Первый период периодической системы
Элемент первого периода - это элемент первого периода (ряда) периодической таблицы. Периодическая таблица расположена в виде рядов, чтобы показать повторяющиеся свойства элементов. Когда атомный номер увеличивается, у элемента появляются другие свойства. Новый ряд начинается, когда химические свойства повторяются. Это означает, что элементы одной группы обладают сходными свойствами. В первом периоде меньше элементов, чем в других периодах периодической таблицы. В первом периоде всего два элемента: водород и гелий. Объяснить, почему в первом ряду меньше элементов, можно с помощью современных теорий атомной структуры. Это связано с тем, что в квантовой физике этот период заполняет 1s-орбиталь. Элементы первого периода следуют правилу дуэта, им нужно только два электрона, чтобы заполнить свою валентную оболочку. Эти элементы могут содержать только два электрона, оба на орбитали 1s. Поэтому в периоде 1 может быть только два элемента.
Периодические тенденции
Поскольку в периоде 1 есть только два элемента, никаких примечательных периодических тенденций не наблюдается.
|
|
| |
| Водород | Гелий |
Положение элементов первого периода в периодической таблице
Хотя водород и гелий относятся к s-блоку, они ведут себя не так, как другие элементы s-блока. Ведутся споры о том, какое место эти два элемента должны занимать в периодической таблице.
Водород
Положение водорода иногда выше лития, иногда выше углерода, иногда выше фтора, иногда выше и лития, и фтора (появляется два раза), или плавает над другими элементами и не принадлежит ни к одной группе в периодической таблице.
Гелий
В периодической таблице положение гелия почти всегда выше неона (который находится в p-блоке), поскольку он является благородным газом. Однако иногда он находится выше бериллия, потому что у них схожая электронная конфигурация.
Элементы в периоде 1
| Химическая серия | ||||
| 1 | H | Неметаллические | 1s | |
| 2 | Он | 1s | ||
Водород
Водород (символ: H) - это химический элемент. При стандартной температуре и давлении водород не имеет цвета, запаха и вкуса. Он относится к неметаллам и является легковоспламеняющимся. Это двухатомный газ с молекулярной формулой H2. Его атомная масса составляет 1,00794 amu, что делает водород самым легким элементом.
Водород - самый распространенный из химических элементов. Обилие водорода составляет примерно 75%. Звезды главной последовательности в основном состоят из водорода в его плазменном состоянии. Однако на Земле водорода меньше. Поэтому водород промышленно производится из углеводородов (например, метана). Мы используем элементарный водород на месте производства. Крупнейшие рынки почти поровну делятся между переработкой ископаемого топлива, например, гидрокрекингом, и производством аммиака, в основном для рынка удобрений. Водород можно производить из воды с помощью процесса электролиза, но этот процесс в коммерческом отношении значительно дороже, чем производство водорода из природного газа.
Наиболее распространенный в природе изотоп водорода, известный как протий, имеет один протон и ни одного нейтрона. В ионных соединениях он может принимать либо положительный заряд, превращаясь в катион, состоящий из одного протона, либо отрицательный заряд, превращаясь в анион, известный как гидрид. Водород может образовывать соединения с большинством элементов и присутствует в воде и большинстве органических соединений. Он играет особенно важную роль в кислотно-основной химии, в которой многие реакции включают обмен протонами между растворимыми молекулами. Как единственный нейтральный атом, для которого уравнение Шредингера может быть решено аналитически, изучение энергетики и спектра атома водорода сыграло ключевую роль в развитии квантовой механики.
Взаимодействие водорода с различными металлами очень важно для металлургии, поскольку многие металлы могут подвергаться водородному охрупчиванию, а также для разработки безопасных способов его хранения для использования в качестве топлива. Водород хорошо растворим во многих соединениях, состоящих из редкоземельных и переходных металлов, и может растворяться как в кристаллических, так и в аморфных металлах. На растворимость водорода в металлах влияют локальные искажения или примеси в кристаллической решетке металла.
