Période 1 du tableau périodique
Un élément de la période 1 est un élément de la première période (ligne) du tableau périodique. Le tableau périodique est organisé en lignes pour montrer les propriétés répétitives des éléments. Lorsque le numéro atomique augmente, les éléments ont des propriétés différentes. Une nouvelle ligne commence lorsque les propriétés chimiques se répètent. Cela signifie que les éléments du même groupe ont des propriétés similaires. La première période comporte moins d'éléments que toutes les autres périodes du tableau périodique. Il n'y a que deux éléments dans la première période : l'hydrogène et l'hélium. Nous pouvons expliquer pourquoi il y a moins d'éléments dans la première ligne dans les théories modernes de la structure atomique. C'est parce qu'en physique quantique, cette période remplit l'orbite des 1s. Les éléments de la première période suivent la règle du duo, ils n'ont besoin que de deux électrons pour compléter leur enveloppe de valence. Ces éléments ne peuvent contenir que deux électrons, tous deux dans l'orbite 1s. Par conséquent, la période 1 ne peut avoir que deux éléments.
Tendances périodiques
Comme la période 1 ne comporte que deux éléments, il n'y a pas de tendances périodiques remarquables.
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| Hydrogène | Hélium |
Position des éléments de la période 1 dans le tableau périodique
Bien que l'hydrogène et l'hélium se trouvent tous deux dans le bloc s, ils ne se comportent pas de la même manière que les autres éléments du bloc s. La place de ces deux éléments dans le tableau périodique fait l'objet d'un débat.
Hydrogène
La position de l'hydrogène est parfois au-dessus du lithium, parfois au-dessus du carbone, parfois au-dessus du fluor, parfois au-dessus du lithium et du fluor (apparaissant deux fois), ou flotte au-dessus des autres éléments et n'appartient à aucun groupe dans le tableau périodique.
Hélium
La position de l'hélium est presque toujours au-dessus du néon (qui se trouve dans le bloc p) dans le tableau périodique parce que c'est un gaz noble. Cependant, il est parfois placé au-dessus du béryllium parce qu'ils ont une configuration électronique similaire.
Éléments de la période 1
| Élément chimique | Série chimique | Configuration des électrons | ||
| 1 | H | Hydrogène | Non métallique | 1s1 |
| 2 | Il | Hélium | Gaz noble | 1s2 |
Hydrogène
L'hydrogène (symbole:H) est un élément chimique. Son numéro atomique est 1. À température et pression normales, l'hydrogène n'a ni couleur, ni odeur, ni goût. Il appartient à la catégorie des non-métaux et il est hautement inflammable. C'est un gaz diatomique dont la formule moléculaire est H2. Sa masse atomique est de 1,00794 amu, ce qui fait de l'hydrogène l'élément le plus léger.
L'hydrogène est le plus abondant des éléments chimiques. L'abondance de l'hydrogène est d'environ 75%. Les étoiles de la séquence principale sont principalement composées d'hydrogène à l'état de plasma. Cependant, il y a moins d'hydrogène sur Terre. Par conséquent, l'hydrogène est produit industriellement à partir d'hydrocarbures (par exemple le méthane). Nous utilisons l'hydrogène élémentaire localement sur le site de production. Les plus grands marchés se répartissent presque également entre la valorisation des combustibles fossiles, comme l'hydrocraquage, et la production d'ammoniac, principalement pour le marché des engrais. L'hydrogène peut être produit à partir de l'eau grâce au processus d'électrolyse, mais ce processus est beaucoup plus coûteux commercialement que la production d'hydrogène à partir du gaz naturel.
L'isotope naturel de l'hydrogène le plus courant, appelé protium, a un seul proton et aucun neutron. Dans les composés ioniques, il peut prendre soit une charge positive, devenant un cation composé d'un proton nu, soit une charge négative, devenant un anion connu sous le nom d'hydrure. L'hydrogène peut former des composés avec la plupart des éléments et est présent dans l'eau et dans la plupart des composés organiques. Il joue un rôle particulièrement important dans la chimie acide-base, dans laquelle de nombreuses réactions impliquent l'échange de protons entre molécules solubles. Étant le seul atome neutre pour lequel l'équation de Schrödinger peut être résolue de manière analytique, l'étude de l'énergie et du spectre de l'atome d'hydrogène a joué un rôle clé dans le développement de la mécanique quantique.
Les interactions de l'hydrogène avec divers métaux sont très importantes dans la métallurgie, car de nombreux métaux peuvent subir la fragilisation de l'hydrogène, et dans le développement de moyens sûrs de le stocker pour l'utiliser comme carburant. L'hydrogène est très soluble dans de nombreux composés composés de métaux de terres rares et de métaux de transition et peut être dissous dans les métaux cristallins et amorphes. La solubilité de l'hydrogène dans les métaux est influencée par des distorsions locales ou des impuretés dans le réseau cristallin du métal.
