気球・風船
ヘリウムは気球・風船に関わる材料や化合物で利用されます。利用されるのが元素単体なのか、合金・化合物・同位体なのかは用途によって異なり、その化学形が実際の性質を決めます。
Mendeleev
周期表
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化学元素 · リファレンス
2He
ヘリウム
ヘリウムは原子番号2、元素記号Heの元素です。周期表では第1周期・第18族・sブロックに位置し、室温での基準状態は気体です。電子配置は1s2です。
原子番号2
標準原子量4.002602(2)
族18
周期1
ブロックs
電子配置1s2
電子構造
化学的性質を決めるもの
希ガスは最外殻が満たされた電子配置を持つため、通常条件では反応性が低い元素群です。
ヘリウムの電子配置は1s2です。単原子気体として存在しやすく、重い希ガスを除けば化合物の種類は限られます。
化学形
化合物・イオン・材料
単体は基本的に単原子として存在します。化学反応性は低いものの、重い希ガスではフッ素や酸素との化合物がいくつか知られています。
物理的性質
状態と相変化
室温での基準状態は気体です。掲載している密度は0.1786 g/Lです。融点は—です。沸点は4.222 K (-268.9 °C)です。実際の値は圧力、純度、結晶構造や同素体によって変わることがあります。
存在と用途
ヘリウムはどこにあり、何に使われるか
ヘリウムは地球上では天然ガスなどから回収され、化学的に不活性な単原子気体として利用されます。低い沸点を生かした極低温冷却、MRI、気球などが代表的です。
具体例
実際の用途
医用画像装置
ヘリウムはMRI装置の超伝導磁石を極低温に保つための冷却に使われます。ここで重要なのはヘリウムの低い沸点と化学的な不活性さです。
低温技術
ヘリウムは低温技術に関わる材料や化合物で利用されます。利用されるのが元素単体なのか、合金・化合物・同位体なのかは用途によって異なり、その化学形が実際の性質を決めます。
周期表上の位置
周辺元素からわかること
ヘリウムは第1周期・第18族・sブロックにあります。周辺にはフッ素、ネオンなどが位置し、横・縦に比較すると原子半径、イオン化エネルギー、電気陰性度、結合傾向の周期的変化が見えてきます。
基礎データ
物理・原子データ
分類希ガス
室温での状態気体
電子殻2
密度0.1786 g/L
融点—
沸点4.222 K (-268.9 °C)
ポーリング電気陰性度—
第一イオン化エネルギー2 372 kJ/mol
電子親和力—
値は、該当する場合には中性原子または元素の代表値を示します。物性値は同素体、圧力、測定条件によって変わることがあります。
歴史
発見と同定
ヘリウムの発見はPierre Janssenと関連付けられています。ただし、元素の認識、純粋な試料の単離、現在の原子番号による定義は、必ずしも同じ時期に成立したわけではありません。
同位体
同位体組成と原子量
ヘリウムの標準原子量は4.002602(2)です。これは特定の一個の原子の質量ではなく、天然試料に含まれる同位体の存在比を反映した値です。
ヘリウムには少なくとも一つの安定同位体があります。同位体は陽子数が同じため同じ元素ですが、中性子数が異なるので原子質量が変わります。
安全性
取り扱いと曝露
ヘリウムの安全性は、元素単体か化合物か、量、濃度、曝露経路によって大きく変わります。元素名だけで危険性を判断せず、実際に扱う物質の安全データを確認する必要があります。