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Elementos del periodo 1

Agosto 17, 2021

Un elemento del periodo 1 es uno de los elementos químicos de la primera de siete filas (o períodos) de la tabla periódica de los elementos químicos. El número del período indica el número del nivel de energía principal que los electrones comienzan a llenar.[1]​ El primer período solo llena el primer nivel de energía (1s) y contiene menos elementos que cualquier otra fila de la tabla, solo dos: el hidrógeno y el helio. Estos elementos se agrupan en la primera fila en virtud de propiedades que comparten entre sí.

Elementos del periodo 1
Grupo 1 2-17 18
Periodo
1 1
H 		... 2
He
2 3
Li 		... 10
Ne

El hidrógeno (Z=1) tiene propiedades muy similares a las de los halógenos, pero debido a que sus propiedades químicas lo acercan más a los metales alcalinos, se suele representar el hidrógeno conjuntamente con aquellos.[2]​

El helio (Z=2) se comporta como un gas noble y se encuentra al final de la fila, colocado en el grupo 18 (VIIIA).[1]​ El próximo período contiene ocho elementos, pues no es hasta entonces que se da otro elemento que se comporte como un gas noble (es decir, que tenga sus mismas propiedades). Esta situación puede explicarse mediante las teorías actuales de la estructura atómica.

Vista general

La tabla periódica está compuesta en filas[3]​ para ilustrar tendencias recurrentes (periódicas) en el comportamiento químico de los elementos a medida que aumenta el número atómico: se comienza una fila nueva cuando el comportamiento químico vuelve a repetirse, lo que significa que los elementos de comportamiento similar se encuentran en las mismas columnas verticales.[n 1]​ Estas filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos.[4]​ Un elemento en un período se diferencia del anterior por tener una unidad más de su número atómico.[5]​ Al contrario de como ocurre en el caso de los grupos de la tabla periódica, los elementos que componen una misma fila tienen propiedades diferentes, pero masas similares: todos los elementos de un período tienen el mismo número de orbitales. Siguiendo esa norma, cada elemento se coloca según su configuración electrónica.[6]​ Este primer período es muy corto, contiene menos elementos que cualquier otra fila de la tabla, solo el hidrógeno y el helio;[n 2]​[n 3]​[7]​ ambos tienen solo el orbital 1s por lo que coinciden como elementos del bloque s.

Configuración electrónica

Artículo principal: Configuración electrónica

Un elemento del período 1 es uno de los elementos químicos de la primera fila (o período) de la tabla periódica de elementos químicos. En la descripción mecánica cuántica de la estructura atómica, este período corresponde solo al llenado del orbital 1s, que es el orbital electrónico de menor energía.[8]​

La configuración (también llamada configuración electrónica) es la manera en cómo los electrones se encuentran acomodados en un átomo,[n 4]​ molécula o en otra estructura física, de acuerdo con la aproximación orbital en la cual la función de onda del sistema se expresa como un producto de orbitales antisimetrizado. Los elementos del período 1 no siguen la regla del octeto; es decir, que los átomos de los elementos de este período no completan sus últimos niveles de energía con una cantidad de ocho electrones, según la Regla de Hund. El número máximo de electrones que pueden acomodar los dos elementos el período 1 es dos; un elemento con una configuración de dos electrones recibe el nombre de "dúo".[cita requerida]

Elementos

Hidrógeno

 
El motor principal de un transbordador espacial en despegue utilizando hidrógeno y oxígeno como combustibles para su viaje.
Artículo principal: Hidrógeno

El hidrógeno (H) es el elemento químico de número atómico 1. En condiciones normales de presión y temperatura, el hidrógeno es un gas diatómico incoloro, inodoro, no metálico, insípido y altamente inflamable, con la fórmula molecular H2. Con una masa atómica de 1, 00797 amu, el hidrógeno es el elemento más ligero.[9]​

