Jaksollinen järjestelmä›Alkuaineet›Helium

Alkuaine · viitesivu

2He

Helium

Helium on järjestysluvun 2 alkuaine (He). Se sijaitsee jaksossa 1, ryhmässä 18 ja s-lohkossa. Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kaasu. Elektronikonfiguraatio on 1s2.

Järjestysluku2

Standardiatomipaino4.002602(2)

Ryhmä18

Jakso1

Lohkos

Elektronikonfiguraatio1s2

Elektronirakenne

Mikä ohjaa kemiallista käyttäytymistä

Jalokaasujen ulompi elektronikuori on täysi. Se vähentää voimakkaasti taipumusta ottaa vastaan, luovuttaa tai jakaa elektroneja ja selittää ryhmän vähäisen reaktiivisuuden.

Tämän atomin elektronikonfiguraatio on 1s2. Valenssielektronien määrä ja energia määräävät, miten atomi sitoutuu ja millaisia ionisia tai kovalenttisia rakenteita se voi muodostaa.

Kemialliset muodot

Yhdisteet, ionit ja materiaalit

Helium esiintyy tavallisissa oloissa yksittäisinä atomeina. Täysi elektronikuori tekee pysyvistä kemiallisista yhdisteistä harvinaisia, joten heliumin kemiaa hallitsevat vapaat atomit ja heikot vuorovaikutukset.

Fysikaalinen käyttäytyminen

Olomuoto ja faasimuutokset

Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kaasu. Ilmoitettu tiheys on 0.1786 g/L. Sulamispiste on —. Kiehumispiste on 4.222 K (-268.9 °C). Paine, puhtaus ja kiderakenne voivat vaikuttaa mitattuihin fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Esiintyminen ja käyttö

Missä alkuainetta esiintyy ja käytetään

Käytännössä helium liittyy erityisesti seuraaviin yhteyksiin: ilmapallot, lääketieteellinen kuvantaminen ja kryogeniikka.

Käytännössä

Konkreettisia käyttökohteita

Ilmapallot

Helium antaa nostetta ja on palamaton, minkä vuoksi sitä käytetään monissa ilmapalloissa vedyn sijasta.

Lääketieteellinen kuvantaminen

Nestemäistä heliumia käytetään erittäin matalissa lämpötiloissa esimerkiksi suprajohtavien magneettien jäähdytykseen kuvantamislaitteissa.

Kryogeniikka

Yksi käytännön yhteys on kryogeniikka. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Paikka jaksollisessa järjestelmässä

Mitä naapurialkuaineet kertovat

Helium sijaitsee jaksossa 1 ja ryhmässä 18. Todelliset naapurialkuaineet auttavat vertaamaan atomikokoa, ionisaatioenergiaa, elektronirakennetta ja sidostapoja jaksollisen järjestelmän sisällä. Tässä lähialueessa näkyvät esimerkiksi Fluori, Neon.

Viitearvot

Fysikaaliset ja atomitason ominaisuudet

Luokitusjalokaasu

Olomuoto huoneenlämmössäkaasu

Elektronikuoret2

Tiheys0.1786 g/L

Sulamispiste—

Kiehumispiste4.222 K (-268.9 °C)

Paulingin elektronegatiivisuus—

Ensimmäinen ionisaatioenergia2 372 kJ/mol

Elektroniaffiniteetti—

Arvot kuvaavat alkuainetta tai neutraalia atomia silloin, kun se on tarkoituksenmukaista. Fysikaaliset arvot voivat riippua allotroopista, paineesta ja mittausolosuhteista.

Historia

Löytäminen ja tunnistaminen

Tämän alkuaineen löytäminen yhdistetään henkilöön tai ryhmään Pierre Janssen. Uuden alkuaineen tunnistaminen, puhtaan näytteen eristäminen ja myöhempi järjestyslukuun 2 perustuva luokittelu eivät aina tapahtuneet samanaikaisesti.

Isotoopit ja atomipaino

Miten isotooppikoostumus vaikuttaa lukuihin

Standardiatomipaino on 4.002602(2). Se kuvaa luonnollisen maanpäällisen aineen isotooppikoostumuksen painotettua keskiarvoa, ei yhden tietyn atomin massaa.

Tällä alkuaineella on vähintään yksi pysyvä isotooppi. Isotoopeilla on sama protonien määrä mutta eri neutronien määrä, joten ne ovat sama alkuaine mutta niiden atomimassat eroavat.

Turvallisuus

Käsittely ja altistuminen

Kaasu ei välttämättä ole kemiallisesti myrkyllinen, mutta suuri määrä voi syrjäyttää happea suljetussa tilassa. Ilmanvaihto on siksi olennainen osa turvallista käsittelyä.