Vilka är Heliums egenskaper?

Helium är ett kemiskt element med atomnummer 2, vilket betyder att en neutral heliumatom har två protoner och två elektroner. De viktigaste kemiska egenskaperna hos helium inkluderar dess atommassa, ämnets tillstånd, kok- och smältpunkter och densitet. Elementet har en atommassa på 4,0026 gram per mol och är en gas vid nästan alla temperaturer och tryckförhållanden. Heliumdensiteten är 0,1786 gram per liter vid 32 ° F (0,0 ° C) och 101,325 kilopascal (kPa).

Flytande och fast helium kan endast existera under extremt låga temperaturer högtrycksförhållanden. En av de ovanliga egenskaperna hos helium är att den inte kan existera som ett fast ämne eller vätska vid normala tryck, inte ens vid extremt låga temperaturer. Vid ett tryck på ungefär 360 pund per kvadrat tum (2,5 megapascal) är övergången mellan vätska och fast substans, eller smältpunkten, -458 ° F (0,95 Kelvin). Kokpunkten är -452 ° F (4,22 Kelvin).

Några av egenskaperna hos helium gör det till ett intressant och vanligt ämnesstudie inom kvantmekanik. Det är, på grund av dess låga atomantal, den näst enklaste atomen efter väte. Matematiska procedurer kan användas för att analysera beteendet hos de subatomära partiklarna - protoner, elektroner och neutroner - i heliumatomen. Sådana metoder kan emellertid inte bestämma beteendet hos dessa partiklar med absolut säkerhet. Atomer med större atomantal, som har fler subatomära partiklar, tenderar att vara svårare att arbeta med när det gäller kvantmekanisk analys.

Helium är det minst reaktiva av alla element. De icke-reaktiva egenskaperna hos helium kommer från det faktum att det är de lättaste av de generellt icke-reaktiva ädelgaserna. En ädelgas har ett "fullt" elektronskal, vilket innebär att den inte lätt kan ge eller ta emot elektroner i en kemisk reaktion. Elektronbyte eller delning är grunden för de flesta kemiska reaktioner, så de ädla gaserna tenderar att delta i få kemiska reaktioner. Dessutom har helium bara två elektroner som alls kan delta i en reaktion, medan alla andra ädla gaser - och faktiskt alla element förutom väte - har mer.

Det finns många olika användningar för helium som härrör från de kemiska egenskaperna hos helium - särskilt dess lätta vikt, temperatur och tryckkvaliteter och dess låga reaktivitet. Helium är till exempel avsevärt lättare än luft, så det används ofta för att fylla ballonger så att de kan flyta och luftskepp som blingar så att de kan flyga. Flytande helium, som endast kan existera vid extremt tryck och vid mycket låga temperaturer, används som kylvätska för superledare, som endast tar på sig sina extremt ledande egenskaper vid mycket låga temperaturer.