Гелий (He)
Благородный газГаз
Стандартная относительная атомная масса
4,002602 uЭлектронная конфигурация
1s2Температура плавления
-272,2 °CТемпература кипения
-268,93 °CПлотность
0,1785 kg/m³Степени окисления
0Электроотрицательность (по Полингу)
Нет данныхЭнергия ионизации (1-я)
24,587389 eVГод открытия
1868Атомный радиус
120 pmПодробные сведения
Гелий — благородный газ и второй элемент периодической таблицы. Он химически инертен в обычных условиях, поскольку его 1s-электронная оболочка заполнена, и существует в виде одноатомного He, а не молекулы. Низкая плотность, очень низкая температура кипения, высокая теплопроводность и негорючесть делают его технологически важным. На Земле он редок в атмосфере, но может накапливаться в некоторых природных газовых месторождениях за счёт радиоактивного распада урана и тория.
Гелий имеет самую низкую температуру плавления среди всех элементов и широко используется в криогенных исследованиях, поскольку его температура кипения близка к абсолютному нулю. Кроме того, этот элемент важен для изучения сверхпроводимости.
Используя жидкий гелий, Курти, его сотрудники и другие исследователи смогли получить температуры в несколько микрокельвинов посредством адиабатического размагничивания ядер меди.
Гелий обладает и другими необычными свойствами: это единственная жидкость, которую нельзя затвердеть понижением температуры. Он остаётся жидким вплоть до абсолютного нуля при обычных давлениях, но легко затвердевает при повышении давления. Твёрдые 3He и 4He необычны тем, что оба могут изменять объём более чем на 30% при приложении давления.
Удельная теплоёмкость гелия в газообразном состоянии необычно высока. Плотность паров гелия при нормальной температуре кипения также очень высока, при этом пар сильно расширяется при нагревании до комнатной температуры. Ёмкости, заполненные гелием при 5–10 K, следует рассматривать так, как если бы они содержали жидкий гелий, из-за значительного повышения давления при нагревании газа до комнатной температуры.
Хотя гелий обычно имеет валентность 0, по-видимому, он проявляет слабую склонность к соединению с некоторыми другими элементами. Изучались способы получения дифторида гелия, а также исследовались такие частицы, как HeNe и молекулярные ионы He+ и He++.
Название происходит от греческого helios — «солнце». Элемент был открыт методом спектроскопии во время солнечного затмения в хромосфере Солнца французским астрономом Пьером-Жюлем-Сезаром Жансеном в 1868 году. Независимо от него он был открыт и назван гелием английским астрономом Джозефом Норманом Локьером.
Считалось, что гелий является лишь солнечной составляющей, пока позднее не было установлено, что он тождествен гелию в урановой руде клевеит, что было сделано шотландским химиком Уильямом Рамзаем в 1895 году. Шведские химики Пер Теодор Клеве и Нильс Абрахам Лангет независимо обнаружили гелий в клевеите примерно в то же время.
Гелий, второй по распространенности элемент во Вселенной, был открыт на Солнце до того, как его нашли на Земле. Пьер-Жюль-Сезар Жансен, французский астроном, заметил желтую линию в спектре Солнца, изучая полное солнечное затмение в 1868 году. Сэр Норман Локьер, английский астроном, понял, что эта линия с длиной волны 587,49 нанометра не могла быть получена ни одним известным в то время элементом. Было выдвинуто предположение, что за это таинственное желтое излучение отвечает новый элемент на Солнце. Этот неизвестный элемент Локьер назвал гелием. Поиски гелия на Земле завершились в 1895 году. Сэр Уильям Рамзай, шотландский химик, провел эксперимент с минералом, содержащим уран, под названием клевеит. Он подверг клевеит воздействию минеральных кислот и собрал образовавшиеся газы. Затем он отправил образец этих газов двум ученым, Локьеру и сэру Уильяму Круксу, которые смогли идентифицировать содержащийся в нем гелий. Два шведских химика, Нильс Лангет и Пер Теодор Клеве, независимо обнаружили гелий в клевеите примерно в то же время, что и Рамзай.
Гелий составляет около 0,0005% атмосферы Земли. Это следовое количество гелия не удерживается земным тяготением и постоянно уходит в космос. Атмосферный гелий Земли пополняется за счет распада радиоактивных элементов в земной коре. Альфа-распад, один из видов радиоактивного распада, образует частицы, называемые альфа-частицами. Альфа-частица может стать атомом гелия, как только захватит два электрона из окружающей среды. Этот вновь образованный гелий в конечном итоге может попасть в атмосферу через трещины в коре.
От греческого слова helios, солнце. Жансен получил первое свидетельство о гелии во время солнечного затмения 1868 года, когда обнаружил новую линию в солнечном спектре. Локьер и Франкленд предложили название helium для нового элемента. В 1895 году Рамзай обнаружил гелий в урановом минерале клевеите, в то время как примерно тогда же шведские химики Клеве и Лангет независимо обнаружили его в клевеите. В 1907 году Резерфорд и Ройдс показали, что альфа-частицы являются ядрами гелия.
