Ein Periode 1 Element ist ein Element in der ersten Periode (Reihe) des Periodensystems. Das Periodensystem ist in Reihen angeordnet, um sich wiederholende Eigenschaften der Elemente zu zeigen. Je höher die Ordnungszahl ist, desto mehr Eigenschaften hat das Element. Eine neue Reihe beginnt, wenn sich chemische Eigenschaften wiederholen. Das bedeutet, dass Elemente in derselben Gruppe ähnliche Eigenschaften haben. Die erste Periode hat weniger Elemente als alle anderen Perioden im Periodensystem. Es gibt nur zwei Elemente in der ersten Periode: Wasserstoff und Helium. Warum es in der ersten Periode weniger Elemente gibt, lässt sich mit den modernen Theorien über die Atomstruktur erklären. Das liegt daran, dass in der Quantenphysik in dieser Periode das 1s-Orbital aufgefüllt wird. Die Elemente der Periode 1 folgen der Duett-Regel, sie benötigen nur zwei Elektronen, um ihre Valenzschale zu vervollständigen. Diese Elemente können nur zwei Elektronen aufnehmen, beide im 1s-Orbital. Daher kann die Periode 1 nur zwei Elemente haben.

Periodische Trends

Da die Periode 1 nur zwei Elemente hat, gibt es keine bemerkenswerten periodischen Trends.

Position der Elemente der Periode 1 im Periodensystem

Obwohl sowohl Wasserstoff als auch Helium zum s-Block gehören, verhalten sie sich nicht ähnlich wie die anderen Elemente des s-Blocks. Es ist umstritten, wo diese beiden Elemente im Periodensystem platziert werden sollten.

Wasserstoff

Die Position von Wasserstoff liegt manchmal über Lithium, manchmal über Kohlenstoff, manchmal über Fluor, manchmal sowohl über Lithium als auch über Fluor (was zweimal vorkommt), oder schwebt über den anderen Elementen und gehört zu keiner Gruppe im Periodensystem.

Helium

Das Helium steht im Periodensystem fast immer über dem Neon (das sich im p-Block befindet), da es ein Edelgas ist. Manchmal steht es aber auch über Beryllium, weil es eine ähnliche Elektronenkonfiguration hat.

Elemente in Periode 1

Chemisches Element			Chemische Reihe	Elektronenkonfiguration
1	H	Wasserstoff	Nichtmetall	1s1
2	He	Helium	Edelgas	1s2

Wasserstoff

Wasserstoff (Symbol:H) ist ein chemisches Element. Seine Ordnungszahl ist 1. Bei Standardtemperatur und -druck hat Wasserstoff keine Farbe, keinen Geruch und keinen Geschmack. Er gehört zu den Nichtmetallen und ist leicht entzündlich. Es handelt sich um ein zweiatomiges Gas mit der Summenformel H2. Seine Atommasse beträgt 1,00794 amu, womit Wasserstoff das leichteste Element ist.

Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende der chemischen Elemente. Die Häufigkeit von Wasserstoff beträgt etwa 75 %. Sterne in der Hauptreihe bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff in seinem Plasmazustand. Auf der Erde gibt es jedoch weniger Wasserstoff. Daher wird Wasserstoff industriell aus Kohlenwasserstoffen (z. B. Methan) hergestellt. Wir verwenden elementaren Wasserstoff lokal am Produktionsstandort. Die größten Märkte teilen sich zu fast gleichen Teilen auf die Veredelung fossiler Brennstoffe, wie z. B. das Hydrocracken, und die Ammoniakproduktion, hauptsächlich für den Düngemittelmarkt. Wasserstoff kann durch Elektrolyse aus Wasser gewonnen werden, doch ist dieses Verfahren kommerziell wesentlich teurer als die Wasserstofferzeugung aus Erdgas.

