第 1 週期:氫與氦
第 1 週期是週期表中最短的一列,只有氫(1)和氦(2)。它們的電子全都位於第一層電子殼層,而這一層只容得下兩個電子。記住這個限制:這就是為什麼這一列在兩個元素後就結束,也是氦如此不活潑的原因。
第一層殼層:單一的 1s 次殼層
第一層殼層是離原子核最近的一層,只含有一個次殼層 1s,沒有 p、d 或 f 軌域。這個唯一的軌域最多容納兩個電子。氫是 1s¹,氦是 1s²,所以殼層在第 2 號元素就已經填滿,鋰必須開始填第二層殼層,也就是新的一列。
氦的殼層已填滿,所以它被放在第 18 族的氖上方,儘管它的最外層只有兩個電子而不是八個。氫只有一個孤單的電子,通常被放在第 1 族的最上方。
以數字比較氫與氦
這一列只有兩個成員,所以橫跨這一列的趨勢只有一步,但這一步很大。氦的兩個質子吸引同一個小殼層中的兩個電子,因此它的第一游離能 24.587 eV 是所有元素中最高的;氫的則是 13.598 eV。
兩者都是無色氣體,密度極小,氫為 0.0000899 g/cm³,氦為 0.000179 g/cm³。氫的沸點是 20.27 K,氦只有 4.22 K,是週期表中最低的沸點。氫的電負度為 2.2,能與大多數其他元素鍵結,而氦在一般條件下不會形成穩定的化合物。
你在哪裡會遇到第 1 週期
氫是宇宙中含量最豐富的元素,像太陽這樣的恆星是靠把氫融合成氦而發光。在地球上,氫主要存在於水和生物體的分子中,工業上也使用大量的氫來製造氨和精煉燃料。
1868 年人們在陽光中偵測到氦,比在地球上發現它早了 27 年,它的名稱來自希臘文中表示太陽的字。它能讓氣球和飛艇升空,液態氦則能讓核磁共振造影儀的超導磁鐵保持低溫。
第 1 週期:沿週期橫向的性質變化
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