Heli là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn có ký hiệu là He. Nguyên tử khối của heli là 4 và số hiệu nguyên tử là 2. Heli tồn tại dưới dạng khí đơn nguyên tử, không màu và không vị. Heli là nguyên tố phổ biến thứ hai trong vũ trụ sau hydro, nhưng rất hiếm gặp trên Trái Đất do tính trơ và tỷ trọng thấp của nó. Heli có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp, y tế, khoa học và giải trí.
Trong bài viết này, hãy cùng Ngoaingufpt sẽ tìm hiểu về cấu trúc, tính chất và ứng dụng của Nguyên Tử Khối Heli.
Cấu trúc và tính chất của Nguyên Tử Khối Heli
Heli là một nguyên tố thuộc nhóm 18 (khí hiếm) trong bảng tuần hoân. Heli có hai đồng vị ổn định là He-3 và He-4, trong đó He-4 chiếm gần như toàn bộ lượng heli trên Trái Đất. Hạt nhân của heli gồm hai proton và một hay hai neutron, còn electron quay quanh hạt nhân theo lớp năng lượng duy nhất là 1s. Do đó, heli có cấu hình electron là 1s2 và có số oxi hóa bằng 0.
Heli có điểm nóng chảy và điểm sôi rất thấp so với các nguyên tố khác. Điểm nóng chảy của heli (với áp suất 2,5 MPa) là 0,95 K (-272,2 °C), còn điểm sôi của nó (với áp suất tiêu chuẩn) là 4,22 K (-268,93 °C). Heli chỉ có thể đông đặc dưới áp suất rất cao hoặc khi bị giảm nhiệt độ xuống gần bằng không tuyệt đối.
Khi đông đặc, heli có hai dạng khác nhau là heli I và heli II. Heli I là một chất lỏng bình thường, còn heli II là một chất lỏng siêu dẫn có tính chất kỳ lạ như chảy qua các lỗ nhỏ mà không bị ma sát hay leo lên các bề mặt theo hiệu ứng quang phổ.
Heli có tính chất vật lý và hóa học rất đặc biệt so với các nguyên tố khác. Heli có khả năng bay cao do tỷ trọng thấp hơn không khí. Heli cũng có khả năng chống cháy do tính trơ của nó. Heli không phản ứng với bất kỳ nguyên tố hay hợp chất nào ở điều kiện thường, ngoại trừ khi được kích thích bằng ánh sáng hay điện từ. Heli cũng có khả năng phát ra ánh sáng khi được kích thích bằng điện áp cao hoặc khi được phóng xạ.
Ứng dụng của heli trong đời sống
Heli có nhiều ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực công nghiệp, y tế, khoa học và giải trí. Dưới đây là một số ứng dụng tiêu biểu của heli:
- Heli được sử dụng để làm đầy các bóng bay, khí cầu và thiết bị bay khác do khả năng bay cao của nó. Heli cũng an toàn hơn so với hydro do không bắt lửa. Heli cũng được sử dụng để làm đầy các bình chứa khí ở áp suất cao như bình thở dưới nước, bình chữa cháy hay bình hàn.
- Heli được sử dụng để làm mát các thiết bị siêu dẫn như nam châm từ tính trong máy chụp cộng hưởng từ (MRI) hay máy gia tốc hạt. Heli cũng được sử dụng để làm mát các thiết bị điện tử như chip vi xử lý hay laser. Heli cũng được sử dụng để làm mát các thiết bị phát ra nhiệt lượng lớn như lò phản ứng hạt nhân hay động cơ tên lửa.
- Heli được sử dụng để phân tích các mẫu vật lý và hóa học bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) hay quang phổ phát xạ nguyên tử (AES). Heli cũng được sử dụng để phân tích các mẫu sinh học bằng phương pháp quang phổ khối (MS) hay quang phổ hồng ngoại (IR). Heli cũng được sử dụng để phân tích các mẫu địa chất bằng phương pháp định tuổi bằng đồng vị (isotopic dating).
- Heli được sử dụng để điều trị một số bệnh lý liên quan đến hô hấp như hen suyễn, viêm phổi hay suy hô hấp. Heli cũng được sử dụng để điều trị một số bệnh lý liên quan đến não như đột quỵ, chấn thương não hay suy giảm trí tuệ. Heli cũng được sử dụng để điều trị một số bệnh lý liên quan đến tim như nhồi máu cơ tim, suy tim hay loạn nhịp tim.
- Heli được sử dụng để tạo ra các hiệu ứng âm thanh và giọng nói vui nhộn do khả năng thay đổi tần số âm thanh của nó. Khi thở heli, giọng nói của người ta sẽ cao và nhỏ hơn do tốc độ truyền âm thanh trong heli cao hơn trong không khí. Tuy nhiên, thở heli quá nhiều có thể gây ngộ độc hoặc ngạt thở do thiếu oxy.
Có những nguyên tố nào phản ứng được với heli?
Heli là một nguyên tố rất trơ và không phản ứng với hầu hết các nguyên tố khác ở điều kiện thường. Tuy nhiên, có một số nguyên tố có thể phản ứng được với heli khi được kích thích bằng ánh sáng, điện từ hay phóng xạ. Một số ví dụ của các nguyên tố này là:
- Hydro: Hydro có thể phản ứng với heli để tạo ra năng lượng trong quá trình hợp nhân hạt nhân.Quá trình này xảy ra trong các ngôi sao như Mặt Trời, khi hai nguyên tử hydro kết hợp lại để tạo ra một nguyên tử heli và giải phóng nhiệt và ánh sáng.
- Oxy: Oxy có thể phản ứng với heli để tạo ra các hợp chất oxy-heli (oxiheli) khi được chiếu bằng tia X hay tia gamma. Các hợp chất này có tính chất khác biệt so với oxy và heli riêng rẽ, chẳng hạn như có khả năng dẫn điện hay phát quang
- Sắt: Sắt có thể phản ứng với heli để tạo ra các hợp chất sắt-heli (ferrheli) khi được bắn bằng các hạt alpha (hạt nhân của heli) hay các hạt proton. Các hợp chất này có tính chất từ tính và cơ học khác biệt so với sắt và heli riêng rẽ, chẳng hạn như có độ cứng hay độ bền cao hơn.
Ngoài ra, còn có một số nguyên tố khác có thể phản ứng được với heli trong điều kiện đặc biệt, như boron, carbon, nitơ, neon, argon, krypton, xenon hay radon. Tuy nhiên, các phản ứng này rất hiếm gặp và khó kiểm soát trong thực tế.
Có phải heli là nguyên tố khí hiếm không?
heli là một nguyên tố khí hiếm. Khí hiếm là nhóm các nguyên tố hóa học trong nhóm 18, có số electron lớp ngoài cùng là 8 trong bảng tuần hoàn. Khí hiếm có tính trơ và không phản ứng với hầu hết các nguyên tố khác. Khí hiếm bao gồm heli, neon, argon, krypton, xenon và radon. Heli là khí hiếm nhẹ nhất và phổ biến thứ hai trong vũ trụ sau hydro. Heli có nhiều ứng dụng trong công nghiệp, y tế, khoa học và giải trí
Trên đây là những thông tin liên quan về Nguyên Tử Khối Heli . Ngoaingufpt hi vọng bài viết này hữu ích với bạn!
