Wat zijn de eigenschappen van Helium?
Helium is een chemisch element met atoomnummer 2, wat betekent dat een neutraal heliumatoom twee protonen en twee elektronen heeft. De belangrijkste chemische eigenschappen van helium zijn de atoommassa, de toestand van de materie, de kook- en smeltpunten en de dichtheid. Het element heeft een atoommassa van 4,0026 gram per mol en is een gas bij bijna alle temperaturen en drukomstandigheden. De dichtheid van helium is 0,1786 gram per liter bij 32 ° F (0,0 ° C) en 101,325 kilopascal (kPa).
Vloeibaar en vast helium kan alleen bestaan in extreem lage temperaturen en hoge druk. Een van de ongebruikelijke eigenschappen van helium is dat het niet kan bestaan als een vaste stof of vloeistof bij normale drukken, zelfs niet bij extreem lage temperaturen. Bij een druk van ongeveer 360 pond per vierkante inch (2,5 megapascal) is de overgang tussen vloeistof en vaste stof, of het smeltpunt, -458 ° F (0,95 Kelvin). Het kookpunt is -452 ° F (4,22 Kelvin).
Sommige eigenschappen van helium maken het een interessant en veel voorkomend onderwerp van studie in de kwantummechanica. Het is vanwege zijn lage atoomnummer het op een na eenvoudigste atoom na waterstof. Wiskundige procedures kunnen worden gebruikt om het gedrag van de subatomaire deeltjes - protonen, elektronen en neutronen - in het heliumatoom te analyseren. Dergelijke methoden kunnen het gedrag van deze deeltjes echter niet met absolute zekerheid bepalen. Atomen met grotere atoomnummers, die meer subatomaire deeltjes hebben, zijn doorgaans moeilijker om mee te werken in termen van kwantummechanische analyse.
Helium is de minst reactieve van alle elementen. De niet-reactieve eigenschappen van helium komen voort uit het feit dat het de lichtste van de over het algemeen niet-reactieve edelgassen is. Een edelgas heeft een "volledige" elektronenschil, wat betekent dat het niet gemakkelijk elektronen kan geven of ontvangen in een chemische reactie. Elektronenuitwisseling of -deling is de basis voor de meeste chemische reacties, dus de edelgassen hebben de neiging om aan weinig chemische reacties deel te nemen. Bovendien heeft helium slechts twee elektronen die überhaupt kunnen deelnemen aan een reactie, terwijl alle andere edelgassen - en inderdaad alle elementen behalve waterstof - meer hebben.
Er zijn veel verschillende toepassingen voor helium die voortkomen uit de chemische eigenschappen van helium - met name zijn lichte gewicht, temperatuur en drukkwaliteiten en zijn lage reactiviteit. Helium is bijvoorbeeld aanzienlijk lichter dan lucht, dus het wordt vaak gebruikt om ballonnen te vullen zodat ze kunnen drijven en luchtschepen zoals blimps zodat ze kunnen vliegen. Vloeibaar helium, dat alleen bij extreme drukken en bij zeer lage temperaturen kan bestaan, wordt gebruikt als koelvloeistof voor supergeleiders, die alleen bij zeer lage temperaturen hun extreem geleidende eigenschappen aannemen.