Ett period 1-element är ett element i den första perioden (raden) i det periodiska systemet. Det periodiska systemet är ordnat i rader för att visa upprepande egenskaper hos grundämnena. När atomnumret ökar har grundämnet olika egenskaper. En ny rad börjar när kemiska egenskaper upprepas. Det innebär att grundämnen i samma grupp har liknande egenskaper. Den första perioden har färre grundämnen än alla andra perioder i det periodiska systemet. Det finns bara två grundämnen i den första perioden: väte och helium. Vi kan förklara varför det finns färre grundämnen i den första raden med moderna teorier om atomstruktur. Det beror på att i kvantfysiken fyller den här perioden upp 1s-bitalet. Elementen i period 1 följer duetregeln, de behöver bara två elektroner för att fylla sitt valensskal. Dessa grundämnen kan bara rymma två elektroner, båda i 1s orbital. Därför kan period 1 bara ha två grundämnen.
Periodiska trender
Då period 1 bara har två grundämnen finns det inga anmärkningsvärda periodiska trender.
Positionen för period 1 grundämnen i det periodiska systemet
Och även om både väte och helium finns i s-blocket beter de sig inte på samma sätt som andra grundämnen i s-blocket. Det finns diskussioner om var dessa två grundämnen ska placeras i det periodiska systemet.
Väte
Vätets position är ibland ovanför litium, ibland ovanför kol, ibland ovanför fluor, ibland ovanför både litium och fluor (förekommer två gånger), eller svävar ovanför de andra grundämnena och hör inte till någon grupp i det periodiska systemet.
Helium
Heliums position är nästan alltid över neon (som ingår i p-blocket) i det periodiska systemet eftersom det är en ädelgas. Ibland är dock positionen för det över beryllium eftersom de har liknande elektronkonfiguration.
Elementar i period 1
Kemiskt grundämne | Kemisk serie | Elektronkonfiguration | ||
---|---|---|---|---|
1 | H | Hydrogen | Nonmetall | 1s1 |
2 | He | Helium | Noble gas | 1s2 |
Vätgas
Vätgas (symbol:H) är ett kemiskt grundämne. Dess atomnummer är 1. Vid standardtemperatur och standardtryck har väte ingen färg, ingen lukt och ingen smak. Det tillhör ickemetaller och är lättantändligt. Det är en tvåatomig gas med molekylformeln H2. Dess atommassa är 1,00794 amu, vilket gör väte till det lättaste grundämnet.
Väte är det vanligaste av de kemiska grundämnena. Vätgasens abundans är ungefär 75 %. Stjärnor i huvudsekvensen består huvudsakligen av väte i plasmatillstånd. Det finns dock mindre väte på jorden. Därför framställs vätgas industriellt från kolväten (t.ex. metan). Vi använder elementärt väte lokalt på produktionsplatsen. De största marknaderna är nästan jämnt fördelade mellan uppgradering av fossila bränslen, t.ex. hydrokrackning, och ammoniakproduktion, främst för gödselmarknaden. Vätgas kan framställas från vatten med hjälp av elektrolys, men denna process är betydligt dyrare kommersiellt än vätgasproduktion från naturgas.
Den vanligaste naturligt förekommande isotopen av väte, som kallas protium, har en enda proton och inga neutroner. I jonföreningar kan den antingen få en positiv laddning och bli en katjon som består av en ren proton, eller en negativ laddning och bli en anjon som kallas hydrid. Väte kan bilda föreningar med de flesta grundämnen och finns i vatten och de flesta organiska föreningar. Det spelar en särskilt viktig roll i syra-bas-kemi, där många reaktioner inbegriper utbyte av protoner mellan lösliga molekyler. Eftersom det är den enda neutrala atom för vilken Schrödingerekvationen kan lösas analytiskt har studiet av väteatomens energetik och spektrum spelat en nyckelroll i utvecklingen av kvantmekaniken.
Vätets växelverkan med olika metaller är mycket viktig inom metallurgin, eftersom många metaller kan drabbas av väteförsprödning, och vid utvecklingen av säkra sätt att lagra väte för användning som bränsle. Väte är mycket lösligt i många föreningar som består av sällsynta jordartsmetaller och övergångsmetaller och kan lösas upp i både kristallina och amorfa metaller. Vätgasens löslighet i metaller påverkas av lokala förvrängningar eller föroreningar i metallens kristallgitter.
Helium
Helium (He) är ett färglöst, luktfritt, smaklöst, ogiftigt, inert, monatomärt kemiskt grundämne som leder ädelgasserien i det periodiska systemet och vars atomnummer är 2. Dess kok- och smältpunkter är de lägsta bland grundämnena och det existerar endast som en gas utom under extrema förhållanden.
Helium upptäcktes 1868 av den franske astronomen Pierre Janssen, som först upptäckte ämnet som en okänd gul spektrallinjesignatur i ljuset från en solförmörkelse. År 1903 hittades stora reserver av helium i naturgasfälten i USA, som är den överlägset största leverantören av gasen. Ämnet används i kryogenik, i djuphavsandningssystem, för att kyla supraledande magneter, i heliumdating, för att blåsa upp ballonger, för att ge lyftkraft åt luftskepp och som skyddsgas vid industriell användning, t.ex. vid bågsvetsning och vid odling av kiselplattor. Inandning av en liten mängd av gasen förändrar tillfälligt den mänskliga röstens klang och kvalitet. Beteendet hos flytande helium-4:s två flytande faser, helium I och helium II, är viktigt för forskare som studerar kvantmekanik och fenomenet superfluiditet i synnerhet, och för dem som undersöker de effekter som temperaturer nära den absoluta nollpunkten har på materia, t.ex. vid supraledning.
Helium är det näst lättaste grundämnet och det näst vanligaste i det observerbara universum. Det mesta helium bildades under Big Bang, men nytt helium skapas som ett resultat av kärnfusionen av väte i stjärnor. På jorden är helium relativt sällsynt och skapas genom det naturliga sönderfallet av vissa radioaktiva grundämnen eftersom de alfapartiklar som avges består av heliumkärnor. Detta radiogena helium är instängt i naturgas i koncentrationer på upp till sju volymprocent, varifrån det utvinns kommersiellt genom en separationsprocess vid låg temperatur som kallas fraktionerad destillation.
Layouter | Förteckning över grundämnen efter | Datasidor | Grupper | Andra grundämneskategorier | Block | Perioder |
---|