El hidrógeno es el elemento químico más abundante, con aproximadamente un 75% de la masa elemental del universo.[10]​ Las estrellas de la secuencia principal se componen principalmente de hidrógeno en estado plasmático. El hidrógeno elemental es relativamente raro en la Tierra, y es producido industrialmente a partir de hidrocarburos como el metano, tras el cual el hidrógeno elemental es utilizado "captivamente" (es decir, en el lugar de producción). Los mercados más grandes se dividen casi por igual entre la mejora de combustibles fósiles, como el hidrocraqueo, o la producción de amoníaco, principalmente por el mercado de fertilizantes. El hidrógeno se puede producir a partir del agua mediante un proceso conocido como electrólisis (que consiste en la separación de los elementos que forman un compuesto aplicando electricidad: se produce en primer lugar la descomposición en iones, seguida de diversos efectos o reacciones secundarias según los casos concretos), pero este proceso tiene un coste comercial considerablemente superior al de la producción de hidrógeno a partir de gas natural.[11]​

El isótopo natural más común del hidrógeno, conocido como átomo de hidrógeno, tiene un único protón y ningún neutrón.[12]​ En compuestos iónicos, puede asumir o bien una carga positiva, convirtiéndose en un catión compuesto de un simple protón, o bien una carga negativa, convirtiéndose en un anión conocido como hidruro. El hidrógeno puede formar compuestos con la mayoría de elementos y está presente en el agua y la mayoría de compuestos orgánicos.[13]​ Tiene un papel especialmente importante en la reacción ácido-base, en la que muchas reacciones implican el intercambio de protones entre moléculas solubles.[14]​ Siendo el único átomo neutro por el que la ecuación de Schrödinger se puede resolver de manera analítica, el estudio de la energética y el espectro del átomo de hidrógeno ha tenido un papel clave en el desarrollo de la mecánica cuántica.[15]​

Las interacciones del hidrógeno con varios metales son muy importantes en la metalurgia, pues muchos metales pueden sufrir fragilización por hidrógeno,[16]​ y en el desarrollo de métodos seguros para almacenarlo como combustible.[17]​ El hidrógeno es altamente soluble en muchos compuestos que incluyen metales de las tierras raras y metales de transición[18]​ y se puede disolver en metales tanto cristalinos como amorfos.[19]​ La solubilidad del hidrógeno en los metales es influida por distorsiones o impurezas locales en la red cristalina del metal.[20]​

Helio

 
Captura de un recipiente de gas lleno con helio.
Artículo principal: Helio

El helio (He) es un elemento químico monoatómico, inerte, incoloro, inodoro, insípido y no tóxico que encabeza el grupo de los gases nobles de la tabla periódica, y que tiene el número atómico 2.[21]​ Sus puntos de ebullición y fusión son los más bajos de todos los elementos, y solo existe en forma de gas, excepto en condiciones extremas.[22]​

El helio fue descubierto en 1868 por el astrónomo francés Pierre Janssen, que detectó por primera vez la sustancia como una firma de línea espectral amarilla desconocida a la luz de un eclipse solar.[23]​ En 1903, se descubrieron grandes reservas de helio en los yacimientos de gas natural de Estados Unidos, primer lugar mundial en la provisión de este gas.[24]​ Esta sustancia se usa en criogenia,[25]​ en sistemas de respiración submarina,[26]​ para enfriar imanes superconductores, en datación por helio,[27]​ para inflar globos,[28]​ para proporcionar sustentación a los dirigibles[29]​ y como gas protector en aplicaciones industriales como la soldadura por arco y la producción de obleas de silicio.[30]​ La inhalación de un volumen reducido de este gas cambia temporalmente el timbre y la calidad de la voz humana.[31]​ El comportamiento de las dos fases fluidas del helio-4 líquido, el helio I y helio II, es importante para los investigadores que estudian la mecánica cuántica, y más concretamente el fenómeno de la superfluidez,[32]​ así como para los investigadores que estudian los efectos de las temperaturas cercanas al cero absoluto sobre la materia, como en el caso de la superconductividad.[33]​

El helio es el segundo elemento más ligero y también el segundo más abundante en el universo observable.[34]​ La mayoría del helio se formó durante el Big Bang, pero se sigue creando helio como resultado de la fusión nuclear de hidrógeno en las estrellas.[35]​ En la Tierra, el helio es relativamente raro y es creado por la desintegración natural de algunos elementos radiactivos,[36]​ pues las partículas alfa que emiten son núcleos de helio. Este helio radiogénico queda atrapado con el gas natural a concentraciones de hasta un 7 % en volumen,[37]​ de donde se extrae comercialmente por medio de un proceso de separación a baja temperatura llamado destilación fraccionada.[38]​

