Elemento chimico · scheda di riferimento

2He

Elio

L’elio è l’elemento 2 (He), nel periodo 1, gruppo 18 e blocco s. A temperatura ambiente il suo stato di riferimento è gassoso. La configurazione elettronica è 1s2.

Numero atomico2

Peso atomico standard4.002602(2)

Gruppo18

Periodo1

Bloccos

Configurazione elettronica1s2

Struttura elettronica

Che cosa controlla la sua chimica

Il guscio elettronico esterno è completo, riducendo fortemente la tendenza ad acquistare, perdere o condividere elettroni. È la ragione principale della bassa reattività dei gas nobili.

La configurazione 1s2 corrisponde a un guscio di valenza chiuso. I gas nobili più pesanti possono comunque formare alcuni composti in condizioni adatte: «inerte» non significa assenza assoluta di chimica.

Forme chimiche

Composti, ioni e materiali

L’elio si presenta principalmente come atomi isolati. La formazione di composti è limitata e diventa più accessibile per alcuni membri pesanti del gruppo, soprattutto con elementi molto elettronegativi.

Comportamento fisico

Stato e cambiamenti di fase

A temperatura ambiente lo stato di riferimento dell’elio è gassoso. Tra i dati riportati: densità 0.1786 g/L, punto di fusione —, punto di ebollizione 4.222 K (-268.9 °C). I valori misurati possono dipendere da purezza, pressione, struttura cristallina o forma allotropica.

Presenza e applicazioni

Dove si trova e come viene usato l’elio

L’elio si ottiene soprattutto da giacimenti di gas naturale che ne contengono quantità sfruttabili. È usato in criogenia, nelle atmosfere inerti e per raffreddare magneti superconduttori, compresi quelli impiegati nella risonanza magnetica.

Nella pratica

Esempi di usi concreti

Palloni

Nell’ambito «Palloni», l’elio viene utilizzato in una forma chimica o materiale adatta. La proprietà sfruttata dipende dal composto, dalla struttura del materiale e dall’obiettivo tecnico.

Apparecchiature di imaging medico

L’elio è impiegato in apparecchiature di imaging medico quando proprietà magnetiche, criogeniche, elettroniche o nucleari sono particolarmente utili.

Criogenia

L’elio viene utilizzato a temperature molto basse come fluido, refrigerante o materiale con proprietà criogeniche specifiche.

Posizione periodica

Che cosa mostrano gli elementi vicini

L’elio si trova nel periodo 1, gruppo 18 e blocco s. Nel riquadro compaiono nello stesso gruppo il neon sotto. Il confronto aiuta a seguire variazioni di raggio atomico, energia di ionizzazione e comportamento chimico lungo periodi e gruppi.

Dati di riferimento

Proprietà fisiche e atomiche

Classificazionegas nobile

Stato a temperatura ambienteGassoso

Gusci elettronici2

Densità0.1786 g/L

Punto di fusione—

Punto di ebollizione4.222 K (-268.9 °C)

Elettronegatività di Pauling—

Prima energia di ionizzazione2 372 kJ/mol

Affinità elettronica—

I valori descrivono l’elemento o l’atomo neutro quando applicabile. Le proprietà fisiche possono dipendere dall’allotropo, dalla pressione e dalle condizioni di misura.

Storia

Scoperta e identificazione

La scoperta dell’elio è associata a Pierre Janssen. Riconoscimento dell’elemento, isolamento di una sostanza pura e assegnazione del moderno numero atomico non coincisero necessariamente nello stesso momento storico.

Isotopi e peso atomico

Come la composizione isotopica modifica i numeri

Il peso atomico standard è 4.002602(2). È una media ponderata della composizione isotopica naturale e non la massa di un singolo atomo.

Gli isotopi dell’elio hanno lo stesso numero di protoni e quindi appartengono allo stesso elemento, ma differiscono per il numero di neutroni e per la massa. Gli isotopi radioattivi si distinguono inoltre per vita media e modalità di decadimento.

Sicurezza

Manipolazione ed esposizione

L’elio non è necessariamente tossico di per sé, ma in grandi quantità può spostare l’ossigeno in ambienti chiusi. Ventilazione e controllo dell’ossigeno sono quindi importanti.