Перший період періодичної системи

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
H   He
Li Be   B C N O F Ne
Na Mg   Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Uuh Uus Uuo
 
  * La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
  ** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Перший період періодичної системи

До першого періоду періодичної системи відносяться елементи першого рядка (або першого періоду) періодичної системи хімічних елементів. Будова періодичної таблиці заснована на рядках для ілюстрації повторюваних (періодичних) трендів у хімічних властивостях елементів при збільшенні атомного числа: новий рядок починається тоді, коли хімічні властивості повторюються, що означає попадання елементів з аналогічними властивостями у той же вертикальний стовпець. Перший період містить найменше елементів (їх всього два: водень і гелій) у порівнянні з іншими рядками таблиці. Дане положення пояснюється сучасною теорією будови атома.

Елементи[ред.ред. код]

Хімічний елемент Група Електронна конфігурація
1 H Водень Неметал 1s1
2 He Гелій Інертний газ 1s2

Водень[ред.ред. код]

Докладніше: Водень
Воднева спектральна розрядна трубка
Дейтерієва спектральна розрядна трубка

Водень (Н) є хімічним елементом з атомним номером 1. При нормальній температурі і тиску водень являє собою легкозаймистий двоатомний газ без кольору, запаху і смаку, неметал, з молекулярною формулою H2. Водень є найлегшим елементом з атомною масою 1,00794 а. е. м.[1]

Водень є розповсюдженим хімічним елементом. Він становить близно 75% від маси всіх елементів у Всесвіті.[2] Зірки у головній послідовності в основному складаються з водню у стані плазми. У чистому вигляді водень досить рідко зустрічається на Землі, тому у промислових масштабах він виробляється з таких вуглеводеньів, як метан. Більшість чистого водню використовується «негайно» (мається на увазі локально на виробничому майданчику), найбільшими майже рівними ринками є переробка викопного палива, наприклад, гідрокрекінг, і виробництво аміаку, в основному для ринку добрив. Водень можна отримати також з води за допомогою процесу електролізу, але при цьому виробництво водню виходить комерційно значно дорожче, ніж з природного газу.[3]

Найбільш поширений ізотоп водню природного походження, відомий як протій, має один протон і не має жодного нейтрону.[4] Також відомі ізотопи водню з одним нейтроном та одним протоном (дейтерій) та двома нейтронами і одним протоном (тритій). У йонних сполуках водень може або набути позитивний заряд, ставши катіоном, втративши електрон, або набути негативний заряд, ставши аніоном. Анінон водню називають гідридом. Водень може вступати у з'єднання з більшістю елементів, він присутній у воді і у більшості органічних речовин.[5] Він грає особливо важливу роль у хімії кислот і підстав, у якій багато реакцій являють собою обмін протонами між молекулами розчину.[6] Оскільки тільки для нейтрального атома рівняння Шредінгера може бути вирішено аналітично, вивчення енергетики та спектру атома водню відіграє ключову роль у розвитку квантової механіки.[7]

Взаємодія водню з різними металами дужа важлива у металургії, оскільки багато металів зазнають водневе розтріскування,[8] що робить вирішення задачі безпечного зберігання водню і його використання у якості палива актиуальним.[9] Водень має властивість добре розчинятись у багатьох з'єднаннях рідкоземельних та перехідних металах,[10] при цьому він може розчинятися як у кристалічних, так і в аморфних металах. Розчинність водню змінюється при наявності локальних пошкоджень кристалічної решітки металу або при наявності домішок.[11]

Гелій[ред.ред. код]

Докладніше: Гелій
Гелієва спектральна розрядна трубка

Гелій (He) є одноатомним інертним хімічним елементом з атомним номером 2, без кольору, смаку і запаху, нетоксичним, що знаходиться на початку групи благородних газів в періодичній таблиці.[12] Його температура кипіння і плавлення є найнижчими серед всіх елементів, він існує тільки у вигляді газу, за винятком екстремальних умов.[13]

Гелій був відкритий в 1868 році французький астроном П'єром Жансеном, який першим виявив цей елемент по наявності невідомої раніше жовтої спектральної лінії сонячного світла під час сонячного затемнення.[14] У 1903 році великі запаси гелію були знайдені у родовищі природного газу в США, на сьогоднішній день ця країна є найбільшим постачальником цього газу.[15] Гелій використовується в кріогенної техніки,[16] у системах глибоководного дихання,[17] для охолодження надпровідних магнітів, у гелієвому датуванні,[18] для надування повітряних кульок,[19] для підйому дирижаблів,[20] і у якості захисного газу для промислових цілей, таких як електрозварювання і вирощування кремнієвих пластин[21]. Вдихаючи невеликий обсяг газу, можна на час змінити тембр і якість людського голосу.[22] Поведінка рідкого гелію-4 у двох рідких фазах гелій I і гелій II має важливе значення для дослідників, які вивчають квантову механіку і явища надплинності зокрема,[23] а також для тих, хто досліджує ефекти при температурах, близьких до абсолютного нуля, наприклад, надпровідність.[24]

Гелій є другим за легкістю елементом і другим за поширеністю у Всесвіту, що ми бачимо.[25] Більшість гелію утворилося під час Великого вибуху, але і новий гелій постійно створюється у результаті злиття ядер водню усередині зірок.[26] На Землі гелій відносно рідко зустрічається, він утворюється у результаті природного розпаду деяких радіоактивних елементів,[27] тому що альфа-частинки, які при цьому випускаються, складаються з ядер гелію. Цей радіогенний гелій є складовою природного газу у концентраціях до семи відсотків від обсягу,[28] з якого він видобувається у комерційних масштабах у процесі низькотемпературної сепарації, так званої фракційної перегонки.[29]

У традиційному зображенні періодичної таблиці гелій знаходиться над неоном, що відображає його статус благородного газу, проте іноді, як, наприклад, у таблиці Менделєєва Джанет, він знаходиться над берилієм, що відображає будову його електронної конфігурації.