Notas

  1. El número de niveles energéticos que tiene un átomo determina el periodo al que pertenece. Cada nivel está dividido en distintos subniveles, que conforme aumenta su número atómico se van llenando en este orden (configuración electrónica): Y esta es la razón de la estructura que presenta la tabla periódica. Puesto que los electrones situados en niveles más externos determinan en gran medida las propiedades químicas, estos tienden a ser similares dentro de un grupo de la tabla periódica.
  2. Son los únicos elementos de este período debido a que son aquellos que tienen el menor número de electrones en sus átomos.
  3. El descubrimiento del helio causó a Mendeléyev una gran contrariedad, ya que este nuevo elemento no tenía un lugar adecuado para colocarse en la Tabla, pero en el fondo fue una brillante confirmación de la ley periódica, ya que el helio, junto con los demás gases nobles descubiertos más tarde, constituyeron el grupo 0.
  4. El principio de Aufbau contiene una serie de instrucciones relacionadas con la ubicación de electrones en los orbitales de un átomo.

Referencias

  1. ↑ Daub, G. William; William S. Seese (1996). Química (7 edición). Pearson Educación. p. 108. ISBN 9688807907. 
  2. Parry, Robert W. (1973). Química: fundamentos experimentales. Reverte. p. 200. ISBN 8429174664. 
  3. Martínez Álvarez, Roberto (2005). Química Escrito por American Chemical Society,. Reverte. p. 7. ISBN 8429170014. 
  4. FRANCO MARISCAL, Antonio Joaquín y CANO IGLESIAS, María José. . Educere. [online]. sep. 2008, vol.12, no.42 [citado 05 febrero de 2010], p.481-486. ISSN 1316-4910.
  5. Física y Química. Editex. ISBN 8497713354. 
  6. BERNAL, Juan Pablo y RAILSBACK, L. Bruce. Introducción a la Tabla Periódica de los Elementos y sus Iones para Ciencias de la Tierra. Rev. mex. cienc. geol [online]. 2008, vol.25, n.2 [citado 2010-02-05], pp. 236-246. ISSN 1026-8774.
  7. NASA, Gov. «The Periodic Table: Understanding Elements Atoms, Elements, and Isotopes» (en inglés). Consultado el 2 de enero de 2010. 
  8. Chemical Education, Material Study (1987). Química una ciencia experimental. Reverte. p. 279. ISBN 8429171207. 
  9. «Hydrogen – Energy» (en inglés). Energy Information Administration. Consultado el 2 de enero de 2010. 
  10. Palmer, David. «Hydrogen in the Universe» (en inglés). NASA. Consultado el 2 de enero de 2010. 
  11. Staff. «Hydrogen Basics — Production» (en inglés). Florida Solar energy Center. Consultado el 2 de enero de 2010. 
  12. Sullivan, Walter (11-03-1971). "Fusion Power Is Still Facing Formidable Difficulties", The New York Times.
  13. "Hydrogen". Encyclopædia Britannica. 2008.
  14. Eustis, S. N.. «Electron-Driven Acid-Base Chemistry: Proton Transfer from Hydrogen Chloride to Ammonia». Science, vol. 319, 5865 (15-2-2008), pág. 936–939. doi:10.1126/science.1151614, PMID 18276886.
  15. "Time-dependent Schrödinger equation". Encyclopædia Britannica. 2008.
  16. Rogers, H. C. (1999). "Hydrogen Embrittlement of Metals". Science 159 (3819): 1057–1064. doi:10.1126/science.159.3819.1057. PMID 17775040.
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  18. Takeshita, T.; Wallace, W.E.; Craig, R.S. (1974). "Hydrogen solubility in 1:5 compounds between yttrium or thorium and nickel or cobalt". Inorganic Chemistry 13 (9):2282–2283. doi:10.1021/ic50139a050
  19. Kirchheim, R.; Mutschele, T.; Kieninger, W (1988). "Hydrogen in amorphous and nanocrystalline metals". Materials Science and Engineering 99: 457–462. doi:10.1016/0025-5416(88)90377-1
  20. Kirchheim, R. (1988). "Hydrogen solubility and diffusivity in defective and amorphous metals". Progress in Materials Science 32 (4): 262–325. doi:10.1016/0079-6425(88)90010-2
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Bibliografía

  • Bloch, D. R. (2006). Organic Chemistry Demystified. McGraw-Hill Professional. ISBN 0-07-145920-0. 