Чистый гелий — бесцветный, без запаха и вкуса газ при обычной температуре и давлении. Он сжижается только при очень низкой температуре и не замерзает при нормальном давлении, оставаясь жидким вплоть до абсолютного нуля, если не сжат. Жидкий гелий прозрачен и обладает высокой подвижностью.
Гелий используется там, где требуется инертная, лёгкая и очень холодная среда. Жидкий гелий охлаждает сверхпроводящие магниты в магнитно-резонансной томографии, ускорителях частиц и низкотемпературных исследованиях. Газообразный гелий используется как защитный газ в специализированной сварке, как индикатор для обнаружения утечек, как газ для наддува и продувки ракет и криогенных систем, а также как газ-носитель в газовой хроматографии. Гелий также заполняет воздушные шары и дирижабли, когда негорючесть важнее эффективности подъёмной силы. Гелий-3 используется в детектировании нейтронов, криогенных исследованиях и некоторых специализированных физических экспериментах, но его запас ограничен.
Гелий коммерчески извлекают из месторождений природного газа, главным образом в Техасе, Оклахоме и Канзасе. Газообразный гелий используется для надувания дирижаблей, научных воздушных шаров и праздничных шаров. Он используется как инертная защитная среда при дуговой сварке, для создания давления в топливных баках ракет на жидком топливе и в сверхзвуковых аэродинамических трубах. Гелий соединяют с кислородом, чтобы создать безазотную атмосферу для глубоководных дайверов, чтобы они не страдали от состояния, известного как азотный наркоз. Жидкий гелий является важным криогенным материалом и используется для изучения сверхпроводимости и создания сверхпроводящих магнитов. Jefferson Lab Министерства энергетики использует большие количества жидкого гелия для работы своего сверхпроводящего электронного ускорителя.
Гелий — инертный газ и неохотно соединяется с другими элементами. Известных соединений, содержащих гелий, не существует, хотя предпринимаются попытки получить дифторид гелия (HeF2).
▸ как инертный газовый экран при дуговой сварке;
▸ как защитный газ при выращивании кристаллов кремния и германия и при получении титана и циркония;
▸ как охлаждающую среду для ядерных реакторов и
▸ как газ для сверхзвуковых аэродинамических труб.
Смесь гелия и кислорода используется как искусственная атмосфера для водолазов и других лиц, работающих под давлением. Для разных глубин погружения используются разные соотношения He и O2.
Гелий широко используется для наполнения шаров, поскольку он гораздо безопаснее водорода. Одной из наиболее крупных областей применения гелия в последнее время стало создание давления в ракетах на жидком топливе. Разгонный блок Saturn, подобный тому, что использовался в лунных миссиях Apollo, требовал около 13 million ft3 гелия на один пуск, плюс ещё больше для проверок.
Использование жидкого гелия в магнитно-резонансной томографии (MRI) продолжает расти по мере того, как медицинское сообщество принимает и разрабатывает новые способы применения этого оборудования. Это оборудование устранило часть необходимости в диагностических операциях благодаря точной диагностике пациентов. Ещё одно медицинское применение использует MRE для определения (по анализу крови), есть ли у пациента какая-либо форма рака.
Гелий также используется для рекламы на дирижаблях для различных компаний, включая Goodyear. Другие применения подъёмного газа разрабатываются ВМС и ВВС для обнаружения низколетящих крылатых ракет. Кроме того, Управление по борьбе с наркотиками использует оснащённые радаром дирижабли для обнаружения наркокурьеров вдоль границ Соединённых Штатов. Кроме того, NASA в настоящее время использует наполненные гелием воздушные шары для отбора проб атмосферы в Антарктиде, чтобы определить, что истощает озоновый слой.
Изотопы в геохронологии
3He является продуктом радиоактивного распада 3H (период полураспада 12,31 года). Относительные изменения в мольном отношении n(3He)/n(3H) могут интерпретироваться в терминах прошедшего времени. Это было особенно полезно в водных системах, включая океаны, озёра и водоносные горизонты, в которые поступали большие количества 3H с осадками после периодов испытаний термоядерного оружия. Метод датирования 3H-3He позволяет определить прошедшее время с момента, когда водная масса была изолирована от атмосферы, в диапазоне от середины 1950-х годов до настоящего времени. Такие исследования важны для установления устойчивости ресурсов подземных вод в неглубоких водоносных горизонтах [27] D. K. Solomon, P. G. Cook. “3H and 3He”, in Environmental Tracers in Subsurface Hydrology, P. G. Cook and A. L. Herczeg (Eds.), Kluwer Academic Publishers, Boston (2000)., [28] P. Schlosser, M. Stute, H. Dörr, C. Sonntag, K. O. Münnich. Earth Planet. Sci. Lett.89, 353 (1988)..
