ヘリウムとは

2021年9月26日

ヘリウム(He|Helium)は原子番号2、常温25℃で無色無臭の気体で、元素の中で比較的軽い物質で無臭・無毒。宇宙で2番めに多いと言われている元素で、不活性、地球の大気中ではいわゆる「浮く」ため、風船、飛行船にも利用されます。低温工学や核磁気共鳴、医療にも活用される便利な物質です。

 

元素「ヘリウム」の詳細

ヘリウム

元素の詳細な情報、数値は次の表の通りです。

元素名

(英語)

ヘリウム

(helium)

原子番号・原子量原子番号2・原子量4.003
色・相無色・気体

融点

沸点

−272℃

−268℃

電気陰性度
イオン化エネルギー第1: 2372.3 kJ/mol
第2: 5250.5 kJ/mol
同位体3He、4He
イオン

 

ヘリウムの物理的性質

3Heは、陽子2個、中性子2個、電子2個、4Heは、陽子2個、中性子2個、電子2個、原子炉内で数が少ない同位体ヘリウム3が生じます。他にも人工的に6He、8He、10Heなどが生み出されています。

 

空気よりも軽いため、適度に浮遊する風船を作る時にはヘリウムガスが使用されます。可燃性はないので、ヘリウムを含む風船があっても安全です。

 

ヘリウムの化学的性質

ヘリウムは天然ガスから分離されることが多く、

  • ガス処理(水などの除去)
  • 粗ヘリウムの分離(-163℃)
  • 精製(活性アルミナ・液体窒素等を使用)[出典]

という過程から99.995%のヘリウムを抽出できます。力技では、水素1Hと重水素2Hを強くぶつけるとヘリウムを元素合成できますが、若干現実的ではないかもしれません。

 

宇宙空間では、ヘリウムは比較的大量に存在しているため、絶対零度-273℃に近い状態を圧力も交えて再現できる装置があれば、宇宙ステーションなどでヘリウムを分離することも可能かもしれません。

 

ヘリウム化二ナトリウムNa2Heのようなヘリウム化合物は、ヘリウムとナトリウムの単体を、113GPaの高圧条件下で、レーザー加熱すると得られます。これまで、ヘリウムの化合物はないとされてきましたが、特定条件下ではヘリウム化合物が存在することが判明しています。

 

周期表

Posted by 化学担当