氦 (He)
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| 原子序數 | 2 | 英文名 | Helium |
|---|---|---|---|
| 所屬分類 | 稀有气体 | 原子量 | 4.0026 u |
| 熔點 | 0 °C | 沸點 | -269 °C |
| 能級 | 2 | 電負性 | N/A |
| 電子親和能 | 0 kJ/mol | 半徑（計算法） | 31 pm |
| 電離能 |
第1电离能: 2372.3 kJ/mol
第2电离能: 5250.5 kJ/mol
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| 密度（常規） | 0.1785 kg/m³ | 硬度（布式） | N/A |
| 體積模量 | N/A | 導熱率 | 0.1513 W/mK |
| 宇宙存量百分比 | 23 % | ||
氦氣是一種無色、無味、無臭且無毒的惰性氣體，它不會與任何物質產生化學反應。 然而，在特定條件下，如果氦氣儲存容器遇到高溫，內部壓力可能會急劇上升，從而帶來容器破裂甚至爆炸的風險。 值得注意的是，儘管氦氣本身無毒，但在密閉環境中累積會導致氧氣稀薄而產生窒息效應，當空氣中氧氣含量低於10%時，長期吸入可能導致腦損傷甚至死亡，初始症狀可能 表現為噁心、嘔吐和氣喘，受害者在這種情況下無法自救或求救；直接吸入純氦氣會迅速致人失去知覺並很快造成死亡。 鑑於上述安全風險，在大規模使用氦氣（無論是氣態或液態）時，操作應在通風良好的場所進行，以防止形成缺氧環境。 此外，若不慎發生冷燒傷或凍傷，應及時就醫，並使用大量溫水沖洗受傷部位。 氦氣儲存條件要求陰涼、通風，倉庫溫度不應超過30℃，同時要遠離火源和熱源，避免陽光直射，並與其他易燃可燃物品分隔存放。 在工業應用領域，氦氣扮演著重要角色。 在半導體產業中，氦被用作生產鍺和矽晶體管的保護氣體；航太技術上，氦用於液氫加註系統的淨化置換、作為衛星和火箭推進系統中的擠壓源、自控發動機的供 氣，同時也是氦製冷機的關鍵組成部分。 在原子能反應器中，氦作為氣體冷卻介質、氣體溫度計介質，並在氦質譜檢漏、磁振造影掃描儀(MRI)以及同步加速器和轉加速器等研究設備中有廣泛應用。 氦氣的萃取通常來自天然氣，透過催化加氧脫氫製程處理天然氣，利用具有膨脹機的製冷循環系統，經過高壓冷凝吸附步驟，可獲得高純度氦氣。 另一種方法是將濃度為90%的氖氦混合氣施以活性碳吸附法去除氮氣，得到濃度高於99.9%的純氖氦混合氣，進一步透過氖氦分離器提煉，可以獲得純度達99.9% 的粗氦產品以及純度超過98%的粗氖產品。 最後，對粗氦進行氧化銅爐除氫處理，並經過低溫中高壓吸附以除去氖元素，最終能夠獲得純度高達99.999%的高純氦。
| 標準原子質量 | 4.002602(2) |
|---|---|
| 電子排布 | 1s2 2  |
| 發現 | 皮埃爾·讓森、約瑟夫·諾曼·洛克耶（1868年） |
| 分離 | 威廉·拉姆齊、皮·特奧多爾·克利夫、尼爾斯·朗勒特（1895年） |
| 物態 | 氣態 |
| 密度 | （0 °C, 101.325 kPa） 0.1786 g/L |
| 三相點 | 2.177 K（−271 °C），5.043 kPa |
| 臨界點 | 5.1953 K，0.22746 MPa |
| 熔化熱 | 0.0138 kJ·mol−1 |
| 汽化熱 | 0.0829 kJ·mol−1 |
| 比熱容 | 20.78 J·mol−1·K−1 |
| 氧化態 | 0 |
| 電負性 | N/A（鮑林標度） |
| 共價半徑 | 28 pm |
| 范德華半徑 | 140 pm |
| 晶體結構 | 六方密堆積 |
| 磁序 | 抗磁性 |
| 磁化率 | −1.88×10−6 cm3/mol (298 K) |
| 聲速 | 972 m·s−1 |
元素清單