4He является продуктом радиоактивного распада в рядах распада урана и тория. В результате концентрация 4He используется для оценки относительного возраста минералов и подземных вод. В закрытых системах (системах, не обменивающихся веществом с окружающей средой) относительные изменения в мольном отношении n(4He)/n(U) могут интерпретироваться в терминах прошедшего времени, хотя на распределение гелия, который обладает высокой подвижностью в земных условиях, могут влиять и другие процессы [29] M. Ozima, F. A. Podosek. Noble Gas Geochemistry: 2nd Edition, p. 286, Cambridge University Press, Cambridge, UK (2002)., [30] D. K. Solomon. “4He in groundwater”, in Environmental Tracers in Subsurface Hydrology, P. G. Cook and A. L. Herczeg (Eds.), Kluwer Academic Publishers, Boston (2000)..
Концентрация 4He обычно возрастает вдоль путей потока подземных вод за счёт кумулятивного высвобождения из материалов водоносного горизонта. Эта скорость накопления используется для оценки времени, прошедшего с момента пополнения подземных вод на поверхности. Метод накопления 4He для датирования подземных вод обычно применяется в более глубоких водоносных горизонтах, где подземные воды относительно древние и метод 3H-3He не может быть использован из-за сравнительно короткого периода полураспада 3H, равного 12,31 года [30] D. K. Solomon. “4He in groundwater”, in Environmental Tracers in Subsurface Hydrology, P. G. Cook and A. L. Herczeg (Eds.), Kluwer Academic Publishers, Boston (2000)..
Изотопы в промышленности
3He имеет большое сечение поглощения нейтронов, что делает его особенно полезным для обнаружения радиоактивности [31] D. Kramer. Phys. Today63, 22 (2010)., [32] G. V. Jean. Advancing Hidden Nuclear Material Detection, National Defense Industrial Association (2014), Feb. 28; http://www.nationaldefensemagazine.org/archive/2010/December/Pages/AdvancingHiddenNuclearMaterialDetection.aspx.. В этом применении нейтроны, возникающие при радиоактивном распаде элементов, таких как уран и плутоний, поступают в детектор, где реакция 3He (n, p) 3H приводит к образованию атомов 1H и 3H. Это вызывает дальнейшие столкновения и высвобождение электронов, которые взаимодействуют с заряженными поверхностями, создавая электрический ток. Большие количества 3He используются для производства нейтронных детекторов в портальных мониторах для обнаружения незаконных радиоактивных материалов в портах, на пограничных переходах и в аэропортах (Fig. IUPAC.2.1). К сожалению, изотоп 3He является редким, и существует необходимость в использовании альтернативных газов для нейтронных детекторов. Нейтронные детекторы на основе 3He также используются в устройствах, определяющих соотношения воды, нефти и газа в скважинах, пробуренных для энергетической промышленности. К другим важным применениям 3He относятся лазеры, гироскопы, используемые для стабилизации и наведения ракет, и криогенные исследования (сверхнизкие температуры, ниже 1 K).
Мировые запасы 3He, доступные для научных исследований и практических применений, в последние годы стали резко ограниченными, вследствие чего цены значительно выросли, а некоторые области применения были сокращены [31] D. Kramer. Phys. Today63, 22 (2010)., [32] G. V. Jean. Advancing Hidden Nuclear Material Detection, National Defense Industrial Association (2014), Feb. 28; http://www.nationaldefensemagazine.org/archive/2010/December/Pages/AdvancingHiddenNuclearMaterialDetection.aspx.. Основным источником 3He являются ядерные боеприпасы, содержащие 3H, извлекаемый при восстановлении или разборке боеголовок. 3He накапливается в таких устройствах как радиогенный продукт распада 3H. Годовое поступление нового 3He снизилось вследствие сокращения ядерных арсеналов.
Изотопы в медицине
3He используется в качестве ингаляционного средства для улучшения магнитно-резонансной визуализации (MRI) лёгких [34] M. Ebert, T. Grossmann, W. Heil, E. W. Otten, R. Surkau, M. Thelen, M. Leduc, P. Bachert, M. V. Knopp, L. R. Schad. Lancet347, 1297 (1996)..
У гелия нет стабильных нейтральных соединений при обычных химических условиях. Его атом с замкнутой оболочкой обладает чрезвычайно высокой энергией ионизации и очень низкой поляризуемостью, поэтому обычная ковалентная или ионная химия отсутствует. Возбуждённый гелий может образовывать краткоживущие частицы, такие как ион димера гелия He₂⁺ и эксимеры в плазме. При высоком давлении гелий может входить в состав кристаллических включённых соединений и ван-дер-ваальсовых твёрдых тел; гидрид натрия, часто записываемый как Na₂He, был описан как высокодавленческая электридная фаза, а не как обычное валентное соединение. Эти фазы не являются примерами повседневной химии гелия.