Enlaces externos

  •   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Elementos del periodo 1.
  •   Datos: Q191936
  •   Multimedia: Periodic table row 1

Agosto 17, 2021
elementos, periodo, elemento, periodo, elementos, químicos, primera, siete, filas, períodos, tabla, periódica, elementos, químicos, número, período, indica, número, nivel, energía, principal, electrones, comienzan, llenar, primer, período, solo, llena, primer,. Un elemento del periodo 1 es uno de los elementos quimicos de la primera de siete filas o periodos de la tabla periodica de los elementos quimicos El numero del periodo indica el numero del nivel de energia principal que los electrones comienzan a llenar 1 El primer periodo solo llena el primer nivel de energia 1s y contiene menos elementos que cualquier otra fila de la tabla solo dos el hidrogeno y el helio Estos elementos se agrupan en la primera fila en virtud de propiedades que comparten entre si Elementos del periodo 1 Grupo 1 2 17 18Periodo1 1H 2He2 3Li 10Ne El hidrogeno Z 1 tiene propiedades muy similares a las de los halogenos pero debido a que sus propiedades quimicas lo acercan mas a los metales alcalinos se suele representar el hidrogeno conjuntamente con aquellos 2 El helio Z 2 se comporta como un gas noble y se encuentra al final de la fila colocado en el grupo 18 VIIIA 1 El proximo periodo contiene ocho elementos pues no es hasta entonces que se da otro elemento que se comporte como un gas noble es decir que tenga sus mismas propiedades Esta situacion puede explicarse mediante las teorias actuales de la estructura atomica Indice 1 Vista general 1 1 Configuracion electronica 2 Elementos 2 1 Hidrogeno 2 2 Helio 3 Notas 4 Referencias 5 Bibliografia 6 Enlaces externosVista general EditarLa tabla periodica esta compuesta en filas 3 para ilustrar tendencias recurrentes periodicas en el comportamiento quimico de los elementos a medida que aumenta el numero atomico se comienza una fila nueva cuando el comportamiento quimico vuelve a repetirse lo que significa que los elementos de comportamiento similar se encuentran en las mismas columnas verticales n 1 Estas filas horizontales de la tabla periodica son llamadas periodos 4 Un elemento en un periodo se diferencia del anterior por tener una unidad mas de su numero atomico 5 Al contrario de como ocurre en el caso de los grupos de la tabla periodica los elementos que componen una misma fila tienen propiedades diferentes pero masas similares todos los elementos de un periodo tienen el mismo numero de orbitales Siguiendo esa norma cada elemento se coloca segun su configuracion electronica 6 Este primer periodo es muy corto contiene menos elementos que cualquier otra fila de la tabla solo el hidrogeno y el helio n 2 n 3 7 ambos tienen solo el orbital 1s por lo que coinciden como elementos del bloque s Configuracion electronica Editar Articulo principal Configuracion electronica Un elemento del periodo 1 es uno de los elementos quimicos de la primera fila o periodo de la tabla periodica de elementos quimicos En la descripcion mecanica cuantica de la estructura atomica este periodo corresponde solo al llenado del orbital 1s que es el orbital electronico de menor energia 8 La configuracion tambien llamada configuracion electronica es la manera en como los electrones se encuentran acomodados en un atomo n 4 molecula o en otra estructura fisica de acuerdo con la aproximacion orbital en la cual la funcion de onda del sistema se expresa como un producto de orbitales antisimetrizado Los elementos del periodo 1 no siguen la regla del octeto es decir que los atomos de los elementos de este periodo no completan sus ultimos niveles de energia con una cantidad de ocho electrones segun la Regla de Hund El numero maximo de electrones que pueden acomodar los dos elementos el periodo 1 es dos un elemento con una configuracion de dos electrones recibe el nombre de duo cita requerida Elementos EditarHidrogeno Editar El motor principal de un transbordador espacial en despegue utilizando hidrogeno y oxigeno como combustibles para su viaje Articulo principal Hidrogeno El hidrogeno H es el elemento quimico de numero atomico 1 En