К пе́рвому пери́оду периоди́ческой систе́мы относятся элементы верхней строки (или периода ) периодической системы химических элементов . Строение периодической таблицы основано на строках для иллюстрации повторяющихся (периодических) химических свойств элементов при увеличении атомного числа : новая строка начинается тогда, когда увеличивается количество энергетических уровней, что означает попадание элементов с аналогичными свойствами в тот же вертикальный столбец. Первый период содержит меньше всего элементов. Их всего два: водород и гелий . Данное положение объясняется современной теорией строения атома .

Периодические особенности

К каждому периоду в периодической таблице химических элементов относятся как минимум 8 элементов, и это позволяет найти определённый периодический закон периода. Однако 1-й период содержит только 2 элемента, что затрудняет процесс нахождения периодического закона.

Гелий является благородным газом и относится к 18-й группе , принадлежащей благородным газам. А водород , как сказано ниже, имеет уникальные свойства и поэтому его трудно распределить в какую-либо группу. Именно поэтому его часто изображают на разных позициях в периодической таблице .

Позиции элементов первого периода в таблице

Хотя и водород, и гелий, относятся к s-блоку , ни к одному из них невозможно найти элемент из этого же блока с похожими свойствами. Их химические свойства так сильно отличаются от других s-элементов, что порой возникают разногласия относительно положения элементов в периодической системе.

Водород в системе иногда размещают над литием , углеродом , фтором . В некоторых вариантах таблицы символ водорода вообще появляется дважды — над литием и фтором . Иногда же этот элемент размещают над всеми элементами ниже лежащих периодов таблицы, подчёркивая, что этот химический элемент не распределяется ни в одну из групп периодической системы.

Гелий практически всегда располагают над неоном (относящемуся к р-элементам ) в столбце, принадлежащему группе №18, где размещены благородные газы . Однако время от времени гелий размещали над бериллием ввиду одинаковых конфигураций расположения электронов на внешнем уровне .

Элементы

Химический элемент			Группа	Электронная конфигурация
1	H	Водород	Неметалл	1s 1
2	He	Гелий	Благородный газ	1s 2

Водород

Водород (Н) является химическим элементом с атомным номером 1. При нормальной температуре и давлении водород представляет собой легковоспламеняющийся двухатомный газ без цвета, запаха и вкуса. Неметалл , имеет молекулярную формулу H ₂ . Водород является самым лёгким элементом, имея атомную массу , равную 1,00794 а.е.м.

Водород является самым распространённым химическим элементом , составляя примерно 75 % от массы всех элементов во Вселенной . Звёзды в главной последовательности в основном состоят из водорода в состояние плазмы . В элементарном состоянии водород является относительно редким элементом на Земле , поэтому в промышленных масштабах он производится из таких углеводородов , как метан. Большинство элементарного водорода используется «немедленно» (имеется в виду локально на производственной площадке), крупнейшими местами его сбыта является переработка ископаемого топлива , гидрокрекинг , производство аммиака , в основном для рынка удобрений,и т.д. Водород можно получить также из воды с помощью процесса электролиза , но при этом производство водорода получается коммерчески значительно дороже, чем из природного газа .

Наиболее распространенный изотоп водорода природного происхождения, известный как протий , имеет один протон и не имеет ни одного нейтрона . В ионных соединениях он может либо получить положительный заряд, став катионом, состоящим из одного протона, либо приобрести отрицательный заряд, став анионом, известным как гидрид . Водород может вступать в соединения с большинством элементов, он присутствует в воде и в большинстве органических веществ . Он играет особенно важную роль в химии кислот и оснований , в которой многие реакции представляют собой обмен протонами между молекулами раствора . Поскольку только для нейтрального атома уравнение Шрёдингера может быть решено аналитически, изучение энергетики и спектра атома водорода играет ключевую роль в развитии квантовой механики .

Взаимодействие водорода с различными металлами очень важно в металлургии , так как многие металлы при реакции испытывают водородное охрупчивание , а на повестке дня стоит развивитие безопасных способов хранения водорода и его использование в качестве топлива . Водород обладает высокой растворимостью во многих соединениях редкоземельных и переходных металлов , при этом он может растворяться как в кристаллических, так и в аморфных веществах. Растворимость водорода меняется при наличии локальных повреждений кристаллической решетки металла или при наличии примесей .

Гелий

Гелий (He) является одноатомным инертным химическим элементом с атомным номером 2, без цвета, вкуса и запаха, нетоксичным, стоящим в начале группы благородных газов в периодической таблице . Его температура кипения и плавления являются самыми низкими среди всех элементов, он существует только в виде газа, за исключением экстремальных условий .

Гелий был открыт в 1868 году французский астроном Пьером Жансеном , который первым обнаружил этот элемент по наличию неизвестной ранее жёлтой спектральной линии солнечного света во время солнечного затмения . В 1903 году большие запасы гелия были найдены на месторождении природного газа в США, на сегодняшний день эта страна является крупнейшим поставщиком этого газа . Гелий используется в криогенной технике , в системах глубоководного дыхания , для охлаждения сверхпроводящих магнитов, в гелиевом датировании , для надувания воздушных шариков , для подъёма дирижаблей , и в качестве защитного газа для промышленных целей, таких как электросварка и выращивание кремниевых пластин . Вдыхая небольшой объём газа, можно на время изменить тембр и качество человеческого голоса . Поведение жидкого гелия-4 в двух жидких фазах гелий I и гелий II имеет важное значение для исследователей, изучающих квантовую механику и явления сверхтекучести в частности , а также для тех, кто исследует эффекты при температурах, близких к абсолютному нулю, например, сверхпроводимость .

Гелий является вторым по лёгкости элементом и вторым по распространённости в доступной для наблюдения части Вселенной . Большинство гелия образовалось во время Большого взрыва , но и новый гелий постоянно создаётся в результате слияния ядер водорода в звездах . На Земле гелий относительно редок, он образуется в результате естественного распада некоторых радиоактивных элементов , потому что альфа-частицы , которые при этом испускаются, состоят из ядер гелия. Этот радиогенный гелий улавливается в составе природного газа в концентрациях до семи процентов от объема , из которого он добывается в коммерческих масштабах в процессе низкотемпературной сепарации, называемой фракционной перегонкой .

В традиционном изображении периодической таблицы гелий находится над неоном , что отражает его статус благородного газа, однако иногда, как, например, в таблице Менделеева Джанета, он находится над бериллием , что отражает строение его электронной конфигурации.

Примечания

Ссылки

• от 30 января 2013 на Wayback Machine
• Bloch, D. R. . — McGraw-Hill Professional, 2006. — ISBN 0-07-145920-0 .