See more information at the Helium compound page.
Гелий нетоксичен и негорюч, но может вытеснять кислород в замкнутых пространствах и вызывать асфиксию без предупреждения. Баллоны со сжатым гелием представляют механическую опасность при неправильном обращении. Жидкий гелий может вызывать тяжёлые холодовые ожоги и быстро расширяться до больших объёмов газа, создавая риски повышения давления и дефицита кислорода. Вдыхание с целью изменения голоса опасно, поскольку может привести к кислородному голоданию организма или к травме от давления из баллонов.
Большая часть земного гелия образуется при альфа-распаде в породах; альфа-частицы становятся ядрами гелия, а затем нейтральными атомами. Поскольку гелий легок и химически инертен, он мигрирует через породы, лишь слабо растворяется в воде и в конечном итоге уходит из атмосферы в космос. Коммерчески извлекаемые скопления требуют подходящих материнских пород и ловушек, часто связанных с месторождениями природного газа. Гелий не имеет известной биологической потребности и практически не оказывает прямого химического экологического воздействия.
Гелий извлекают главным образом как побочный продукт из потоков природного газа с необычно высокой концентрацией гелия. Разделение обычно включает криогенную переработку, адсорбцию при переменном давлении или мембранные методы после удаления основных газов. Поставки ограничиваются геологией, разработкой газовых месторождений, мощностями очистки, хранением и транспортировкой либо сжатого газа, либо криогенной жидкости. Спрос определяется криогеникой, особенно сверхпроводящими магнитами, а также используется для поиска утечек, аналитического приборостроения, сварки и аэрокосмических систем. Переработка технически важна в лабораториях и крупных объектах, но не является повсеместной, поскольку улавливание и повторное ожижение требуют специализированного оборудования.
За исключением водорода, гелий является наиболее распространённым элементом во Вселенной. Гелий извлекают из природного газа. Фактически, весь природный газ содержит по меньшей мере следовые количества гелия.
Он был обнаружен спектроскопически в очень больших количествах, особенно в более горячих звёздах, и является важным компонентом как протон-протонной реакции, так и углеродного цикла, которые определяют энергию Солнца и звёзд.
Содержание гелия в атмосфере составляет около 1 части на 200 000. Хотя он присутствует в различных радиоактивных минералах как продукт распада, основная часть запасов Свободного мира получают из скважин в Техасе, Оклахоме и Канзасе. За пределами Соединённых Штатов единственные известные установки по извлечению гелия в 1984 году находились в Восточной Европе (Польша), СССР и несколько — в Индии.
Гелий — один из самых распространённых элементов во Вселенной. Большая часть ⁴He образовалась во время первичного нуклеосинтеза, а дополнительное количество производится при водородном синтезе в звёздах. Он является важнейшей составляющей Солнца и планет-гигантов. На каменистых планетах атмосферный гелий обычно обеднён, поскольку нейтральный гелий может покидать планету под действием гравитационного ускользания на геологических масштабах времени.
- Гелий был впервые обнаружен в солнечном спектре ещё до того, как был выделен на Земле.
- При нормальном давлении гелий — единственный элемент, который не затвердевает только при охлаждении.
- Жидкий ⁴He становится сверхтекучим ниже лямбда-точки, близкой к 2,17 K.