condiciones normales de presion y temperatura el hidrogeno es un gas diatomico incoloro inodoro no metalico insipido y altamente inflamable con la formula molecular H2 Con una masa atomica de 1 00797 amu el hidrogeno es el elemento mas ligero 9 El hidrogeno es el elemento quimico mas abundante con aproximadamente un 75 de la masa elemental del universo 10 Las estrellas de la secuencia principal se componen principalmente de hidrogeno en estado plasmatico El hidrogeno elemental es relativamente raro en la Tierra y es producido industrialmente a partir de hidrocarburos como el metano tras el cual el hidrogeno elemental es utilizado captivamente es decir en el lugar de produccion Los mercados mas grandes se dividen casi por igual entre la mejora de combustibles fosiles como el hidrocraqueo o la produccion de amoniaco principalmente por el mercado de fertilizantes El hidrogeno se puede producir a partir del agua mediante un proceso conocido como electrolisis que consiste en la separacion de los elementos que forman un compuesto aplicando electricidad se produce en primer lugar la descomposicion en iones seguida de diversos efectos o reacciones secundarias segun los casos concretos pero este proceso tiene un coste comercial considerablemente superior al de la produccion de hidrogeno a partir de gas natural 11 El isotopo natural mas comun del hidrogeno conocido como atomo de hidrogeno tiene un unico proton y ningun neutron 12 En compuestos ionicos puede asumir o bien una carga positiva convirtiendose en un cation compuesto de un simple proton o bien una carga negativa convirtiendose en un anion conocido como hidruro El hidrogeno puede formar compuestos con la mayoria de elementos y esta presente en el agua y la mayoria de compuestos organicos 13 Tiene un papel especialmente importante en la reaccion acido base en la que muchas reacciones implican el intercambio de protones entre moleculas solubles 14 Siendo el unico atomo neutro por el que la ecuacion de Schrodinger se puede resolver de manera analitica el estudio de la energetica y el espectro del atomo de hidrogeno ha tenido un papel clave en el desarrollo de la mecanica cuantica 15 Las interacciones del hidrogeno con varios metales son muy importantes en la metalurgia pues muchos metales pueden sufrir fragilizacion por hidrogeno 16 y en el desarrollo de metodos seguros para almacenarlo como combustible 17 El hidrogeno es altamente soluble en muchos compuestos que incluyen metales de las tierras raras y metales de transicion 18 y se puede disolver en metales tanto cristalinos como amorfos 19 La solubilidad del hidrogeno en los metales es influida por distorsiones o impurezas locales en la red cristalina del metal 20 Helio Editar Captura de un recipiente de gas lleno con helio Articulo principal Helio El helio He es un elemento quimico monoatomico inerte incoloro inodoro insipido y no toxico que encabeza el grupo de los gases nobles de la tabla periodica y que tiene el numero atomico 2 21 Sus puntos de ebullicion y fusion son los mas bajos de todos los elementos y solo existe en forma de gas excepto en condiciones extremas 22 El helio fue descubierto en 1868 por el astronomo frances Pierre Janssen que detecto por primera vez la sustancia como una firma de linea espectral amarilla desconocida a la luz de un eclipse solar 23 En 1903 se descubrieron grandes reservas de helio en los yacimientos de gas natural de Estados Unidos primer lugar mundial en la provision de este gas 24 Esta sustancia se usa en criogenia 25 en sistemas de respiracion submarina 26 para enfriar imanes superconductores en datacion por helio 27 para inflar globos 28 para proporcionar sustentacion a los dirigibles 29 y como gas protector en aplicaciones industriales como la soldadura por arco y la produccion de obleas de silicio 30 La inhalacion de un volumen reducido de este gas cambia temporalmente el timbre y la calidad de la voz humana 31 El comportamiento de las dos fases fluidas del helio 4 liquido el helio I y helio II es importante para los investigadores que estudian la mecanica cuantica y mas concretamente el fenomeno de la superfluidez 32 asi como para los investigadores que