Группа 1: водород и щелочные металлы

Один внешний электрон: схема ns¹

Каждая конфигурация заканчивается на ns¹, где n — номер периода: у водорода 1s¹, у лития [He] 2s¹, у цезия [Xe] 6s¹. Металлы легко отдают этот электрон, оставляя остов благородного газа, поэтому они образуют ионы 1+, такие как Li⁺, Na⁺ и K⁺.

У водорода нет внутреннего остова, на который можно опереться. Обычно он обобществляет свой электрон, как в H₂ и H₂O, но может и отдать его, превратившись в H⁺ — ион, благодаря которому кислоты кислые, или принять ещё один электрон, образуя гидрид-ион H⁻, как в гидриде лития (LiH).

Закономерности вниз по столбцу

С каждым шагом вниз добавляется электронная оболочка, поэтому внешний электрон находится дальше от ядра, и его легче удалить. Первая энергия ионизации падает с 13,598 eV у водорода до 5,392 eV у лития и 3,894 eV у цезия, а электроотрицательность — с 2,2 до 0,98 и 0,79, поэтому металлы в нижней части реагируют наиболее бурно.

Температуры плавления тоже снижаются: литий плавится при 453,65 K, натрий — при 370,94 K, а цезий — всего при 301,59 K, около 28 °C, тогда как водород плавится при 13,99 K.

Где вы встречаете группу 1

Водород содержится в воде и в большинстве молекул вашего тела, а огромные его количества идут на производство аммиака для удобрений. Ионы натрия и калия передают сигналы в ваших нервах, литий запасает энергию в батареях телефонов и автомобилей, а рубидий и цезий отсчитывают время в атомных часах.

Группа 1 и щелочные металлы

Группа — это столбец, а семейство — это набор элементов со сходными свойствами. Водород находится в столбце, но не в семействе: он образует ковалентные, а не ионные связи, и в некоторых таблицах его помещают над фтором. Однако в недрах Юпитера, как считается, чудовищное давление превращает его в жидкий металл. У шести металлов под ним есть собственная страница семейства щелочных металлов.