- Гелий имеет отрицательный коэффициент Джоуля—Томсона выше температуры инверсии, поэтому при дросселировании он может нагреваться при
Изображения
Свойства
Физические свойства
- Атомный радиус (эмпирический)
- 120 pm Сравнить Атомный радиус (эмпирический) у всех элементов →
- Ковалентный радиус
- 28 pm Сравнить Ковалентный радиус у всех элементов →
- Ван-дер-ваальсов радиус
- 140 pm Сравнить Ван-дер-ваальсов радиус у всех элементов →
- Плотность
- 0,1785 kg/m³ Сравнить Плотность у всех элементов →
- Молярный объём
- 0,0318 L/mol
- Фаза при стандартных температуре и давлении
- Газ Сравнить Фаза при стандартных температуре и давлении у всех элементов →
- Температура плавления
- -272,2 °C Сравнить Температура плавления у всех элементов →
- Температура кипения
- -268,93 °C Сравнить Температура кипения у всех элементов →
- Теплопроводность
- 0,152 Вт/(м·К) Сравнить Теплопроводность у всех элементов →
- Удельная теплоёмкость
- 5,193 Дж/(г·К) Сравнить Удельная теплоёмкость у всех элементов →
- Молярная теплоёмкость
- 20,786 Дж/(моль·К) Сравнить Молярная теплоёмкость у всех элементов →
- Кристаллическая структура
- Гексагональная плотноупакованная Сравнить Кристаллическая структура у всех элементов →
Химические свойства
- Электроотрицательность (по Аллену)
- 4,16
- Сродство к электрону
- -0,5 eV (отрицательное значение — присоединение электрона энергетически невыгодно)
- Энергия ионизации (1-я)
- 24,587389 eV Сравнить Энергия ионизации (1-я) у всех элементов →
- Энергия ионизации (2-я)
- 54,417953 eV Сравнить Энергия ионизации (2-я) у всех элементов →
- Степени окисления
- 0 Сравнить Степени окисления у всех элементов →
- Валентные электроны
- 2 Сравнить Валентные электроны у всех элементов →
- Электронная конфигурация
- 1s2
Термодинамические свойства
- Тройная точка (температура)
- -270,973 °C
- Тройная точка (давление)
- 5043 Pa
- Критическая точка (температура)
- -267,955 °C
- Критическая точка (давление)
- 2,2746e+5 Pa
- Теплота плавления
- 1,430274e-4 eV Сравнить Теплота плавления у всех элементов →
- Теплота испарения
- 8,291444e-4 eV Сравнить Теплота испарения у всех элементов →
- Теплота атомизации
- 0 eV
Ядерные свойства
- Протоны
- 2 Сравнить Протоны у всех элементов →
- Нейтроны
- 2 Сравнить Нейтроны у всех элементов →
- Известные изотопы
- 8 Сравнить Известные изотопы у всех элементов →
- Стабильные изотопы
- 2 Сравнить Стабильные изотопы у всех элементов →
- Наиболее стабильный изотоп
- He-4
- Год открытия
- 1868
Распространённость
- Содержание в земной коре
- 0,008 мг/кг Сравнить Содержание в земной коре у всех элементов →
- Содержание в океане
- 7 × 10−6 мг/л Сравнить Содержание в океане у всех элементов →
Кристаллическая структура
- Параметр решётки a
- 357 pm
Электронная структура
- Электроны по оболочкам
- 2 Сравнить Электроны по оболочкам у всех элементов →
Идентификаторы
- Номер CAS
- 7440-59-7 Сравнить Номер CAS у всех элементов →
- Символ терма
- 1S0
- InChI
- InChI=1S/He
- Ключ InChI
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N
Электронная конфигурация Измеренные
He: 1s²1s²1s²Модель атома
Изотопы различаются числом нейтронов, массой и стабильностью, но не электронной конфигурацией нейтрального атома.
Схематическая модель атома, без соблюдения масштаба.
Атомный отпечаток
Спектр излучения / поглощения
Распределение изотопов
| Массовое число | Атомная масса (а. е. м.) | Содержание в природе | Период полураспада |
|---|---|---|---|
| 3 Стабильный | 3,0160293201 ± 0,0000000025 | 0,0001% | Стабильный |
| 4 Стабильный | 4,00260325413 ± 0,00000000006 | 99,9999% | Стабильный |
Фаза / агрегатное состояние
Причина: на 293,9 °C выше температуры кипения (-268,93 °C)
Схематично, без соблюдения масштаба
Температуры фазовых переходов
Энергии переходов
Энергия, необходимая для плавления 1 моль вещества при температуре плавления
Энергия, необходимая для испарения 1 моль вещества при температуре кипения
Плотность
При стандартных условиях
Оценка по уравнению идеального газа при текущей T
Расширенные данные
Атомные спектры
Данные о спектральных линиях ?
| Ион | Заряд | Всего линий | Вероятности переходов | Обозначения уровней |
|---|---|---|---|---|
| 3He I Изотоп | 0 | 2289 | 0 | 2289 |
| He I | 0 | 2300 | 2289 | 2300 |
| He II | +1 | 140 | 140 | 140 |
| 3He II Изотоп | +1 | 140 | 140 | 140 |
Данные об энергетических уровнях ?
| Ион | Заряд | Уровни |
|---|---|---|
| 3He I Изотоп | 0 | 188 |
| He I | 0 | 843 |
| He II | +1 | 149 |
| 3He II Изотоп | +1 | 149 |
Соединения
Изотопы (2)
Seven isotopes of helium are known: Liquid helium (He-4) exists in two forms: He-4I and He-4II, with a sharp transition point at 2.174K. He-4I (above this temperature) is a normal liquid, but He-4II (below it) is unlike any other known substance. It expands on cooling, its conductivity for heat is enormous, and neither its heat conduction nor viscosity obeys normal rules.
