|----- !colspan="2" bgcolor="#c0ffff"|
总体特性 |----- |
名称,
符号,
序号 |氦、He、2 |----- |系列 ||
惰性气体 |----- |
族,
周期,
元素分区 |
18族,
1,
p |----- |
密度、
硬度 |0.1785 kg/m
3(273K)、NA |----- |
颜色和外表 |无色
|----- |
大气含量 |5×10
-4% |----- |
地壳含量 |4×10
-7% |----- !colspan="2" bgcolor="#c0ffff"|
原子属性 |----- |
原子量 |4.002602
原子量单位 |----- |
原子半径 (计算值) |无数据(31)
pm |----- |
共价半径 |32 pm |----- |
范德华半径 |140 pm |----- |
价电子排布 |1s
2 |----- |
电子在各
能级的排布 |2 |----- |
氧化价(
氧化物) |0(无数据) |----- |
晶体结构 |六角形 |----- !colspan="2" bgcolor="#c0ffff"|
物理属性 |----- |
物质状态 |
气态 |----- |
熔点 |0.95
K (-272.2
°C)(2.6兆帕) |----- |
沸点 |4.22 K (-268.93 °C) |----- |
摩尔体积 |21.0
×10
-6m
3/mol |----- |
汽化热 |0.0845
kJ/mol |----- |
熔化热 |5.23 kJ/mol |----- |
蒸气压 |无数据 |----- |
声速 |970
m/s(293.15K) |----- !colspan="2" bgcolor="#c0ffff"|
其他性质 |----- |
电负性 |无数据 |----- |
比热 |5193
J/(kg·K) |----- |
电导率 |无数据 |----- |
热导率 |0.152 W/(m·K) |----- |第一
电离能||2372.3 kJ/mol |----- |第二电离能||5250.5 kJ/mol |----- |
临界温度 | -267.9 °C |----- |
临界压力 |0.225 兆帕 |----- !colspan="2" bgcolor="#c0ffff"|
最稳定的同位素 |----- |colspan="2"|
|----- !colspan="2" bgcolor="#c0ffff"|
核磁公振特性 |----- |colspan="2"|
|----- !colspan="2" bgcolor="#c0ffff"|
在没有特别注明的情况下使用的是
国际标准基准单位单位和标准气温和气压 氦是一种化学
元素,它的
化学符号是
He,它的
原子序数是2,是一种无色的
惰性气体,放电时他发深
黄色的光。在常温下,它是一种极轻的无色、无臭、无味的单原子分子气体。是所有
气体中最难液化的,是唯一不能在
标准大气压下固化的物质。氦的
化学性质不活泼,一般状态下很难和其他
物质发生反应。
液态氦在温度下降至2.18K时,性质会发生突变,粘度极小,成为一种
超流体,能沿容器壁向上流动,
热传导性为
铜的800倍,成为导热性能极佳的热导体,其
比热容、
表面张力、
压缩性都是反常的。这种异常的液体叫做液氦II,正常的液体叫做液氦I。
发现
在
1868年的一次
日食观测时,法国天文学家
皮埃尔·詹逊首次在
太阳的
光谱中位于
钠的谱线附近发现了这种发出黄色谱线的物质。
1895年,
美国地质学家
希尔布兰德观察到钇铀矿放在
硫酸中加热会产生一种不能自燃、也不能助燃的气体。他认为这种气体可能是
氮气或
氩气,但没有继续研究。
拉姆赛(W.Ramsay)得知后,重复了实验,从钇铀矿中分离出了氦,又请
英国光谱专家
克鲁克斯帮助检验,首次证明了在
地球上也存在这种
元素。1895年3月,拉姆赛在《化学新闻》上首先发表了在地球上发现氦的简报,同年在英国化学年会上正式宣布这一发现。
名称由来
在詹逊从太阳光谱中发现氦时,英人J.N.Lockyer和E.F.Frankland认为这种物质在地球上还没有发现,因此定名为“氦”(
法文为
héliu',
英文为
heliu'),源自希腊语
h?io',意为“太阳”。
分布
氦存在于整个
宇宙中,按质量计占23%。但在自然界中主要存在于天然气体或放射性矿石中。在
地球上的放射性矿物中所含有的氦是
α衰变的产物。氦在某些
天然气中含有在经济上值得提取的量,最高可以含有7%,在
美国的天然气中氦大约有1%,在地表的空气中每立方米含有4.6立方厘米的氦,大约占整个体积的0.0005%,
密度只有空气的1/7.2,是除了
氢以外密度最小的气体。
制备
- 天然气分离法:工业上,主要以含有氦的天然气为原料,反复进行液化分馏,然后利用活性炭进行吸附提纯,得到纯氦。
- 合成氨法:在合成氨中,从尾气经分离提纯可得氦。
- 空气法:从液态空气中用分馏法从氖氦混合气中提出。
- 铀矿石法:将含氦的铀矿石经过焙烧,分离出气体,再经过化学方法,除去水蒸气、氢气和二氧化碳等杂质提纯出氦。
同位素
现时已知的氦同位素有八种,包括
氦3、
氦4、
氦5、
氦6、
氦8等,但只有氦3和氦4是稳定的,其余的均带有放射性。在自然界中,氦同位素中以氦4占最多,多是从其他放射性物质的
α衰变,放出氦4原子核而来。而在地球上,氦3的含量极少,它们均是由超重氢(
氚)的
β衰变所产生。