Das häufigste natürlich vorkommende Isotop des Wasserstoffs, das so genannte Protium, hat ein einziges Proton und keine Neutronen. In ionischen Verbindungen kann es entweder eine positive Ladung annehmen und zu einem Kation werden, das aus einem nackten Proton besteht, oder eine negative Ladung und zu einem Anion werden, das als Hydrid bezeichnet wird. Wasserstoff kann mit den meisten Elementen Verbindungen eingehen und ist in Wasser und den meisten organischen Verbindungen enthalten. Er spielt eine besonders wichtige Rolle in der Säure-Basen-Chemie, in der viele Reaktionen den Austausch von Protonen zwischen löslichen Molekülen beinhalten. Als einziges neutrales Atom, für das die Schrödingergleichung analytisch gelöst werden kann, hat die Untersuchung der Energetik und des Spektrums des Wasserstoffatoms eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung der Quantenmechanik gespielt.

Die Wechselwirkungen von Wasserstoff mit verschiedenen Metallen sind in der Metallurgie sehr wichtig, da viele Metalle unter Wasserstoffversprödung leiden können, und bei der Entwicklung sicherer Verfahren zur Speicherung von Wasserstoff für die Verwendung als Brennstoff. Wasserstoff ist in vielen Verbindungen, die aus Seltenerdmetallen und Übergangsmetallen bestehen, gut löslich und kann sowohl in kristallinen als auch in amorphen Metallen aufgelöst werden. Die Löslichkeit von Wasserstoff in Metallen wird durch lokale Verzerrungen oder Verunreinigungen im Kristallgitter des Metalls beeinflusst.

Helium

Helium (He) ist ein farbloses, geruchloses, geschmackloses, ungiftiges, träges einatomiges chemisches Element, das im Periodensystem die Edelgasreihe anführt und dessen Ordnungszahl 2 ist. Seine Siede- und Schmelzpunkte sind die niedrigsten unter den Elementen, und es existiert nur als Gas, außer unter extremen Bedingungen.

Helium wurde 1868 von dem französischen Astronomen Pierre Janssen entdeckt, der die Substanz erstmals als eine unbekannte gelbe Spektrallinie im Licht einer Sonnenfinsternis entdeckte. Im Jahr 1903 wurden große Heliumvorkommen in den Erdgasfeldern der Vereinigten Staaten gefunden, die der bei weitem größte Lieferant des Gases sind. Die Substanz wird in der Kryotechnik, in Tiefsee-Atmungssystemen, zur Kühlung supraleitender Magnete, bei Heliumdatierungen, zum Aufblasen von Ballons, für den Auftrieb in Luftschiffen und als Schutzgas für industrielle Anwendungen wie Lichtbogenschweißen und das Züchten von Siliziumwafern verwendet. Das Einatmen einer kleinen Menge des Gases verändert vorübergehend die Klangfarbe und Qualität der menschlichen Stimme. Das Verhalten der beiden flüssigen Phasen von Helium-4, Helium I und Helium II, ist wichtig für Forscher, die die Quantenmechanik und insbesondere das Phänomen der Suprafluidität untersuchen, sowie für diejenigen, die sich mit den Auswirkungen von Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt auf die Materie befassen, z. B. mit der Supraleitung.

Helium ist das zweitleichteste Element und das zweithäufigste im beobachtbaren Universum. Das meiste Helium entstand während des Urknalls, aber neues Helium wird durch die Kernfusion von Wasserstoff in Sternen erzeugt. Auf der Erde ist Helium relativ selten und entsteht durch den natürlichen Zerfall einiger radioaktiver Elemente, da die dabei ausgestoßenen Alphateilchen aus Heliumkernen bestehen. Dieses radiogene Helium ist in Konzentrationen von bis zu sieben Volumenprozent in Erdgas eingeschlossen, aus dem es durch ein Niedrigtemperatur-Trennverfahren namens fraktionierte Destillation kommerziell gewonnen wird.

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