| Массовое число | Атомная масса (а. е. м.) | Содержание в природе | Период полураспада | Тип распада | |
|---|---|---|---|---|---|
| 3 Стабильный | 3,0160293201 ± 0,0000000025 | 0,0001% ± 0,0000% | Стабильный | stable | |
| 4 Стабильный | 4,00260325413 ± 0,00000000006 | 99,9999% ± 0,0000% | Стабильный | stable |
Спектральные линии
| Длина волны (нм) | Интенсивность | Степень ионизации | Тип | Переход | Точность | Источник | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 381.9601975 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.6d 3D | Измеренная | NIST | |
| 381.9602773 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.6d 3D | Измеренная | NIST | |
| 381.9602828 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.6d 3D | Измеренная | NIST | |
| 381.9613129 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.6d 3D | Измеренная | NIST | |
| 381.9613927 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.6d 3D | Измеренная | NIST | |
| 381.975731 нм | 1 | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.6d 3D | Измеренная | NIST | |
| 383.3548713 нм | 0 | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.10d 1D | Измеренная | NIST | |
| 383.8100125 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.10s 1S | Измеренная | NIST | |
| 386.7472343 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.6s 3S | Измеренная | NIST | |
| 386.7483778 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.6s 3S | Измеренная | NIST | |
| 386.7631595 нм | 1 | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.6s 3S | Измеренная | NIST | |
| 387.1786406 нм | 1 | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.9d 1D | Измеренная | NIST | |
| 387.8176858 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.9s 1S | Измеренная | NIST | |
| 388.8604644 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2s 3S → 1s.3p 3P* | Измеренная | NIST | |
| 388.864559 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2s 3S → 1s.3p 3P* | Измеренная | NIST | |
| 388.8648915 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2s 3S → 1s.3p 3P* | Измеренная | NIST | |
| 392.6544387 нм | 1 | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.8d 1D | Измеренная | NIST | |
| 393.5945223 нм | 0 | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.8s 1S | Измеренная | NIST | |
| 396.4728829 нм | 20 | He I | emission | 1s.2s 1S → 1s.4p 1P* | Измеренная | NIST | |
| 397.2015454 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2s 1S → 1s.4d 1D | Измеренная | NIST | |
| 400.9256516 нм | 1 | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.7d 1D | Измеренная | NIST | |
| 402.3979795 нм | 1 | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.7s 1S | Измеренная | NIST | |
| 402.6184368 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.5d 3D | Измеренная | NIST | |
| 402.6185901 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.5d 3D | Измеренная | NIST | |
| 402.6186005 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.5d 3D | Измеренная | NIST | |
| 402.619676 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.5d 3D | Измеренная | NIST | |
| 402.6198294 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.5d 3D | Измеренная | NIST | |
| 402.6356959 нм | 5 | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.5d 3D | Измеренная | NIST | |
| 412.0810765 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.5s 3S | Измеренная | NIST | |
| 412.0823747 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.5s 3S | Измеренная | NIST | |
| 412.0991564 нм | 2 | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.5s 3S | Измеренная | NIST | |
| 414.1332157 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.6p 1P* | Измеренная | NIST | |
| 414.3759059 нм | 3 | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.6d 1D | Измеренная | NIST | |
| 416.8971512 нм | 1 | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.6s 1S | Измеренная | NIST | |
| 438.3278555 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.5p 1P* | Измеренная | NIST | |
| 438.7929143 нм | 10 | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.5d 1D | Измеренная | NIST | |
| 443.7553428 нм | 3 | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.5s 1S | Измеренная | NIST | |
| 447.1470373 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.4d 3D | Измеренная | NIST | |
| 447.1474077 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.4d 3D | Измеренная | NIST | |
| 447.1474317 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.4d 3D | Измеренная | NIST | |
| 447.1485658 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.4d 3D | Измеренная | NIST | |
| 447.1489362 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.4d 3D | Измеренная | NIST | |
| 447.1683251 нм | 25 | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.4d 3D | Измеренная | NIST | |
