Jaké jsou vlastnosti helia?
Helium je chemický prvek s atomovým číslem 2, což znamená, že atom neutrálního helia má dva protony a dva elektrony. Mezi nejdůležitější chemické vlastnosti helia patří jeho atomová hmota, stav hmoty, body varu a tání a hustota. Prvek má atomovou hmotu 4,0026 gramů na mol a je plyn při téměř všech teplotách a podmínkách tlaku. Hustota helia je 0,1786 gramů na litr při 32 ° F (0,0 ° C) a 101,325 kilopascals (KPA).
Kapalina a pevné helium mohou existovat pouze v extrémně nízkoteplotních vysokotlakých podmínkách. Jednou z neobvyklých vlastností helia je to, že nemůže existovat jako pevná nebo kapalina při normálních tlacích, a to ani při extrémně nízkých teplotách. Při tlaku zhruba 360 liber na čtvereční palec (2,5 megapascals) je přechod mezi kapalinou a pevnou látkou nebo bodem tání -458 ° F (0,95 Kelvin). Bod varu je -452 ° F (4,22 Kelvin).
Některé z vlastností helia z něj činí zajímavýa běžný předmět studia v kvantové mechanice. Je to kvůli jeho nízkému atomovému číslu, druhý nejjednodušší atom po vodíku. Matematické postupy lze použít k analýze chování subatomových částic - protony, elektrony a neutrony - v atomu helia. Takové metody však nemohou určit chování těchto částic s absolutní jistotou. Atomy s větším atomovým číslem, které mají více subatomických částic, mají tendenci být těžší pracovat, pokud jde o kvantovou mechanickou analýzu.
helium je nejméně reaktivní ze všech prvků. Nereaktivní vlastnosti helia vyplývají ze skutečnosti, že je to nejlehčí z obecně nereaktivních ušlechtilých plynů. Ušlechtilý plyn má „plný“ elektronovou skořápku, což znamená, že nemůže snadno dávat ani přijímat elektrony v chemické reakci. Výměna nebo sdílení elektronů je základem pro většinu chemických reakcí, takžeUšlechtilé plyny mají tendenci se účastnit několika chemických reakcí. Kromě toho má Helium pouze dva elektrony, které by se mohly vůbec účastnit reakce, zatímco všechny ostatní ušlechtilé plyny - a ve skutečnosti všechny prvky kromě vodíku - mají více.
Existuje mnoho různých využití pro helium, které vyplývají z chemických vlastností helia - zejména jeho nízké hmotnosti, teplotní a tlakové vlastnosti a jeho nízkou reaktivitu. Helium je například výrazně lehčí než vzduch, takže se často používá k vyplňování balónů, aby mohly vznášet a vzducholodi, jako jsou blimpy, aby mohly létat. Kapalné helium, které může existovat pouze při extrémních tlacích a při velmi nízkých teplotách, se používá jako chladicí kapalinu pro supravodiče, které berou pouze své extrémně vodivé vlastnosti při velmi nízkých teplotách.