Hva er egenskapene til Helium?

Helium er et kjemisk element med atom nummer 2, noe som betyr at et nøytralt heliumatom har to protoner og to elektroner. De viktigste kjemiske egenskapene til helium inkluderer dens atommasse, tilstand av stoff, koke- og smeltepunkter og densitet. 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 32 ° F (0,0 ° C) og 101,325 kilopascals (kPa).

Flytende og fast helium kan bare eksistere under ekstremt lave temperaturer under høyt trykk. En av de uvanlige egenskapene til helium er at den ikke kan eksistere som et fast stoff eller væske ved normale trykk, selv ikke ved ekstremt lave temperaturer. Ved et trykk på omtrent 360 kilo per kvadrat tomme (2,5 megapascal) 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 et interessant og vanlig emne for kvantemekanikk. På grunn av det lave atomnummeret er det det nest enkleste atomet etter hydrogen. Matematiske prosedyrer kan brukes til å analysere atferden til de subatomære partiklene - protoner, elektron og nøytroner - i heliumatomet. Slike metoder kan imidlertid ikke bestemme oppførselen til disse partiklene med absolutt sikkerhet. Atomer med større atomnummer, som har flere subatomære partikler, har en tendens til å være vanskeligere å jobbe med når det gjelder kvantemekanisk analyse.

Helium er den minst reaktive av alle elementene. De ikke-reaktive egenskapene til helium stammer fra det faktum at det er den letteste av de generelt ikke-reaktive edelgassene. En edel gass har et "fullt" elektronskall, noe som betyr at den ikke lett kan gi eller motta elektroner i en kjemisk reaksjon. Elektronutveksling eller deling er grunnlaget for de fleste kjemiske reaksjoner, så edle gasser 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 stammer fra de kjemiske egenskapene til helium - spesielt dens lette vekt, temperatur og trykkegenskaper og 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 blirker 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.