Химичен елемент · справочна страница

2He

Хелий

Хелий е химичен елемент с атомен номер 2 (He), разположен в период 1, група 18 и блок s. Референтното агрегатно състояние при стайна температура е газообразно. Електронната конфигурация е 1s2.

Атомен номер2

Стандартна атомна маса4.002602(2)

Група18

Период1

Блокs

Електронна конфигурация1s2

Електронна структура

Какво определя химичното поведение

Хелият има запълнена 1s обвивка. Тъй като във външната му обвивка няма нискоенергетично свободно място, неутралният хелий почти не проявява склонност да образува обичайни химични връзки. Това е електронната причина за изключително ниската му реактивност.

Слабите междутатомни взаимодействия обясняват и изключително ниската температура на кипене на хелия. Затова той е химически прост, но физически важен за криогениката и изследванията при ниски температури.

Химични форми

Съединения, йони и материали

Хелий е едноатомен при обичайни условия. Стабилните съединения са редки в сравнение със съседните групи, защото валентната обвивка е запълнена; химията е доминирана от свободните атоми и слабите междумолекулни взаимодействия.

Физично поведение

Агрегатно състояние и фазови преходи

Референтното агрегатно състояние при стайна температура е газообразно. Посочената плътност е 0.1786 g/L. Температурата на топене е —. Температурата на кипене е 4.222 K (-268.9 °C). Налягането, чистотата и кристалната структура могат да променят измерените физични свойства.

Разпространение и приложения

Къде се среща хелий и за какво се използва

На практика хелий се среща в приложения като Балони, Медицинска образна диагностика и Криогеника.

На практика

Конкретни примери за приложение

Балони

Хелий осигурява подемна сила и не е запалим, затова се предпочита пред водорода за много балони и дирижабли.

Медицинска образна диагностика

Хелий се използва в контрастни агенти, детекторни материали, силни магнити или специализирани компоненти на системи за образна диагностика.

Криогеника

Хелий се използва при много ниски температури като охлаждаща или работна среда, или като материал с полезни нискотемпературни свойства.

Положение в периодичната система

Какво показват съседните елементи

Хелий е в период 1 и група 18. В показаната област неон е непосредствено под него в същата група. Тези позиции позволяват сравнение на атомния размер, йонизационната енергия и химичното свързване със съседните елементи.

Справочни данни

Физични и атомни свойства

Класификацияблагороден газ

Агрегатно състояние при стайна температурагазообразно

Електронни слоеве2

Плътност0.1786 g/L

Температура на топене—

Температура на кипене4.222 K (-268.9 °C)

Електроотрицателност по Полинг—

Първа йонизационна енергия2 372 kJ/mol

Електронен афинитет—

Стойностите се отнасят за елемента или за неутралния атом, когато това е приложимо. Физичните данни могат да зависят от алотропната форма, налягането и условията на измерване.

История

Откриване и идентифициране

Откриването на хелий се свързва с Pierre Janssen. Разпознаването на елемента, изолирането на чиста проба и определянето на съвременния му атомен номер не е задължително да са станали едновременно.

Изотопи и атомна маса

Как изотопният състав променя числените стойности

Стандартната атомна маса е 4.002602(2). Тази стойност се отнася за изотопния състав на естествен земен материал, а не за масата на един конкретен атом.

Хелий има поне един стабилен изотоп. Различните изотопи имат еднакъв брой протони и затова принадлежат към един и същ химичен елемент, но се различават по броя на неутроните и атомната маса.

Безопасност

Работа и експозиция

Газът не е непременно химически токсичен, но в затворени пространства може да измести кислорода. При работа с големи количества са важни добрата вентилация и контролът на съдържанието на кислород.