Hélium
L'hélium (He) est un élément chimique monatomique incolore, inodore, insipide, non toxique et inerte qui est en tête de la série des gaz nobles dans le tableau périodique et dont le numéro atomique est 2. Ses points d'ébullition et de fusion sont les plus bas parmi les éléments et il n'existe que sous forme gazeuse, sauf dans des conditions extrêmes.
L'hélium a été découvert en 1868 par l'astronome français Pierre Janssen, qui a été le premier à détecter cette substance sous la forme d'une signature spectrale jaune inconnue dans la lumière d'une éclipse solaire. En 1903, d'importantes réserves d'hélium ont été découvertes dans les champs de gaz naturel des États-Unis, qui sont de loin le plus grand fournisseur de ce gaz. La substance est utilisée en cryogénie, dans les systèmes de respiration en haute mer, pour refroidir les aimants supraconducteurs, dans la datation à l'hélium, pour gonfler les ballons, pour assurer la portance des dirigeables, et comme gaz de protection pour des utilisations industrielles telles que la soudure à l'arc et la croissance des plaquettes de silicium. L'inhalation d'un petit volume de ce gaz modifie temporairement le timbre et la qualité de la voix humaine. Le comportement des deux phases fluides de l'hélium-4 liquide, l'hélium I et l'hélium II, est important pour les chercheurs qui étudient la mécanique quantique et le phénomène de superfluidité en particulier, ainsi que pour ceux qui étudient les effets que des températures proches du zéro absolu ont sur la matière, par exemple avec la supraconductivité.
L'hélium est le deuxième élément le plus léger et le deuxième plus abondant dans l'univers observable. La majeure partie de l'hélium s'est formée pendant le Big Bang, mais du nouvel hélium est créé suite à la fusion nucléaire de l'hydrogène dans les étoiles. Sur Terre, l'hélium est relativement rare et est créé par la désintégration naturelle de certains éléments radioactifs, car les particules alpha émises sont constituées de noyaux d'hélium. Cet hélium radiogène est piégé avec du gaz naturel à des concentrations pouvant atteindre 7 % en volume, dont il est extrait commercialement par un procédé de séparation à basse température appelé distillation fractionnée.
Tube à décharge d'hydrogène
Tube à décharge en deutérium
Tube à décharge d'hélium
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce qu'un élément de période 1 ?
R : Un élément de période 1 est un élément de la première rangée du tableau périodique.
Q : Comment les éléments sont-ils disposés dans le tableau périodique ?
R : Les éléments du tableau périodique sont disposés en rangées pour montrer les propriétés répétitives des éléments. À mesure que le numéro atomique augmente, des propriétés différentes apparaissent. Une nouvelle rangée commence lorsque les propriétés chimiques se répètent et que les éléments d'un groupe ont des propriétés similaires.
Q : Combien y a-t-il d'éléments dans la période 1 ?
R : Il n'y a que deux éléments dans la période 1 - l'hydrogène et l'hélium.
Q : Pourquoi y a-t-il moins d'éléments dans la période 1 par rapport aux autres périodes ?
R : Cela peut s'expliquer par les théories modernes de la structure atomique qui stipulent que cette période remplit l'orbitale 1s et suit la règle du duo, ce qui signifie qu'elle n'a besoin que de deux électrons pour compléter sa coquille de valence et ne peut donc contenir que deux électrons dans l'orbitale 1s. Par conséquent, il ne peut avoir que deux éléments.
Q : Qu'est-ce que la physique quantique explique à propos de la période 1 ?
R : La physique quantique explique pourquoi il y a moins d'éléments dans la période 1 par rapport aux autres périodes - c'est parce qu'il remplit l'orbitale 1s et suit la règle du duo, ce qui signifie qu'il n'a besoin que de deux électrons pour compléter sa coquille de valence et ne peut donc contenir que deux électrons dans l'orbitale 1s.
Q : Que signifie la "règle du duo" ?
R : La "règle du duo" signifie qu'un élément de période 1 n'a besoin que de deux électrons pour compléter sa coquille de valence et ne peut donc contenir que deux électrons dans l'orbitale 1s.
Q : Que se passe-t-il lorsque les propriétés chimiques se répètent ? R : Lorsque les propriétés chimiques se répètent, une nouvelle rangée commence sur le tableau périodique car des propriétés différentes apparaissent avec l'augmentation du numéro atomique.
