Det periodiske system›Grundstoffer›Helium

Grundstof · referenceark

2He

Helium

Helium (He) er grundstof 2 og en ædelgas i periode 1. Den fyldte 1s-skal gør frie heliumatomer meget lidt reaktive, mens det ekstremt lave kogepunkt er teknologisk vigtigt.

Atomnummer2

Standardatomvægt4.002602(2)

Gruppe18

Periode1

Bloks

Elektronkonfiguration1s2

Elektronstruktur

Hvad styrer kemien?

Ædelgasser har en fyldt yderste elektronskal. Derfor har frie atomer under normale forhold kun ringe tendens til at optage, afgive eller dele elektroner.

For helium viser konfigurationen 1s2, hvorfor frie atomer er forholdsvis inerte. De tungere ædelgasser kan under særlige forhold alligevel danne forbindelser med stærkt elektronegative grundstoffer.

Kemiske former

Forbindelser, ioner og materialer

Den frie monoatomare form dominerer. For de lettere ædelgasser er stabile forbindelser sjældne; nogle tungere medlemmer kan danne forbindelser med meget elektronegative grundstoffer under egnede forhold.

Fysisk adfærd

Tilstand og faseændringer

Referencetilstanden ved stuetemperatur er gas. Den angivne massefylde er 0.1786 g/L. Smeltepunktet er angivet til —. Kogepunktet er angivet til 4.222 K (-268.9 °C). Tryk, renhed, allotropi og krystalstruktur kan forskyde målte fysiske værdier.

Forekomst og anvendelser

Hvor helium findes og bruges

I praksis møder man helium blandt andet i sammenhænge som balloner, medicinsk billeddannelsesudstyr og kryoteknik.

I praksis

Konkrete anvendelser

Balloner

Helium spiller en rolle i balloner. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Medicinsk billeddannelsesudstyr

Helium bruges i MR-systemer til at holde superledende magneter ved meget lav temperatur. Det lave kogepunkt og den kemiske inerthed gør flydende helium velegnet til formålet.

Kryoteknik

Helium spiller en rolle i kryoteknik. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Placering i det periodiske system

Hvad naboelementerne fortæller

Helium ligger i periode 1, gruppe 18 og s-blokken. Det viste nabolag omfatter blandt andet Fluor, Neon. Sammenligning med disse grundstoffer gør det lettere at følge tendenser i atomstørrelse, ioniseringsenergi, elektronegativitet og binding.

Referencedata

Fysiske og atomare egenskaber

Klassifikationædelgas

Tilstand ved stuetemperaturgas

Elektronskaller2

Massefylde0.1786 g/L

Smeltepunkt—

Kogepunkt4.222 K (-268.9 °C)

Pauling-elektronegativitet—

Første ioniseringsenergi2 372 kJ/mol

Elektronaffinitet—

Værdierne beskriver grundstoffet eller det neutrale atom, hvor det er relevant. Fysiske data kan afhænge af allotropi, tryk, renhed og målebetingelser.

Historie

Opdagelse og identifikation

Opdagelsen af helium forbindes i denne historiske registrering med Pierre Janssen. Anerkendelse som grundstof, isolering af en ren prøve og den senere definition via atomnummer skete ikke nødvendigvis samtidig.

Isotoper

Hvordan isotopsammensætningen ændrer tallene

Standardatomvægten er 4.002602(2). Værdien beskriver den naturlige isotopsammensætning i terrestrisk materiale og er ikke massen af ét bestemt atom.

Helium har mindst én stabil isotop. Isotoper har samme antal protoner og er derfor samme grundstof, men de har forskelligt antal neutroner og forskellig atommasse.

Sikkerhed

Håndtering og eksponering

Risikoen ved helium afhænger af kemisk form, dosis og eksponeringsvej. Grundstoffet, dets ioner og dets forbindelser kan have meget forskellige biologiske og miljømæssige virkninger; sikkerhedsdata skal derfor vurderes for det konkrete stof.