Примітки[ред.ред. код]

  1. «Hydrogen – Energy». Energy Information Administration. 
  2. Palmer, David (November 13, 1997). «Hydrogen in the Universe». NASA. 
  3. Staff (2007). «Hydrogen Basics — Production». Florida Solar Energy Center. 
  4. Sullivan, Walter (1971-03-11). «Fusion Power Is Still Facing Formidable Difficulties». The New York Times. 
  5. «hydrogen». Encyclopædia Britannica. 2008. 
  6. Eustis, S. N. Electron-Driven Acid-Base Chemistry: Proton Transfer from Hydrogen Chloride to Ammonia // Science, 319 (2008-02-15) (5865) С. 936–939. — DOI:10.1126/science.1151614. — PMID:18276886.
  7. «Time-dependent Schrödinger equation». Encyclopædia Britannica. 2008. 
  8. Rogers H. C. Hydrogen Embrittlement of Metals // Science, 159 (1999) (3819) С. 1057–1064. — DOI:10.1126/science.159.3819.1057. — PMID:17775040.
  9. Christensen, C. H.; Nørskov, J. K.; Johannessen, T. (July 9, 2005). «Making society independent of fossil fuels — Danish researchers reveal new technology». Technical University of Denmark. 
  10. Takeshita T., Wallace, W.E.; Craig, R.S. Hydrogen solubility in 1:5 compounds between yttrium or thorium and nickel or cobalt // Inorganic Chemistry, 13 (1974) (9) С. 2282–2283. — DOI:10.1021/ic50139a050.
  11. Kirchheim R. Hydrogen solubility and diffusivity in defective and amorphous metals // Progress in Materials Science, 32 (1988) (4) С. 262–325. — DOI:10.1016/0079-6425(88)90010-2.
  12. «Helium: the essentials». WebElements. 
  13. «Helium: physical properties». WebElements. 
  14. «Pierre Janssen». MSN Encarta. 
  15. Theiss, Leslie (2007-01-18). «Where Has All the Helium Gone?». Bureau of Land Management. 
  16. Timmerhaus, Klaus D. (2006-10-06). Cryogenic Engineering: Fifty Years of Progress. Springer. ISBN 0-387-33324-X. 
  17. Copel, M. Helium voice unscrambling // Audio and Electroacoustics, 14 (September 1966) (3) С. 122–126. — DOI:10.1109/TAU.1966.1161862.
  18. «helium dating». Encyclopædia Britannica. 2008. 
  19. Brain, Marshall. «How Helium Balloons Work». How Stuff Works. 
  20. Jiwatram, Jaya (2008-07-10). «The Return of the Blimp». Popular Science. 
  21. When good GTAW arcs drift; drafty conditions are bad for welders and their GTAW arcs. // Welding Design & Fabrication, (2005-02-01).
  22. Montgomery, Craig (2006-09-04). «Why does inhaling helium make one's voice sound strange?». Scientific American. 
  23. «Probable Discovery Of A New, Supersolid, Phase Of Matter». Science Daily. 2004-09-03. 
  24. Browne, Malcolm W. (1979-08-21). «Scientists See Peril In Wasting Helium; Scientists See Peril in Waste of Helium». The New York Times. 
  25. «Helium: geological information». WebElements. 
  26. Cox, Tony (1990-02-03). «Origin of the chemical elements». New Scientist. 
  27. «Helium supply deflated: production shortages mean some industries and partygoers must squeak by.». Houston Chronicle. 2006-11-05. 
  28. Brown, David (2008-02-02). «Helium a New Target in New Mexico». American Association of Petroleum Geologists. 
  29. Voth, Greg (2006-12-01). «Where Do We Get the Helium We Use?». The Science Teacher. 

Посилання[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]

  • Ахметов Н. С. Загальна та неорганічна хімія. — М.: Вища школа, 2001. — ISBN 5-06-003363-5.
  • Лідин Р. А.. Довідник із загальної та неорганічної хімії. — М.: колоси, 2008. — ISBN 978-5-9532-0465-1.
  • Некрасов Б. В. Основи загальної хімії. — М.: Лань, 2004. — ISBN 5-8114-0501-4.
  • Спіцин В. І., Мартиненко Л. І. Неорганічна хімія. — М.: МДУ, 1991, 1994.
  • Турова Н. Я. Неорганічна хімія в таблицях. Навчальний посібник. — М.: ЧеРо, 2002. — ISBN 5-88711-168-2.
  • Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. (1997), Chemistry of the Elements (2nd ed.), Oxford:Butterworth-Heinemann, ISBN 0-08-037941-9
  • F. Albert Cotton, Carlos A. Murillo, and Manfred Bochmann, (1999), Advanced inorganic chemistry. (6th ed.), New York:Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5
  • Housecroft, C. E. Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3rd ed.). Prentice Hall, ISBN 978-0-13-175553-6


Реторта Це незавершена стаття з хімії.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.