יסוד כימי · דף עיון

2He

הליום

הליום הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 2 וסמלו He. הוא נמצא במחזור 1, קבוצה 18 ובבלוק s. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא גז, ותצורת האלקטרונים שלו היא 1s2.

מספר אטומי2

משקל אטומי תקני4.002602(2)

קבוצה18

מחזור1

בלוקs

תצורת אלקטרונים1s2

מבנה אלקטרוני

מה קובע את הכימיה שלו?

להליום קליפת ערכיות מלאה או כמעט מלאה, ולכן תגובתיותו נמוכה בהרבה מזו של רוב היסודות. הגזים האצילים הכבדים יכולים ליצור מספר מצומצם של תרכובות בתנאים מתאימים.

תצורת האלקטרונים של הליום היא 1s2. יציבות הקליפה החיצונית מסבירה את אנרגיית היינון הגבוהה ואת הנטייה של בני הקבוצה הקלים להופיע כאטומים בודדים במצב הגזי.

צורות כימיות

תרכובות, יונים וחומרים

הליום מופיע בדרך כלל כאטומים בודדים בעלי תגובתיות נמוכה. הגזים האצילים הכבדים מסוגלים ליצור מספר קטן של תרכובות עם יסודות אלקטרושליליים מאוד, אך הכימיה שלהם עדיין מצומצמת יחסית.

התנהגות פיזיקלית

מצב ושינויי פאזה

המצב הפיזיקלי הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא גז. הצפיפות המופיעה היא 0.1786 g/L. נקודת ההתכה היא —. נקודת הרתיחה היא 4.222 K (-268.9 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.

הימצאות ושימושים

איפה נמצא הליום וכיצד משתמשים בו?

בפועל, הליום מופיע ביישומים כגון בלונים, ציוד דימות רפואי וקריוגניקה. התכונה המנוצלת יכולה להגיע מן היסוד הטהור, מסגסוגת, מתרכובת או מאיזוטופ מסוים, ולכן חשוב תמיד להבחין בין היסוד לבין הצורה הכימית שמשמשת בפועל.

בפועל

דוגמאות לשימושים ממשיים

בלונים

הליום מספק כוח עילוי בלי להיות דליק, ולכן הוא בטוח יותר ממימן בבלונים וביישומי הרמה רבים.

ציוד דימות רפואי

הליום משמש בחומרים מגנטיים או בסגסוגות כאשר המבנה האלקטרוני שלו מאפשר מגנטיות חזקה, יציבה או נשלטת.

קריוגניקה

הליום משמש כנוזל קירור או כנוזל עבודה בטמפרטורות נמוכות מאוד ביישומים קריוגניים.

מיקום מחזורי

מה מספרים היסודות השכנים?

הליום נמצא במחזור 1 ובקבוצה 18. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: פלואור; ניאון. המיקום הזה מאפשר להשוות ישירות גודל אטומי, אנרגיית יינון, מצבי חמצון ומגמות בקשרים כימיים עם יסודות קרובים בטבלה המחזורית.

נתוני ייחוס

תכונות פיזיקליות ואטומיות

סיווגגז אציל

מצב בטמפרטורת החדרגז

קליפות אלקטרונים2

צפיפות0.1786 g/L

נקודת התכה—

נקודת רתיחה4.222 K (-268.9 °C)

אלקטרושליליות לפי פאולינג—

אנרגיית יינון ראשונה2 372 kJ/mol

זיקה אלקטרונית—

הערכים מתארים את היסוד או את האטום הנייטרלי כאשר הדבר רלוונטי. נתונים פיזיקליים עשויים להשתנות עם האלוטרופ, הלחץ, הטוהר ותנאי המדידה.

היסטוריה

גילוי וזיהוי

גילוי הליום מזוהה עם עבודתו של פייר ז'אנסן. התצפית הראשונה, הבידוד של דגימה טהורה והקביעה של המספר האטומי המודרני לא התרחשו בהכרח באותו זמן, ולכן להיסטוריה של היסוד יש כמה שלבים.

איזוטופים ומשקל אטומי

כיצד הרכב האיזוטופים משנה את המספרים?

המשקל האטומי התקני הרשום של הליום הוא 4.002602(2). ערך זה משקף את הרכב האיזוטופים בחומרים טבעיים על פני כדור הארץ, ולא את המסה של אטום יחיד מסוים.

להליום יש לפחות איזוטופ יציב אחד. לכל האיזוטופים אותו מספר פרוטונים ולכן אותה זהות כימית, אך מספר שונה של נייטרונים ומסה אטומית שונה.

בטיחות

טיפול וחשיפה

הגז אינו חייב להיות רעיל מבחינה כימית כדי להיות מסוכן: בחלל סגור הוא עלול לדחוק חמצן. לכן אוורור וניטור ריכוז החמצן חשובים כשמטפלים בכמות גדולה.