第1周期:水素とヘリウム
第1周期は周期表で最も短い行で、水素(1)とヘリウム(2)だけが入っています。電子はすべて第1殻にあり、この殻には2個しか入れません。この上限を覚えておきましょう。これが、この行が2つの元素で終わる理由であり、ヘリウムが非常に反応しにくい理由でもあります。
第1殻:1s副殻ただ1つ
第1殻は原子核にいちばん近い殻で、副殻は1sだけです。p、d、f軌道はありません。この1つの軌道には最大2個の電子が入ります。水素は1s¹、ヘリウムは1s²なので、殻は2番元素ですでに満たされ、リチウムは第2殻から、つまり新しい行から始まることになります。
ヘリウムは最外殻の電子が8個ではなく2個ですが、殻が満たされているため、18族のネオンの上に置かれています。電子を1個だけもつ水素は、ふつう1族の先頭に置かれます。
水素とヘリウムを数値で比べる
メンバーが2つだけなので、行に沿った傾向は1段階だけですが、その差は大きくなります。ヘリウムの2個の陽子は、同じ小さな殻にある2個の電子を引きつけるので、第一イオン化エネルギーは24.587 eVとすべての元素の中で最も高くなります。水素は13.598 eVです。
どちらも無色の気体で、密度はごく小さく、水素は0.0000899 g/cm³、ヘリウムは0.000179 g/cm³です。沸点は水素が20.27 K、ヘリウムはわずか4.22 Kで、周期表で最も低い沸点です。水素の電気陰性度は2.2で、ほとんどの元素と結合しますが、ヘリウムは通常の条件では安定な化合物をつくりません。
第1周期の元素に出会う場面
水素は宇宙で最も多い元素で、太陽のような恒星は水素をヘリウムに核融合させて輝いています。地球上では、水素はおもに水と生き物の分子の中に閉じ込められており、産業ではアンモニアの製造や燃料の精製に大量に使われます。
ヘリウムは1868年に太陽光の中で検出されました。地球上で見つかる27年前のことで、名前はギリシャ語で太陽を意味する言葉に由来します。風船や飛行船を浮かせ、液体ヘリウムはMRI装置の超伝導磁石を冷やし続けます。
第1周期:周期に沿った性質の変化
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