第 1 周期:氢和氦
第 1 周期是元素周期表中最短的一行,只有氢(1)和氦(2)。它们的电子都位于第一电子层,而这一层只能容纳两个电子。记住这个限制:这就是这一行只有两种元素就结束的原因,也是氦如此不活泼的原因。
第一电子层:只有一个 1s 亚层
第一电子层离原子核最近,只包含一个亚层 1s,没有 p、d 或 f 轨道。这个唯一的轨道最多容纳两个电子。氢是 1s¹,氦是 1s²,所以这一层到第 2 号元素时就已充满,锂必须开始填充第二电子层,也就是新的一行。
氦的电子层已充满,这就是它虽然只有两个最外层电子而不是八个,却位于 18 族氖上方的原因。氢只有一个电子,通常被放在第 1 族的顶端。
用数字比较氢和氦
这一行只有两个成员,所以横向的变化趋势只有一步,但这一步很大。氦的两个质子吸引着同一个小电子层里的两个电子,因此它的第一电离能 24.587 eV 是所有元素中最高的;氢的则是 13.598 eV。
两者都是无色气体,密度极小,氢为 0.0000899 g/cm³,氦为 0.000179 g/cm³。氢的沸点是 20.27 K,而氦只有 4.22 K,是周期表中最低的沸点。氢的电负性为 2.2,能与大多数其他元素成键,而氦在普通条件下不形成稳定的化合物。
在哪里遇到第 1 周期元素
氢是宇宙中含量最丰富的元素,像太阳这样的恒星就是靠把氢聚变成氦而发光的。在地球上,氢主要存在于水和生物体的分子中,工业上用大量的氢来制造氨和精炼燃料。
1868 年人们在太阳光中发现了氦,比在地球上发现它早 27 年,它的名字来自希腊语中表示太阳的词。氦可以让气球和飞艇升空,液氦则让核磁共振扫描仪的超导磁体保持低温。
第 1 周期:沿周期的性质变化
点击列标题可排序。