Kémiai elem · adatlap

2He

Hélium

A hélium 2 rendszámú kémiai elem (He), az 1. periódus 18. csoportjában, az s-mezőben található. Szobahőmérsékleten a referencia szerinti halmazállapot: gáz. Elektronkonfigurációja: 1s2.

Rendszám2

Standard atomtömeg4.002602(2)

Csoport18

Periódus1

Mezős

Elektronkonfiguráció1s2

Elektronszerkezet

Mi határozza meg a kémiai viselkedését

A hélium 1s héja betöltött. Mivel a külső héján nincs alacsony energiájú betöltetlen állapot, a semleges hélium alig hajlamos szokásos kémiai kötések kialakítására. Ez az elektronikus oka rendkívül kis reakciókészségének.

A gyenge atomközi vonzóerők a hélium rendkívül alacsony forráspontját is magyarázzák. Kémiailag egyszerű elem, fizikailag azonban fontos a kriogenikában és az alacsony hőmérsékletű kutatásokban.

Kémiai formák

Vegyületek, ionok és anyagok

A hélium közönséges körülmények között egyatomos. A betöltött vegyértékhéj miatt a stabil vegyületek ritkábbak, mint a szomszédos csoportokban; a kémiát főként a szabad atomok és a gyenge kölcsönhatások jellemzik.

Fizikai viselkedés

Halmazállapot és fázisátalakulások

A referencia szerinti halmazállapot szobahőmérsékleten gáz. A megadott sűrűség 0.1786 g/L. Az olvadáspont —. A forráspont 4.222 K (-268.9 °C). A nyomás, a tisztaság és a kristályszerkezet módosíthatja a mért fizikai tulajdonságokat.

Előfordulás és felhasználás

A hélium előfordulása és felhasználása

A gyakorlatban a hélium többek között a következő területeken jelenik meg: Léggömbök, Orvosi képalkotó berendezések és Kriogenika.

A gyakorlatban

Konkrét felhasználási példák

Léggömbök

A hélium felhajtóerőt biztosít, miközben nem éghető, ezért sok léggömbben és léghajóban a hidrogénnél előnyösebb.

Orvosi képalkotó berendezések

A hélium képalkotó kontrasztanyagokban, detektoranyagokban, nagy térerejű mágnesekben vagy képalkotó rendszerek speciális alkatrészeiben használható.

Kriogenika

A hélium nagyon alacsony hőmérsékleten hűtőközegként, munkaközegként vagy kedvező kriogén tulajdonságú anyagként használható.

Helye a periódusos rendszerben

Mit mutatnak a szomszédos elemek

A hélium az 1. periódus 18. csoportjában található. A bemutatott környezetben neon közvetlenül alatta található ugyanabban a csoportban. Ezek a helyzetek lehetővé teszik az atomméret, az ionizációs energia és a kötési viselkedés összehasonlítását a közeli elemekkel.

Referenciaadatok

Fizikai és atomi tulajdonságok

Besorolásnemesgáz

Halmazállapot szobahőmérsékletengáz

Elektronhéjak2

Sűrűség0.1786 g/L

Olvadáspont—

Forráspont4.222 K (-268.9 °C)

Pauling-féle elektronegativitás—

Első ionizációs energia2 372 kJ/mol

Elektronaffinitás—

Az értékek az elemre, illetve ahol értelmezhető, a semleges atomra vonatkoznak. A fizikai adatok függhetnek az allotróp módosulattól, a nyomástól és a mérési körülményektől.

Történet

Felfedezés és azonosítás

A hélium felfedezését Pierre Janssen nevéhez kötik. Az elem felismerése, tiszta mintájának izolálása és modern rendszámának meghatározása nem feltétlenül ugyanabban az időpontban történt.

Izotópok és atomtömeg

Hogyan befolyásolja az izotópösszetétel az értékeket

A standard atomtömeg 4.002602(2). Ez az érték a természetes földi anyag izotópösszetételére vonatkozik, nem egyetlen konkrét atom tömegére.

A hélium legalább egy stabil izotóppal rendelkezik. Az izotópok protonszáma azonos, ezért ugyanahhoz az elemhez tartoznak, neutronszámuk és atomtömegük azonban különbözik.

Biztonság

Kezelés és expozíció

A gáz önmagában nem feltétlenül kémiailag mérgező, zárt térben azonban kiszoríthatja az oxigént. Nagyobb mennyiség kezelésekor megfelelő szellőzésre és az oxigénszint ellenőrzésére van szükség.