Гелий
Гелий (He) - это бесцветный, без запаха, без вкуса, нетоксичный, инертный одноатомный химический элемент, возглавляющий ряд благородных газов в периодической таблице и имеющий атомный номер 2. Его температуры кипения и плавления самые низкие среди элементов, и он существует только в виде газа, за исключением экстремальных условий.
Гелий был открыт в 1868 году французским астрономом Пьером Янссеном, который впервые обнаружил это вещество в виде неизвестной желтой спектральной линии в свете от солнечного затмения. В 1903 году большие запасы гелия были обнаружены в месторождениях природного газа в США, которые на сегодняшний день являются крупнейшим поставщиком этого газа. Вещество используется в криогенной технике, в глубоководных дыхательных системах, для охлаждения сверхпроводящих магнитов, в гелиевых свиданиях, для надувания воздушных шаров, для обеспечения подъемной силы дирижаблей, а также в качестве защитного газа в промышленности, например, при дуговой сварке и выращивании кремниевых пластин. Вдыхание небольшого объема этого газа временно изменяет тембр и качество человеческого голоса. Поведение двух жидких фаз жидкого гелия-4, гелия I и гелия II, важно для исследователей, изучающих квантовую механику и, в частности, явление сверхтекучести, а также для тех, кто изучает влияние температур, близких к абсолютному нулю, на материю, например, в случае сверхпроводимости.
Гелий - второй по легкости элемент и второй по распространенности в наблюдаемой Вселенной. Большая часть гелия образовалась во время Большого взрыва, но новый гелий образуется в результате ядерного синтеза водорода в звездах. На Земле гелий встречается относительно редко и образуется в результате естественного распада некоторых радиоактивных элементов, поскольку испускаемые при этом альфа-частицы состоят из ядер гелия. Этот радиогенный гелий содержится в природном газе в концентрации до семи процентов по объему, из которого он извлекается в промышленных масштабах с помощью низкотемпературного процесса разделения, называемого фракционной дистилляцией.
Водородная разрядная трубка
Трубка для разряда дейтерия
Гелиевая разрядная трубка
Вопросы и ответы
В: Что такое элемент периода 1?
О: Элемент первого периода - это элемент в первой строке периодической таблицы.
В: Как расположены элементы в периодической таблице?
О: Элементы в периодической таблице расположены в ряд, чтобы показать повторяющиеся свойства элементов. По мере увеличения атомного номера появляются различные свойства. Новый ряд начинается, когда химические свойства повторяются и элементы внутри группы имеют схожие свойства.
В: Сколько элементов в первом периоде?
О: В первом периоде всего два элемента - водород и гелий.
В: Почему в 1 периоде меньше элементов по сравнению с другими периодами?
О: Это можно объяснить современными теориями атомной структуры, которые утверждают, что этот период заполняет 1s орбиталь и следует правилу дуэта, то есть ему требуется только два электрона для заполнения валентной оболочки, поэтому он может иметь только два электрона на 1s орбитали. Следовательно, может существовать только два элемента.
В: Что квантовая физика объясняет о периоде 1?
О: Квантовая физика объясняет, почему в первом периоде меньше элементов по сравнению с другими периодами - это потому, что он заполняет орбиталь 1s и следует правилу дуэта, то есть ему требуется только два электрона для заполнения валентной оболочки, поэтому он может иметь только два электрона на орбитали 1s.
В: Что означает "правило дуэта"?
О: "Правило дуэта" означает, что элементу первого периода требуется только два электрона для заполнения его валентной оболочки, поэтому он может удерживать только два электрона на орбитали 1s.
В: Что происходит, когда химические свойства повторяются? О: Когда химические свойства повторяются, в периодической таблице начинается новый ряд, поскольку с увеличением атомного номера появляются различные свойства.