estudian los efectos de las temperaturas cercanas al cero absoluto sobre la materia como en el caso de la superconductividad 33 El helio es el segundo elemento mas ligero y tambien el segundo mas abundante en el universo observable 34 La mayoria del helio se formo durante el Big Bang pero se sigue creando helio como resultado de la fusion nuclear de hidrogeno en las estrellas 35 En la Tierra el helio es relativamente raro y es creado por la desintegracion natural de algunos elementos radiactivos 36 pues las particulas alfa que emiten son nucleos de helio Este helio radiogenico queda atrapado con el gas natural a concentraciones de hasta un 7 en volumen 37 de donde se extrae comercialmente por medio de un proceso de separacion a baja temperatura llamado destilacion fraccionada 38 Notas Editar El numero de niveles energeticos que tiene un atomo determina el periodo al que pertenece Cada nivel esta dividido en distintos subniveles que conforme aumenta su numero atomico se van llenando en este orden configuracion electronica Y esta es la razon de la estructura que presenta la tabla periodica Puesto que los electrones situados en niveles mas externos determinan en gran medida las propiedades quimicas estos tienden a ser similares dentro de un grupo de la tabla periodica Son los unicos elementos de este periodo debido a que son aquellos que tienen el menor numero de electrones en sus atomos El descubrimiento del helio causo a Mendeleyev una gran contrariedad ya que este nuevo elemento no tenia un lugar adecuado para colocarse en la Tabla pero en el fondo fue una brillante confirmacion de la ley periodica ya que el helio junto con los demas gases nobles descubiertos mas tarde constituyeron el grupo 0 El principio de Aufbau contiene una serie de instrucciones relacionadas con la ubicacion de electrones en los orbitales de un atomo Referencias Editar a b Daub G William William S Seese 1996 Quimica 7 edicion Pearson Educacion p 108 ISBN 9688807907 La referencia utiliza el parametro obsoleto coautores ayuda Parry Robert W 1973 Quimica fundamentos experimentales Reverte p 200 ISBN 8429174664 Martinez Alvarez Roberto 2005 Quimica Escrito por American Chemical Society Reverte p 7 ISBN 8429170014 FRANCO MARISCAL Antonio Joaquin y CANO IGLESIAS Maria Jose Venezuela elemental Educere online sep 2008 vol 12 no 42 citado 05 febrero de 2010 p 481 486 ISSN 1316 4910 Fisica y Quimica Editex ISBN 8497713354 BERNAL Juan Pablo y RAILSBACK L Bruce Introduccion a la Tabla Periodica de los Elementos y sus Iones para Ciencias de la Tierra Rev mex cienc geol online 2008 vol 25 n 2 citado 2010 02 05 pp 236 246 ISSN 1026 8774 NASA Gov The Periodic Table Understanding Elements Atoms Elements and Isotopes en ingles Consultado el 2 de enero de 2010 Chemical Education Material Study 1987 Quimica una ciencia experimental Reverte p 279 ISBN 8429171207 Hydrogen Energy en ingles Energy Information Administration Consultado el 2 de enero de 2010 Palmer David Hydrogen in the Universe en ingles NASA Consultado el 2 de enero de 2010 Staff Hydrogen Basics 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2283 doi 10 1021 ic50139a050 Kirchheim R Mutschele T Kieninger W 1988 Hydrogen in amorphous and nanocrystalline metals Materials Science and Engineering 99 457 462 doi 10 1016 0025 5416 88 90377 1 Kirchheim R 1988 Hydrogen solubility and diffusivity in defective and amorphous metals Progress in Materials Science 32 4 262 325 doi 10 1016 0079 6425 88 90010 2 Helium the essentials en ingles Webelements Consultado el 2 de enero de 2010 Helium physical properties en ingles WebElements Consultado el 2 de enero de 2010 Pierre Janssen en ingles MSN Encarta Archivado desde el original el 29 de octubre de 2009 Consultado el 2 de enero de 2010 Theiss Leslie Where Has All the Helium Gone en ingles Bureau of Land Management Archivado desde el original el 25 de julio de 2008 Consultado el 2 de enero de 2010 Timmerhaus Klaus D 6 10 2006 Cryogenic Engineering Fifty Years of Progress Springer ISBN 0 387 33324 X Copel M septiembre de 1966 Helium voice unscrambling Audio and Electroacoustics 14 3 122 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