.S. Environmental Protection Agency.
• The International System of Units (SI). 9th edition, version 4.01. BIPM, 2026.
• Proton RMS Charge Radius. NIST, CODATA 2022.
• 2026 NFL Rulebook. National Football League, 2026.
• Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.
• The Nobel Prize in Chemistry 2014: Press Release. Royal Swedish Academy of Sciences, 2014.