1족: 수소와 알칼리 금속
1족은 주기율표의 첫 번째 열로, 수소, 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 프랑슘이 속합니다. 이들은 모두 바깥쪽 전자가 하나이며, 이 전자 하나가 이 족의 성질 대부분을 설명해 줍니다. 맨 위의 수소는 비금속 기체이므로, 이 열은 사실 수소와 여섯 가지 알칼리 금속으로 이루어져 있습니다.
바깥쪽 전자 하나: ns¹ 패턴
전자 배치는 모두 ns¹로 끝나며, 여기서 n은 주기 번호입니다. 수소는 1s¹, 리튬은 [He] 2s¹, 세슘은 [Xe] 6s¹입니다. 금속들은 이 전자를 쉽게 내놓아 비활성 기체의 전자 배치가 되므로 Li⁺, Na⁺, K⁺ 같은 1+ 이온을 만듭니다.
수소에는 기댈 만한 안쪽 껍질이 없습니다. 보통 H₂나 H₂O에서처럼 전자를 공유하지만, 전자를 잃어 산을 산성으로 만드는 이온인 H⁺가 되거나, 수소화 리튬(LiH)처럼 전자를 얻어 수소화 이온 H⁻를 만들 수도 있습니다.
아래로 내려갈수록 나타나는 경향
한 칸 내려갈 때마다 전자 껍질이 하나씩 늘어나므로 바깥쪽 전자가 원자핵에서 더 멀어져 떼어 내기 쉬워집니다. 제1 이온화 에너지는 수소의 13.598 eV에서 리튬의 5.392 eV, 세슘의 3.894 eV로 줄어들고, 전기 음성도는 2.2에서 0.98, 0.79로 낮아집니다. 그래서 아래쪽에 있는 금속일수록 가장 격렬하게 반응합니다.
녹는점도 낮아집니다. 리튬은 453.65 K, 나트륨은 370.94 K, 세슘은 불과 301.59 K(약 28 °C)에서 녹으며, 수소는 13.99 K에서 녹습니다.
1족을 만나는 곳
수소는 물과 우리 몸의 대부분의 분자에 들어 있으며, 비료용 암모니아를 만드는 데도 엄청난 양이 쓰입니다. 나트륨 이온과 칼륨 이온은 신경에서 신호를 전달하고, 리튬은 휴대폰과 자동차 배터리에 에너지를 저장하며, 루비듐과 세슘은 원자시계에서 시간을 재는 데 쓰입니다.
1족과 알칼리 금속의 차이
족은 열을 뜻하고, 계열(패밀리)은 비슷하게 행동하는 원소의 모임입니다. 수소는 이 열에는 있지만 이 계열에는 속하지 않습니다. 이온 결합이 아니라 공유 결합을 만들기 때문이며, 일부 주기율표는 수소를 플루오린 위에 놓기도 합니다. 그래도 목성 깊은 곳에서는 엄청난 압력이 수소를 액체 금속으로 만든다고 여겨집니다. 그 아래의 여섯 금속은 별도의 알칼리 금속 계열 페이지가 있습니다.
1족: 족을 따라 내려갈 때의 성질
열 제목을 누르면 정렬돼요.
| 1 | 수소 | H | 1 | +1, −1 | 2.2 | 120 | 13.99 K (-259.2 °C) | 0.09 g/L |
| 3 | 리튬 | Li | 1 | +1 | 0.98 | 182 | 453.65 K (180.5 °C) | 0.534 g/cm³ |
| 11 | 나트륨 | Na | 1 | +1 | 0.93 | 227 | 370.94 K (97.8 °C) | 0.968 g/cm³ |
| 19 | 칼륨 | K | 1 | +1 | 0.82 | 275 | 336.7 K (63.6 °C) | 0.862 g/cm³ |
| 37 | 루비듐 | Rb | 1 | +1 | 0.82 | 303 | 312.45 K (39.3 °C) | 1.532 g/cm³ |
| 55 | 세슘 | Cs | 1 | +1 | 0.79 | 343 | 301.59 K (28.4 °C) | 1.93 g/cm³ |
| 87 | 프랑슘 | Fr | 1 | +1 | 0.79 | 348 | 300 K (26.9 °C) | 1.87 g/cm³ |