Каковы свойства гелия?

Гелий - это химический элемент с атомным номером 2, что означает, что нейтральный атом гелия имеет два протона и два электрона. Наиболее важные химические свойства гелия включают его атомную массу, состояние вещества, точки кипения и плавления и плотность. Элемент имеет атомную массу 4,0026 г / моль и является газом практически при всех температурах и условиях давления. Плотность гелия составляет 0,1786 грамма на литр при температуре 32 ° F (0,0 ° C) и 101,325 килопаскаля (кПа).

Жидкий и твердый гелий может существовать только в условиях крайне низких температур и высокого давления. Одним из необычных свойств гелия является то, что он не может существовать в виде твердого вещества или жидкости при нормальных давлениях, даже при чрезвычайно низких температурах. При давлении примерно 360 фунтов на квадратный дюйм (2,5 мегапаскаля) переход между жидкостью и твердым веществом, или температура плавления, составляет -458 ° F (0,95 Кельвина). Температура кипения составляет -452 ° F (4,22 Кельвина).

Некоторые свойства гелия делают его интересным и распространенным предметом изучения квантовой механики. Это из-за его низкого атомного номера, второй самый простой атом после водорода. Математические процедуры могут использоваться для анализа поведения субатомных частиц - протонов, электронов и нейтронов - внутри атома гелия. Такие методы, однако, не могут определить поведение этих частиц с абсолютной уверенностью. Атомы с большими атомными номерами, которые имеют больше субатомных частиц, как правило, труднее работать с точки зрения квантово-механического анализа.

Гелий является наименее реактивным из всех элементов. Нереактивные свойства гелия обусловлены тем, что он является самым легким из вообще нереакционноспособных благородных газов. Благородный газ имеет «полную» электронную оболочку, что означает, что он не может легко отдавать или получать электроны в химической реакции. Обмен или обмен электронами является основой для большинства химических реакций, поэтому благородные газы, как правило, участвуют в нескольких химических реакциях. Кроме того, гелий имеет только два электрона, которые вообще могут участвовать в реакции, в то время как все другие благородные газы - и действительно, все элементы, кроме водорода - имеют больше.

Существует много различных применений гелия, которые обусловлены химическими свойствами гелия, особенно его легким весом, температурой и давлением, а также его низкой реакционной способностью. Гелий, например, значительно легче воздуха, поэтому его часто используют для наполнения воздушных шаров, чтобы они могли плавать, и дирижаблей, таких как дирижабли, чтобы они могли летать. Жидкий гелий, который может существовать только при экстремальных давлениях и при очень низких температурах, используется в качестве охлаждающей жидкости для сверхпроводников, которые приобретают свои исключительно проводящие свойства только при очень низких температурах.