Період 1 періодичної системи елементів

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. Усі атоми першого періоду періодичної системи мають одну електронну оболонку і ця електронна оболонка може бути зайнята максимально 2 електронами. Тому до першого періоду періодичної системи належать лише два елементи. Будова періодичної таблиці заснована на рядках для ілюстрації повторюваних (періодичних) трендів у хімічних властивостях елементів при збільшенні атомного номера: 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. Отже дане положення пояснюється сучасною теорією будови атома.

Елементи

Хімічний елемент			Група	Електронна конфігурація
1	H	Водень	Неметал	1s^1
2	He	Гелій	Інертний газ	1s^2

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 приблизно 75% 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 основ, 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 як палива актуальним.^[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

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 французьким астрономом 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 сьогодні ця країна є найбільшим постачальником цього газу.^[15] Гелій використовується в кріогенній техніці,^[16] у системах глибоководного дихання,^[17] для охолодження надпровідних магнітів, у гелієвому датуванні,^[18] для надування повітряних кульок,^[19] для підйому дирижаблів,^[20] і як захисний газ 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 Всесвіті, 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 частиною природного газу в концентраціях до семи відсотків обсягу,^[28] з якого він видобувається у комерційних масштабах у процесі низькотемпературної сепарації, так званої фракційної дистиляції.^[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

1. Hydrogen – Energy. Energy Information Administration. Архів оригіналу за 5 лютого 2009. Процитовано 24 січня 2013.
2. Palmer, David (13 листопада 1997). Hydrogen in the Universe. NASA. Архів оригіналу за 29 жовтня 2014. Процитовано 24 січня 2013.
3. Staff (2007). Hydrogen Basics — Production. Florida Solar Energy Center. Архів оригіналу за 22 жовтня 2018. Процитовано 24 січня 2013.
4. Sullivan, Walter (11 березня 1971). Fusion Power Is Still Facing Formidable Difficulties. The New York Times.
5. hydrogen. Encyclopædia Britannica. 2008.
6. Eustis, S. N.; Radisic, D; Bowen, KH; Bachorz, RA; Haranczyk, M; Schenter, GK; Gutowski, M (15 лютого 2008). Electron-Driven Acid-Base Chemistry: Proton Transfer from Hydrogen Chloride to Ammonia. Science. 319 (5865): 936—939. doi:10.1126/science.1151614. PMID 18276886.
7. Time-dependent Schrödinger equation. Encyclopædia Britannica. 2008.
8. Rogers, H. C. (1999). Hydrogen Embrittlement of Metals. Science. 159 (3819): 1057—1064. doi:10.1126/science.159.3819.1057. PMID 17775040.
9. Christensen, C. H.; Nørskov, J. K.; Johannessen, T. (9 липня 2005). Making society independent of fossil fuels — Danish researchers reveal new technology. Technical University of Denmark. Архів оригіналу за січень 7, 2010. Процитовано січень 24, 2013.
10. Takeshita, T.; Wallace, W.E.; Craig, R.S. (1974). Hydrogen solubility in 1:5 compounds between yttrium or thorium and nickel or cobalt. Inorganic Chemistry. 13 (9): 2282—2283. doi:10.1021/ic50139a050.
11. Kirchheim, R. (1988). Hydrogen solubility and diffusivity in defective and amorphous metals. Progress in Materials Science. 32 (4): 262—325. doi:10.1016/0079-6425(88)90010-2.
12. Helium: the essentials. WebElements. Архів оригіналу за 4 квітня 2019. Процитовано 24 січня 2013.
13. Helium: physical properties. WebElements. Архів оригіналу за 25 листопада 2017. Процитовано 24 січня 2013.
14. Pierre Janssen. MSN Encarta. Архів оригіналу за 29 жовтня 2009. Процитовано 24 січня 2013.
15. Theiss, Leslie (18 січня 2007). Where Has All the Helium Gone?. Bureau of Land Management. Архів оригіналу за 25 липня 2008. Процитовано 24 січня 2013.
16. Timmerhaus, Klaus D. (6 жовтня 2006). Cryogenic Engineering: Fifty Years of Progress. Springer. ISBN 0-387-33324-X.
17. Copel, M. (September 1966). Helium voice unscrambling. Audio and Electroacoustics. 14 (3): 122—126. doi:10.1109/TAU.1966.1161862.
18. helium dating. Encyclopædia Britannica. 2008.
19. Brain, Marshall. How Helium Balloons Work. How Stuff Works. Архів оригіналу за 6 грудня 2015. Процитовано 24 січня 2013.
20. Jiwatram, Jaya (10 липня 2008). The Return of the Blimp. Popular Science. Архів оригіналу за 22 серпня 2020. Процитовано 24 січня 2013.
21. When good GTAW arcs drift; drafty conditions are bad for welders and their GTAW arcs. Welding Design & Fabrication. 1 лютого 2005.
22. Montgomery, Craig (4 вересня 2006). Why does inhaling helium make one's voice sound strange?. Scientific American. Архів оригіналу за 3 жовтня 2020. Процитовано 24 січня 2013.
23. Probable Discovery Of A New, Supersolid, Phase Of Matter. Science Daily. 3 вересня 2004. Архів оригіналу за 14 жовтня 2012. Процитовано 24 січня 2013.
24. Browne, Malcolm W. (21 серпня 1979). Scientists See Peril In Wasting Helium; Scientists See Peril in Waste of Helium. The New York Times.
25. Helium: geological information. WebElements. Архів оригіналу за 4 серпня 2020. Процитовано 24 січня 2013.
26. Cox, Tony (3 лютого 1990). Origin of the chemical elements. New Scientist. Архів оригіналу за 16 жовтня 2012. Процитовано 24 січня 2013.
27. Helium supply deflated: production shortages mean some industries and partygoers must squeak by. Houston Chronicle. 5 листопада 2006.
28. Brown, David (2 лютого 2008). Helium a New Target in New Mexico. American Association of Petroleum Geologists. Архів оригіналу за 4 березня 2012. Процитовано 24 січня 2013.
29. Voth, Greg (1 грудня 2006). Where Do We Get the Helium We Use?. The Science Teacher.

Посилання

• С. И. Левченков. Краткий очерк истории химии. [Архівовано 30 січня 2013 у Wayback Machine.] (рос.)
• Bloch, D. R. Organic Chemistry Demystified. (англ.)

Джерела

• Greenwood N. N., Earnshaw A. Chemistry of the Elements. — 2nd. — Oxford : Butterworth-Heinemann, 1997. — 1341 p. — ISBN 0-7506-3365-4. (англ.)
• Cotton F. A., Murillo C. A., Bochmann M. Advanced inorganic chemistry. — 6th — New York: Wiley-Interscience, 1999. — ISBN 0-471-19957-5. (англ.)
• Housecroft C. E., Sharpe, A. G. Inorganic Chemistry. — 3rd. — Prentice Hall, 2008. — ISBN 978-0-13-175553-6. (англ.)
• Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — М. : Высшая школа, 2001. — ISBN 5-06-003363-5. (рос.)
• Лидин Р. А. Справочник по общей и неорганической химии. — М. : КолосС, 2008. — ISBN 978-5-9532-0465-1. (рос.)
• Некрасов Б. В. Основы общей и неорганической химии. — М. : Лань, 2004. — ISBN 5-8114-0501-4. (рос.)
• Спицын В. И., Мартыненко Л. И. Неорганическая химия. — М. : МГУ, 1991, 1994. (рос.)
• Турова Н. Я. Неорганическая химия в таблицах. — М. : Высший химический колледж РАН, 2002. — ISBN 5-88711-168-2. (рос.)