Element químic · fitxa de referència
2He

Heli

L’heli és l’element 2 (He), situat al període 1, grup 18 i bloc s. A temperatura ambient, el seu estat de referència és gasós. La seva configuració electrònica és 1s2.

Nombre atòmic2
Pes atòmic estàndard4.002602(2)
Grup18
Període1
Blocs
Configuració electrònica1s2
Estructura electrònica

Què determina la seva química

La capa electrònica externa és completa, cosa que redueix molt la tendència a guanyar, perdre o compartir electrons. Aquesta és la causa principal de la baixa reactivitat dels gasos nobles.

La configuració 1s2 representa una capa de valència tancada. Els gasos nobles més pesants poden formar alguns compostos en condicions adequades, de manera que «inert» no significa una absència absoluta de química.

Formes químiques

Compostos, ions i materials

En condicions ordinàries, l’heli es presenta com àtoms aïllats. Els seus compostos estables són escassos en comparació amb els dels grups veïns, perquè la capa de valència és completa.

Comportament físic

Estat i canvis de fase

A temperatura ambient, l’estat de referència és gasós. La densitat indicada és 0.1786 g/L. El punt de fusió és —. El punt d’ebullició és 4.222 K (-268.9 °C). La pressió, la puresa i l’estructura cristal·lina poden modificar els valors mesurats.

Presència i aplicacions

On es troba l’heli i per a què s’utilitza

A la pràctica, l’heli es troba, es produeix o s’utilitza en àmbits com globus, equips d’imatge mèdica i criogènia. La forma química o isotòpica concreta en determina la funció.

A la pràctica

Exemples d’usos reals

Globus

L’heli proporciona sustentació i no és inflamable, per això es prefereix a l’hidrogen en molts globus i dirigibles.

Equips d’imatge mèdica

L’heli líquid s’utilitza per mantenir a molt baixa temperatura els imants superconductors de determinats equips d’imatge mèdica i altres sistemes de camp magnètic intens.

Criogènia

L’heli s’utilitza a temperatures molt baixes com refrigerant, fluid de treball o material amb propietats criogèniques útils.

Posició periòdica

Què indiquen els elements veïns

L’heli és al període 1, grup 18 i bloc s. A l’entorn mostrat apareixen elements veïns reals com fluor i neó. Comparar-los ajuda a observar tendències de mida atòmica, energia d’ionització, estats d’oxidació i tipus d’enllaç.

Dades de referència

Propietats físiques i atòmiques

Classificaciógas noble
Estat a temperatura ambientgas
Capes electròniques2
Densitat0.1786 g/L
Punt de fusió—
Punt d’ebullició4.222 K (-268.9 °C)
Electronegativitat de Pauling—
Primera energia d’ionització2 372 kJ/mol
Afinitat electrònica—

Els valors descriuen l’element o l’àtom neutre quan correspon. Les propietats físiques poden dependre de l’al·lòtrop, la pressió i les condicions de mesura.

Història

Descobriment i identificació

El descobriment de l’heli s’associa a Pierre Janssen. El reconeixement de l’element, l’aïllament d’una mostra i la identificació moderna mitjançant el nombre atòmic no sempre van tenir lloc al mateix temps.

Isòtops i pes atòmic

Com afecta els valors la composició isotòpica

El pes atòmic estàndard és 4.002602(2). Aquest valor representa la composició isotòpica del material terrestre natural i no la massa d’un únic àtom concret.

L’heli té almenys un isòtop estable. Els isòtops tenen el mateix nombre de protons i pertanyen al mateix element, però difereixen en el nombre de neutrons i en la massa atòmica.

Seguretat

Manipulació i exposició

L’heli gasós no ha de ser necessàriament tòxic des del punt de vista químic, però pot desplaçar l’oxigen en espais tancats. La ventilació i el control d’oxigen són essencials quan se’n manipulen grans quantitats.