ヘリウムの特性は何ですか？

ヘリウムは原子番号2の化学元素です。つまり、中性ヘリウム原子には2つの陽子と2つの電子があります。 ヘリウムの最も重要な化学的性質には、原子質量、物質の状態、沸点と融点、密度が含まれます。 元素は、モル当たり4.0026グラムの原子質量を持ち、ほぼすべての温度および圧力条件で気体です。 ヘリウムの密度は、32°F（0.0°C）および101.325キロパスカル（kPa）で1リットルあたり0.1786グラムです。

液体および固体ヘリウムは、極低温高圧条件でのみ存在できます。 ヘリウムの異常な特性の1つは、通常の圧力では、極低温でも固体または液体として存在できないことです。 約360ポンド/平方インチ（2.5メガパスカル）の圧力では、液体と固体の間の転移、つまり融点は-458°F（0.95ケルビン）です。 沸点は-452°F（4.22ケルビン）です。

ヘリウムのいくつかの特性により、ヘリウムは量子力学の興味深い一般的な研究対象となっています。 原子番号が低いため、水素に次いで2番目に単純な原子です。 数学的手順を使用して、ヘリウム原子内の亜原子粒子（陽子、電子、中性子）の動作を分析できます。 ただし、このような方法では、これらの粒子の動作を完全に確実に決定することはできません。 原子番号が大きく、原子数が少ない原子は、量子力学的分析の観点からは扱いにくい傾向があります。

ヘリウムは、すべての元素の中で最も反応性が低いです。 ヘリウムの非反応性は、一般に非反応性の希ガスの中で最も軽いという事実から生じます。 希ガスには「完全な」電子シェルがあります。つまり、化学反応で電子を簡単に授受することはできません。 電子交換または共有はほとんどの化学反応の基礎であるため、希ガスはほとんど化学反応に関与しない傾向があります。 さらに、ヘリウムには反応に関与できる電子が2つしかありませんが、他のすべての希ガス（実際、水素以外のすべての元素）にはさらに多くの電子があります。

ヘリウムの化学的特性から生じるヘリウムには多くの異なる用途があります-特にその軽量性、温度と圧力の質、およびその低い反応性。 たとえば、ヘリウムは空気よりもかなり軽いので、風船を浮かせて飛行させたり、飛行船などの飛行船を飛行させて飛ばしたりするのによく使用されます。 極端な圧力と非常に低い温度でのみ存在する液体ヘリウムは、超伝導体の冷却剤として使用されます。