第 1 族:氫與鹼金屬
第 1 族是週期表的第一行:氫、鋰、鈉、鉀、銣、銫和鍅。每一種都有一個最外層電子,而這一個電子解釋了這一族的大部分行為。位於頂端的氫是非金屬氣體,所以這一行其實是氫加上六種鹼金屬。
一個最外層電子:ns¹ 模式
每種電子組態都以 ns¹ 結尾,其中 n 是週期數:氫是 1s¹,鋰是 [He] 2s¹,銫是 [Xe] 6s¹。這些金屬很容易失去那個電子,留下稀有氣體的內核,因此形成 1+ 離子,如 Li⁺、Na⁺ 和 K⁺。
氫沒有可依靠的內層電子核。它通常共用電子,如在 H₂ 和 H₂O 中,但也可以失去電子成為 H⁺(使酸呈酸性的離子),或得到一個電子形成氫陰離子 H⁻,如氫化鋰(LiH)。
沿著這一行往下的趨勢
每往下一步就多一個電子層,所以最外層電子離原子核更遠,也更容易移除。第一游離能從氫的 13.598 eV 降到鋰的 5.392 eV 和銫的 3.894 eV,電負度則從 2.2 降到 0.98 和 0.79,因此靠近底部的金屬反應最為劇烈。
熔點也隨之下降:鋰在 453.65 K 熔化,鈉在 370.94 K,銫僅在 301.59 K(約 28 °C),而氫在 13.99 K 熔化。
你在哪裡會遇到第 1 族
氫存在於水以及你體內的大多數分子中,大量的氫還被用來製造肥料所需的氨。鈉離子和鉀離子在你的神經中傳遞訊號,鋰在手機和汽車電池中儲存能量,銣和銫則在原子鐘中計時。
第 1 族與鹼金屬
「族」是一行,而「家族」是性質相似的一組元素。氫在這一族中,卻不屬於這個家族:它形成共價鍵而非離子鍵,有些週期表甚至把它放在氟的上方。不過,在木星深處,據信巨大的壓力會把它變成液態金屬。它下方的六種金屬有自己的鹼金屬家族頁面。
第 1 族:沿族向下的性質變化
點擊欄位標題即可排序。
| 1 | 氫 | H | 1 | +1, −1 | 2.2 | 120 | 13.99 K (-259.2 °C) | 0.09 g/L |
| 3 | 鋰 | Li | 1 | +1 | 0.98 | 182 | 453.65 K (180.5 °C) | 0.534 g/cm³ |
| 11 | 鈉 | Na | 1 | +1 | 0.93 | 227 | 370.94 K (97.8 °C) | 0.968 g/cm³ |
| 19 | 鉀 | K | 1 | +1 | 0.82 | 275 | 336.7 K (63.6 °C) | 0.862 g/cm³ |
| 37 | 銣 | Rb | 1 | +1 | 0.82 | 303 | 312.45 K (39.3 °C) | 1.532 g/cm³ |
| 55 | 銫 | Cs | 1 | +1 | 0.79 | 343 | 301.59 K (28.4 °C) | 1.93 g/cm³ |
| 87 | 鍅 | Fr | 1 | +1 | 0.79 | 348 | 300 K (26.9 °C) | 1.87 g/cm³ |