Et periode 1-element er et element i den første periode (række) i det periodiske system. Det periodiske system er arrangeret i rækker for at vise gentagende egenskaber ved grundstofferne. Når atomtallet stiger, har grundstoffet forskellige egenskaber. En ny række begynder, når kemiske egenskaber gentager sig. Det betyder, at grundstoffer i den samme gruppe har ensartede egenskaber. Den første periode har færre grundstoffer end alle andre perioder i det periodiske system. Der er kun to grundstoffer i den første periode: brint og helium. Vi kan forklare, hvorfor der er færre grundstoffer i den første række, med moderne teorier om atomstruktur. Det skyldes, at i kvantefysikken fylder denne periode 1s orbitalet op. Periode 1-elementer følger duetreglen, de har kun brug for to elektroner for at udfylde deres valensskal. Disse grundstoffer kan kun rumme to elektroner, begge i 1s-bobitalet. Derfor kan periode 1 kun have to grundstoffer.
Periodiske tendenser
Da periode 1 kun har to grundstoffer, er der ingen bemærkelsesværdige periodiske tendenser.
Position af periode 1-grundstoffer i det periodiske system
Selv om både brint og helium er i s-blokken, opfører de sig ikke på samme måde som andre grundstoffer i s-blokken. Der er diskussion om, hvor disse to grundstoffer skal placeres i det periodiske system.
Hydrogen
Brintets placering er nogle gange over lithium, nogle gange over kulstof, nogle gange over fluor, nogle gange over både lithium og fluor (optræder to gange), eller svæver over de andre grundstoffer og hører ikke til nogen gruppe i det periodiske system.
Helium
Heliums position er næsten altid over neon (som er i p-blokken) i det periodiske system, fordi det er en ædelgas. Nogle gange er dets position dog over beryllium, fordi de har samme elektronkonfiguration.
Elementer i periode 1
Kemisk grundstof | Kemisk serie | Elektronkonfiguration | |||
---|---|---|---|---|---|
1 | H | H | Hydrogen | Nonmetal | 1s1 |
2 | He | Helium | Edelgas | 1s2 |
Hydrogen
Hydrogen (symbol:H) er et kemisk grundstof. Atomnummeret er 1. Ved standardtemperatur og -tryk har hydrogen ingen farve, lugt eller smag. Det hører til ikke-metaller, og det er letantændeligt. Det er en toatomig gas med molekylformlen H2. Dens atommasse er 1,00794 amu, hvilket gør brint til det letteste grundstof.
Brint er det hyppigst forekommende af de kemiske grundstoffer. Hyppigheden af brint er ca. 75 %. Stjerner i hovedrækkefølgen består hovedsageligt af brint i plasmatilstand. Der er dog mindre brint på Jorden. Derfor fremstilles brint industrielt af kulbrinter (f.eks. methan). Vi bruger elementær brint lokalt på produktionsstedet. De største markeder er næsten ligeligt fordelt mellem opgradering af fossile brændstoffer, f.eks. hydrokrakning, og ammoniakproduktion, hovedsagelig til gødningsmarkedet. Brint kan produceres fra vand ved hjælp af elektrolyse, men denne proces er betydeligt dyrere kommercielt end brintproduktion fra naturgas.
Den mest almindelige naturligt forekommende isotop af brint, kendt som protium, har en enkelt proton og ingen neutroner. I ionforbindelser kan den tage enten en positiv ladning, hvorved den bliver en kation bestående af en ren proton, eller en negativ ladning, hvorved den bliver en anion, kendt som et hydrid. Hydrogen kan danne forbindelser med de fleste grundstoffer og er til stede i vand og de fleste organiske forbindelser. Det spiller en særlig vigtig rolle i syre-base-kemi, hvor mange reaktioner involverer udveksling af protoner mellem opløselige molekyler. Som det eneste neutrale atom, for hvilket Schrödinger-ligningen kan løses analytisk, har studiet af brintatomets energetik og spektrum spillet en central rolle i udviklingen af kvantemekanikken.
Brints vekselvirkninger med forskellige metaller er meget vigtige i metallurgien, da mange metaller kan blive brintforsprødt, og i udviklingen af sikre måder at opbevare det på til brug som brændstof. Brint er meget opløseligt i mange forbindelser, der består af sjældne jordarters metaller og overgangsmetaller, og kan opløses i både krystallinske og amorfe metaller. Brintopløseligheden i metaller påvirkes af lokale forvrængninger eller urenheder i metallets krystalgitter.
Helium
Helium (He) er et farveløst, lugtfrit, smagløst, ugiftigt, inert monatomisk kemisk grundstof, der står i spidsen for ædelgasrækken i det periodiske system, og hvis atomnummer er 2. Dets koge- og smeltepunkt er det laveste blandt grundstofferne, og det eksisterer kun som gas, undtagen under ekstreme forhold.
Helium blev opdaget i 1868 af den franske astronom Pierre Janssen, der først opdagede stoffet som en ukendt gul spektrallinjesignatur i lyset fra en solformørkelse. I 1903 blev der fundet store reserver af helium i naturgasfelter i USA, som er langt den største leverandør af gassen. Stoffet bruges i kryogenik, i dybhavsåndedrætssystemer, til at køle superledende magneter, i heliumdating, til at puste balloner op, til at give luftskibe løfteevne og som beskyttelsesgas til industrielle formål som f.eks. lysbuesvejsning og dyrkning af siliciumskiver. Indånding af en lille mængde af gassen ændrer midlertidigt den menneskelige stemmes klangfarve og kvalitet. Opførslen af flydende helium-4’s to flydende faser, helium I og helium II, er vigtig for forskere, der studerer kvantemekanikken og især fænomenet superfluiditet, og for dem, der undersøger de virkninger, som temperaturer nær det absolutte nulpunkt har på stof, f.eks. ved superledning.
Helium er det næstletteste grundstof og er det næsthyppigste i det observerbare univers. Det meste helium blev dannet under Big Bang, men der dannes nyt helium som følge af kernefusionen af brint i stjerner. På Jorden er helium relativt sjældent og opstår ved det naturlige henfald af nogle radioaktive grundstoffer, fordi de alfapartikler, der udsendes, består af heliumkerner. Dette radiogene helium er fanget i naturgas i koncentrationer på op til syv volumenprocent, hvorfra det udvindes kommercielt ved en separationsproces ved lav temperatur, der kaldes fraktioneret destillation.
Layouts | Liste over grundstoffer efter | Datasider | Grupper | Ovrige grundstofkategorier | Blokke | Perioder |
---|