ธาตุเคมี · หน้าข้อมูลอ้างอิง

2He

ฮีเลียม

ฮีเลียมเป็นธาตุเคมีที่มีเลขอะตอม 2 และสัญลักษณ์ He อยู่ในคาบ 1 หมู่ 18 บล็อก s ที่อุณหภูมิห้องสถานะอ้างอิงคือแก๊ส และมีการจัดเรียงอิเล็กตรอน 1s2

เลขอะตอม2

น้ำหนักอะตอมมาตรฐาน4.002602(2)

หมู่18

คาบ1

บล็อกs

การจัดเรียงอิเล็กตรอน1s2

โครงสร้างอิเล็กตรอน

อะไรควบคุมเคมีของธาตุนี้

ฮีเลียมมีชั้นเวเลนซ์เต็มหรือเกือบเต็ม จึงมีความไวต่อปฏิกิริยาต่ำกว่าธาตุส่วนใหญ่ แก๊สมีตระกูลที่หนักสามารถสร้างสารประกอบบางชนิดได้ภายใต้สภาวะเหมาะสม แต่เคมียังค่อนข้างจำกัด

การจัดเรียงอิเล็กตรอนของฮีเลียมคือ 1s2 ตำแหน่งในหมู่ 18 เป็นเบาะแสแรกของความเฉื่อยทางเคมี แม้ในธาตุหนักยิ่งยวดผลสัมพัทธภาพอาจมีความสำคัญ

รูปแบบทางเคมี

สารประกอบ ไอออน และวัสดุ

ฮีเลียมโดยทั่วไปพบเป็นอะตอมเดี่ยวและมีความไวต่อปฏิกิริยาต่ำ แก๊สมีตระกูลที่หนักกว่าสามารถสร้างสารประกอบจำนวนจำกัดกับธาตุที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีสูงมากได้

พฤติกรรมทางกายภาพ

สถานะและการเปลี่ยนสถานะ

ที่อุณหภูมิห้อง สถานะอ้างอิงคือแก๊ส ความหนาแน่นที่ระบุคือ 0.1786 g/L จุดหลอมเหลวคือ — จุดเดือดคือ 4.222 K (-268.9 °C) ความดัน ความบริสุทธิ์ โครงสร้างผลึก และอัญรูปสามารถทำให้ค่าที่วัดเปลี่ยนได้ จึงควรอ่านข้อมูลทางกายภาพพร้อมเงื่อนไขการวัด

การพบและการใช้งาน

พบฮีเลียมที่ไหนและนำไปใช้อย่างไร

ในทางปฏิบัติฮีเลียมพบการใช้งานในด้าน บอลลูน, อุปกรณ์ถ่ายภาพทางการแพทย์ และ เทคโนโลยีอุณหภูมิต่ำยิ่งยวด เหตุผลของการใช้งานอาจมาจากสมบัติของธาตุบริสุทธิ์ โลหะผสม สารประกอบ หรือไอโซโทปเฉพาะ จึงควรพิจารณารูปทางเคมีควบคู่กับการใช้งานเสมอ

ตัวอย่างการใช้งานจริง

ตัวอย่างการใช้งานในโลกจริง

บอลลูน

ฮีเลียมมีความหนาแน่นต่ำและไม่ติดไฟ จึงใช้สร้างแรงยกในบอลลูนและอากาศยานเบากว่าอากาศได้อย่างปลอดภัยกว่าไฮโดรเจน

อุปกรณ์ถ่ายภาพทางการแพทย์

ในบริบทอุปกรณ์ถ่ายภาพทางการแพทย์ บทบาทของฮีเลียมขึ้นอยู่กับรูปทางเคมี ปริมาณ และการมีส่วนในโครงสร้างชีวภาพ เมแทบอลิซึม หรือเทคนิคทางการแพทย์เฉพาะด้าน

เทคโนโลยีอุณหภูมิต่ำยิ่งยวด

ฮีเลียมใช้ในเทคโนโลยีอุณหภูมิต่ำยิ่งยวดเมื่อสมบัติที่อุณหภูมิต่ำมาก เช่น จุดเดือดต่ำ ความจุความร้อน หรือสภาพของเหลว มีประโยชน์ต่อการทำความเย็นและงานทดลอง

ตำแหน่งในตารางธาตุ

ธาตุข้างเคียงบอกอะไรเรา

ฮีเลียมอยู่ในคาบ 1 และหมู่ 18 ธาตุข้างเคียงจริงในตาราง ได้แก่ ฟลูออรีน, นีออนการเปรียบเทียบตำแหน่งเหล่านี้ช่วยให้เห็นแนวโน้มของขนาดอะตอม พลังงานไอออไนเซชัน พันธะ และความไวต่อปฏิกิริยาได้โดยตรง

ข้อมูลอ้างอิง

สมบัติทางกายภาพและอะตอม

การจัดประเภทแก๊สมีตระกูล

สถานะที่อุณหภูมิห้องแก๊ส

ชั้นอิเล็กตรอน2

ความหนาแน่น0.1786 g/L

จุดหลอมเหลว—

จุดเดือด4.222 K (-268.9 °C)

อิเล็กโตรเนกาติวิตีแบบพอลิง—

พลังงานไอออไนเซชันลำดับแรก2 372 kJ/mol

สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน—

เมื่อเหมาะสม ค่าต่าง ๆ อธิบายธาตุหรืออะตอมเป็นกลาง สมบัติทางกายภาพอาจขึ้นอยู่กับอัญรูป ความดัน ความบริสุทธิ์ และเงื่อนไขการวัด

ประวัติ

การค้นพบและการระบุชนิด

ฮีเลียมถูกระบุจากสมบัติทางกายภาพและเคมีที่โดดเด่นระหว่างพัฒนาการของวิชาเคมี ปัจจุบันนิยามธาตุนี้อย่างแน่นอนด้วยเลขอะตอมและโครงสร้างอะตอม ไม่ใช่เพียงลักษณะของตัวอย่างที่มองเห็นได้

ไอโซโทปและน้ำหนักอะตอม

องค์ประกอบไอโซโทปเปลี่ยนตัวเลขอย่างไร

น้ำหนักอะตอมมาตรฐานของฮีเลียมคือ 4.002602(2) ค่านี้เป็นค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักขององค์ประกอบไอโซโทปในวัสดุธรรมชาติ ไม่ใช่มวลของอะตอมเดี่ยว

ไอโซโทปของฮีเลียมมีจำนวนโปรตอนเท่ากันจึงเป็นธาตุเดียวกัน แต่มีจำนวนนิวตรอนและมวลอะตอมต่างกัน สัดส่วนไอโซโทปธรรมชาติสามารถทำให้ค่าน้ำหนักอะตอมมาตรฐานเปลี่ยนได้

ความปลอดภัย

การจัดการและการสัมผัส

ฮีเลียมและสารประกอบบางชนิดอาจเป็นพิษ ความเสี่ยงขึ้นอยู่กับรูปทางเคมี ปริมาณ และเส้นทางการสัมผัส จึงควรใช้ข้อมูลความปลอดภัยของสารจริงที่กำลังใช้งาน