氦

氦
	2He
	氢 ← 氦 → 锂
外观
	无色气体，在高压电场下发紫色光; ; ; 氦的原子光譜
概况
名称 · 符号 · 序数	氦 · He · 2
元素类别	稀有气体
族 · 週期 · 区	18 · 1 · s
标准原子质量	4.002602（2）
电子排布	1s2; 2
物理性质
状态	气态
密度	（0 °C, 101.325 kPa）; 0.1786 g/L
熔点	0.95 (2.5 MPa) K，−272.20 °C，−457.96 °F
沸点	4.22 K，−268.93 °C，−452.07 °F
临界点	5.19 K，0.227 MPa
熔化热	0.0138 kJ·mol−1
汽化热	0.0829 kJ·mol−1
比热容	20.786 J·mol−1·K−1
蒸汽压(defined by ITS-90)
原子性质
电负性	无数据（鲍林标度）
电离能	第一：2372.3 kJ·mol−1
	第二：5250.5 kJ·mol−1
共价半径	28 pm
范德华半径	140 pm
杂项
晶体结构	六方晶系
磁序	反磁性
热导率	0.1513 W·m−1·K−1
声速	972 m·s−1
CAS号	7440-59-7
最稳定同位素
	主条目：氦的同位素
	*大气层值。其他地域可能不同
	查; 论; 编;

氦（舊譯作氜）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、无味的单原子气体。氦气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。氦的化学性质非常不活泼，一般状态下很难和其他物质发生反应。氦是宇宙中第二最豐富的元素，在银河系佔24％。

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，成為導熱性能極佳的熱導體，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，正常的液态氦叫做液氦I。

发现 [编辑]

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 [编辑]

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hélium，英文为helium），源自希腊语ήλιος，意为“太阳”。

分布 [编辑]

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。在地球的大氣層中，氦的濃度十分低，只有5.2萬分之一。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7.2分之一，是除了氢以外密度最小的气体。

制备 [编辑]

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。
空气分馏法：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 [编辑]

主条目：氦的同位素

現時已知的氦同位素有八種，包括氦3、氦4、氦5、氦6、氦8等，但只有氦3和氦4是穩定的，其餘的均帶有放射性。在自然界中，氦同位素中以氦4佔最多，多是從其他放射性物質的α衰變，放出氦4原子核而來。而在地球上，氦3的含量極少，它們均是由超重氫(氚)的β衰變所產生。

用途 [编辑]

充滿氦氣，形似氦化學符號（He）的充氣管

由于氦很轻，而且不易燃，因此它可用于填充飞艇、气球、温度计、电子管、潜水服等。也可用于原子反应堆和加速器、激光器、火箭、冶炼和焊接时的保护气体，还可用来填充灯泡和霓虹灯管，也用来制造泡沫塑料。

由于氦在血液中的溶解度很低，因此可以加到氧气中作为潜水员的呼吸用气体。以防减压病。

液体氦的温度(-268.93 °C)接近绝对零度（-273℃），因此它在在超导研究中中用作超流体，制造超导材料。液态氦还常用做冷却剂和制冷剂。在医学中，用于氩氦刀以治疗癌症。

它还可以用作人造大气层和镭射媒体的组成部分。

氦气可以用于保存尸体，毛泽东水晶棺材内的气体即为氦气^[2]。

對聲音的影響 [编辑]

因為氦氣傳播聲音的速度差不多為空氣的三倍，这会改变人的声带的共振态，于是使得吸入氦氣的人說話的聲音的频率變高。這個有趣的現象使得吸入氦氣的人說話尖聲細氣，就好像舊時代的卡通人物一樣^[3]，與吸入六氟化硫後聲音變粗正好相反。这种现象经常被错误地解释为音速的提高直接导致声音频率的增加，或者氦气使得声带振动变快。

過度使用所產生的問題 [编辑]

需要注意的是，如果大量吸入氦氣，會造成体内氧气被氦取代，因而发生缺氧（呼吸反射是受体内过量二氧化碳驱动，而对缺氧并不敏感），嚴重的甚至會死亡。另外，如果是由高壓氣瓶中直接吸入氦氣，那麼其高流速就會嚴重地破壞肺部組織。大量而高壓的氦和氧會造成高壓緊張症候群（英语：High pressure nervous syndrome），不過少量的氮就能夠處理這個問題。

參考資料 [编辑]

^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
^ 毛泽东水晶棺造价不菲用35吨天然水晶制成. 新闻午报. 东方网. 2005-09-21 [2011-07-02].
^ 喝「笑氣調酒」變唐老鴨聲

注释 [编辑]

参考文献 [编辑]

外部链接 [编辑]

洛斯阿拉莫斯国家实验室
EnvironmentalChemistry.com —— 氦（英文）

[1] Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.

[2] 毛泽东水晶棺造价不菲用35吨天然水晶制成. 新闻午报. 东方网. 2005-09-21 [2011-07-02].

[3] 喝「笑氣調酒」變唐老鴨聲

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