| 468.537685 нм | Нет данных | He II | emission | 3p 2P* → 4d 2D | Измеренная | NIST | |
| 468.5407226 нм | Нет данных | He II | emission | 3s 2S → 4p 2P* | Измеренная | NIST | |
| 468.5524404 нм | Нет данных | He II | emission | 3p 2P* → 4s 2S | Измеренная | NIST | |
| 468.5568006 нм | Нет данных | He II | emission | 3s 2S → 4p 2P* | Измеренная | NIST | |
| 468.570385 нм | Нет данных | He II | emission | 3d 2D → 4f 2F* | Измеренная | NIST | |
| 468.570438 нм | Нет данных | He II | emission | 3p 2P* → 4d 2D | Измеренная | NIST | |
| 468.575708 нм | Нет данных | He II | emission | 3d 2D → 4p 2P* | Измеренная | NIST | |
| 468.5757975 нм | Нет данных | He II | emission | 3p 2P* → 4d 2D | Измеренная | NIST | |
| 468.5804092 нм | Нет данных | He II | emission | 3d 2D → 4f 2F* | Измеренная | NIST | |
| 468.583089 нм | Нет данных | He II | emission | 3d 2D → 4f 2F* | Измеренная | NIST | |
| 468.5884123 нм | Нет данных | He II | emission | 3d 2D → 4p 2P* | Измеренная | NIST | |
| 468.5905553 нм | Нет данных | He II | emission | 3p 2P* → 4s 2S | Измеренная | NIST | |
| 468.5917885 нм | Нет данных | He II | emission | 3d 2D → 4p 2P* | Измеренная | NIST | |
| 471.3139173 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.4s 3S | Измеренная | NIST | |
| 471.3156155 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.4s 3S | Измеренная | NIST | |
| 471.3375684 нм | 4 | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.4s 3S | Измеренная | NIST | |
| 491.074748 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.4p 1P* | Измеренная | NIST | |
| 492.0612726 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.4f 1F* | Измеренная | NIST | |
| 492.1931036 нм | 20 | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.4d 1D | Измеренная | NIST | |
| 501.567801 нм | 100 | He I | emission | 1s.2s 1S → 1s.3p 1P* | Измеренная | NIST | |
| 504.208749 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2s 1S → 1s.3d 1D | Измеренная | NIST | |
| 504.773857 нм | 10 | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.4s 1S | Измеренная | NIST | |
| 587.443388 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.3d 1D | Измеренная | NIST | |
| 587.446026 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.3d 1D | Измеренная | NIST | |
| 587.559871 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.3d 3D | Измеренная | NIST | |
| 587.561397 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.3d 3D | Измеренная | NIST | |
| 587.561484 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.3d 3D | Измеренная | NIST | |
| 587.56251 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.3d 3D | Измеренная | NIST | |
| 587.564036 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.3d 3D | Измеренная | NIST | |
| 587.596628 нм | 100 | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.3d 3D | Измеренная | NIST | |
| 655.976872 нм | Нет данных | He II | emission | 4p 2P* → 6d 2D | Измеренная | NIST | |
| 655.979395 нм | Нет данных | He II | emission | 4s 2S → 6p 2P* | Измеренная | NIST | |
| 655.98544 нм | Нет данных | He II | emission | 4p 2P* → 6s 2S | Измеренная | NIST | |
| 655.988733 нм | Нет данных | He II | emission | 4s 2S → 6p 2P* | Измеренная | NIST | |
| 656.005227 нм | Нет данных | He II | emission | 4d 2D → 6f 2F* | Измеренная | NIST | |
| 656.005274 нм | Нет данных | He II | emission | 4p 2P* → 6d 2D | Измеренная | NIST | |
| 656.008318 нм | Нет данных | He II | emission | 4d 2D → 6p 2P* | Измеренная | NIST | |
| 656.008387 нм | Нет данных | He II | emission | 4p 2P* → 6d 2D | Измеренная | NIST | |
| 656.01416 нм | Нет данных | He II | emission | 4f 2F* → 6g 2G | Измеренная | NIST | |
| 656.014176 нм | Нет данных | He II | emission | 4d 2D → 6f 2F* | Измеренная | NIST | |
| 656.015708 нм | Нет данных | He II | emission | 4f 2F* → 6d 2D | Измеренная | NIST | |
| 656.015732 нм | Нет данных | He II | emission | 4d 2D → 6f 2F* | Измеренная | NIST | |
| 656.016955 нм | Нет данных | He II | emission | 4p 2P* → 6s 2S | Измеренная | NIST | |
| 656.017657 нм | Нет данных | He II | emission | 4d 2D → 6p 2P* | Измеренная | NIST | |
| 656.018478 нм | Нет данных | He II | emission | 4f 2F* → 6g 2G | Измеренная | NIST | |
| 656.01882 нм | Нет данных | He II | emission | 4f 2F* → 6d 2D | Измеренная | NIST | |
| 656.018823 нм | Нет данных | He II | emission | 4d 2D → 6p 2P* | Измеренная | NIST | |
| 656.019412 нм | Нет данных | He II | emission | 4f 2F* → 6g 2G | Измеренная | NIST | |
| 656.02096 нм | Нет данных | He II | emission | 4f 2F* → 6d 2D | Измеренная | NIST | |
| 663.190187 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.3p 1P* | Измеренная | NIST | |
| 667.815174 нм | 100 | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.3d 1D | Измеренная | NIST | |
| 667.967687 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.3d 3D | Измеренная | NIST | |
