Hva er egenskapene til helium?

Helium er et kjemisk element med atomnummer 2, noe som betyr at et nøytralt heliumatom har to protoner og to elektroner. De viktigste kjemiske egenskapene til helium inkluderer dets atommasse, materie, kokende og smeltepunkter og tetthet. Elementet har en atommasse på 4,0026 gram per mol og er en gass ved nesten alle temperaturer og trykkforhold. Tettheten av helium er 0,1786 gram per liter ved 0,0 ° C og 101.325 kilopascals (KPA).

Flytende og fast helium kan bare eksistere under ekstremt lavtemperatur høytrykksforhold. En av de uvanlige egenskapene til helium er at den ikke kan eksistere som et fast stoff eller væske ved normalt trykk, selv ved ekstremt lave temperaturer. Med et trykk på omtrent 360 pund per kvadrat tomme (2,5 megapascals), er overgangen mellom væske og fast stoff, eller smeltepunktet, -458 ° F (0,95 Kelvin). Kokepunktet er -452 ° F (4,22 Kelvin).

Noen av egenskapene til helium gjør det til en interessantog vanlig studiefag i kvantemekanikk. Det er, på grunn av det lave atomnummeret, det nest enkleste atomet etter hydrogen. Matematiske prosedyrer kan brukes til å analysere atferden til de subatomiske partiklene - protoner, elektroner og nøytroner - i heliumatom. Slike metoder kan imidlertid ikke bestemme atferden til disse partiklene med absolutt sikkerhet. Atomer med større atomnummer, som har mer subatomiske partikler, har en tendens til å være vanskeligere å jobbe med når det gjelder kvantemekanisk analyse.

Helium er det minst reaktive av alle elementene. De ikke-reaktive egenskapene til helium oppstår fra det faktum at det er den letteste av de generelt ikke-nonreaktive edle gassene. En edel gass har et "fullt" elektronskall, noe som betyr at det ikke lett kan gi eller motta elektroner i en kjemisk reaksjon. Elektronutveksling eller deling er grunnlaget for de fleste kjemiske reaksjoner, såNoble gassene har en tendens til å delta i få kjemiske reaksjoner. I tillegg har helium bare to elektroner som i det hele tatt kan delta i en reaksjon, mens alle de andre edle gassene - og faktisk alle elementer bortsett fra hydrogen - har mer.

Det er mange forskjellige bruksområder for helium som oppstår fra de kjemiske egenskapene til helium - spesielt dens lette vekt, temperatur og trykkegenskaper, og dens lave reaktivitet. Helium er for eksempel betydelig lettere enn luft, så det brukes ofte til å fylle ballonger slik at de kan flyte og luftskip som blimps slik at de kan fly. Flytende helium, som bare kan eksistere ved ekstreme trykk og ved veldig lave temperaturer, brukes som kjølevæske for superledere, som bare tar på seg deres ekstremt ledende egenskaper ved veldig lave temperaturer.