Quelles sont les propriétés de l'hélium?
L'hélium est un élément chimique de numéro atomique 2, ce qui signifie qu'un atome d'hélium neutre a deux protons et deux électrons. Les propriétés chimiques les plus importantes de l'hélium comprennent sa masse atomique, son état de la matière, ses points d'ébullition et de fusion et sa densité. L'élément a une masse atomique de 4,0026 grammes par mole et est un gaz dans presque toutes les températures et conditions de pression. La densité de l'hélium est de 0,1786 grammes par litre à 32 ° F (0,0 ° C) et 101,325 kilopascals (kPa).
L'hélium liquide et solide ne peut exister que dans des conditions de haute pression à des températures extrêmement basses. L'une des propriétés inhabituelles de l'hélium est qu'il ne peut exister sous forme solide ou liquide à des pressions normales, même à des températures extrêmement basses. À une pression d'environ 2,5 mégapascals (360 livres par pouce carré), la transition entre le liquide et le solide, ou le point de fusion, est de 0,95 Kelvin (-458 ° F). Le point d'ébullition est de -4,22 Kelvin (-452 ° F).
Certaines propriétés de l’hélium en font un sujet d’étude intéressant et commun en mécanique quantique. En raison de son faible nombre atomique, c'est le deuxième atome le plus simple après l'hydrogène. Des procédures mathématiques peuvent être utilisées pour analyser le comportement des particules subatomiques - protons, électrons et neutrons - au sein de l'atome d'hélium. De telles méthodes ne peuvent toutefois pas déterminer le comportement de ces particules avec une certitude absolue. Les atomes avec des nombres atomiques plus grands, qui contiennent davantage de particules subatomiques, ont tendance à être plus difficiles à travailler en termes d'analyse de la mécanique quantique.
L'hélium est le moins réactif de tous les éléments. Les propriétés non réactives de l'hélium proviennent du fait qu'il s'agit du plus léger des gaz rares généralement non réactifs. Un gaz noble possède une couche "complète" d'électrons, ce qui signifie qu'il est difficile de donner ou de recevoir des électrons lors d'une réaction chimique. L'échange ou le partage d'électrons constitue la base de la plupart des réactions chimiques. Les gaz rares ont donc tendance à participer à peu de réactions chimiques. De plus, l'hélium n'a que deux électrons qui pourraient participer à une réaction, alors que tous les autres gaz rares - et même tous les éléments autres que l'hydrogène - en contiennent davantage.
Les propriétés chimiques de l'hélium ont de nombreuses utilisations différentes, en particulier sa légèreté, ses qualités de température et de pression et sa faible réactivité. L’hélium est, par exemple, considérablement plus léger que l’air, il est donc souvent utilisé pour remplir des ballons afin qu’ils puissent flotter et des dirigeables comme des dirigeables afin de voler. L'hélium liquide, qui ne peut exister qu'à des pressions extrêmes et à des températures très basses, est utilisé comme fluide de refroidissement pour les supraconducteurs, qui ne prennent que leurs propriétés extrêmement conductrices à des températures très basses.