| 706.517716 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.3s 3S | Измеренная | NIST | |
| 706.521532 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.3s 3S | Измеренная | NIST | |
| 706.570863 нм | 30 | He I | emission | 1s.2p 3P* → 1s.3s 3S | Измеренная | NIST | |
| 716.055563 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.3s 3S → 1s.10p 3P* | Измеренная | NIST | |
| 716.055907 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.3s 3S → 1s.10p 3P* | Измеренная | NIST | |
| 716.055935 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.3s 3S → 1s.10p 3P* | Измеренная | NIST | |
| 728.13508 нм | 50 | He I | emission | 1s.2p 1P* → 1s.3s 1S | Измеренная | NIST | |
| 729.803204 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.3s 3S → 1s.9p 3P* | Измеренная | NIST | |
| 729.803696 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.3s 3S → 1s.9p 3P* | Измеренная | NIST | |
| 729.803736 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.3s 3S → 1s.9p 3P* | Измеренная | NIST | |
| 749.984714 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.3s 3S → 1s.8p 3P* | Измеренная | NIST | |
| 749.985457 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.3s 3S → 1s.8p 3P* | Измеренная | NIST | |
| 749.985518 нм | Нет данных | He I | emission | 1s.3s 3S → 1s.8p 3P* | Измеренная | NIST |
Расширенные данные о свойствах
Ковалентные радиусы (расширенные данные)
- Ковалентный радиус (по Пююккё)
- 46 pm
Ван-дер-ваальсовы радиусы
- Bondi
- 140 pm
- Alvarez
- 143 pm
- UFF
- 236,2 pm
- MM3
- 153 pm
Атомные и металлические радиусы
- Атомный радиус (по Раму)
- 134 pm
- Металлический радиус (КЧ 12)
- 122 pm
Шкалы нумерации
- Mendeleev
- 112
- Pettifor
- 1
- Glawe
- 1
Шкалы электроотрицательности
- Ghosh
- 0
- Gunnarsson–Lundqvist
- 8
- Robles–Bartolotti
- 8
Поляризуемость и дисперсия
- Дипольная поляризуемость
- 1,3838 a.u.
- Дипольная поляризуемость (неопределённость)
- 0 a.u.
- C₆
- 1,42 Ha·Bohr6
- C₆ (Gould–Bučko)
- 1,47 Ha·Bohr6
Химическое сродство
- Сродство к протону
- 177,8 kJ/mol
- Газофазная основность
- 148,5 kJ/mol
Риски поставок и экономика
- Концентрация производства
- 22
- Относительный риск поставок
- 7
- Распределение запасов
- 21
- Политическая стабильность (ведущий производитель)
- 57
- Политическая стабильность (страна с крупнейшими запасами)
- 57
Свойства благородных газов
Фазовые переходы и аллотропные модификации
| Температура кипения | 4,22 K |
| Критическая точка (температура) | 5,19 K |
| Критическая точка (давление) | 0,23 MPa |
| Тройная точка (температура) | 2,18 K |
| Тройная точка (давление) | 5,04 kPa |
Расширенные справочные данные
Константы экранирования (1)
| n | Орбиталь | σ |
|---|---|---|
| 1 | s | 0,3125 |
Типы распада изотопов (9)
| Изотоп | Режим | Интенсивность |
|---|---|---|
| 5 | n | 100% |
| 6 | B- | 100% |
| 6 | B-d | 0% |
| 7 | n | 100% |
| 8 | B- | 100% |
| 8 | B-n | 16% |
| 8 | B-t | 0,9% |
| 9 | n | 100% |
| 10 | 2n | 100% |
Факторы рассеяния рентгеновского излучения (501)
| Энергия (eV) | f₁ | f₂ |
|---|---|---|
| 10 | — | 0 |
| 10,1617 | — | 0 |
| 10,3261 | — | 0 |
| 10,4931 | — | 0 |
| 10,6628 | — | 0 |
| 10,8353 | — | 0 |
| 11,0106 | — | 0 |
| 11,1886 | — | 0 |
| 11,3696 | — | 0 |
| 11,5535 | — | 0 |
Дополнительные данные
Оценочная распространённость в земной коре
The estimated element abundance in the earth's crust.
Оценочная распространённость в земной коре
8×10-3 milligrams per kilogram
Источники (1)
Оценочная распространённость в океане
The estimated element abundance in the earth's oceans.
Оценочная распространённость в океане
7×10-6 milligrams per liter
Источники (1)
Источники
Sources of this element.
Except for hydrogen, helium is the most abundant element found in the universe. Helium is extracted from natural gas. In fact, all natural gas contains at least trace quantities of helium.
It has been detected spectroscopically in great abundance, especially in the hotter stars, and it is an important component in both the proton-proton reaction and the carbon cycle, which account for the energy of the sun and stars.
The helium content of the atmosphere is about 1 part in 200,000. While it is present in various radioactive minerals as a decay product, the bulk of the Free World's supply is obtained from wells in Texas, Oklahoma, and Kansas. Outside the United States, the only known helium extraction plants, in 1984 were in Eastern Europe (Poland), the USSR, and a few in India.
Источники (1)
- [6] Helium https://periodic.lanl.gov/2.shtml
Источники
(9)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/
The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.
The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database
This section provides all form of data related to element Helium.
The element property data was retrieved from publications.