L’elio

L’elio

L’elio è il secondo elemento della tavola periodica. È un gas incolore, inodore, non infiammabile e appartiene alla famiglia chimica dei gas nobili, gas che non si combinano con nessun altro elemento. Poiché i suoi stessi atomi non si legano tra loro, come l’ossigeno formato da molecole biatomiche (cioè a due atomi) non ha una formula chimica.

L’elio ha numero atomico 2 e simbolo He. Ha soltanto due protoni e, di conseguenza, due elettroni che completano il suo orbitale 1s e l’unico livello energetico che ha. Gli atomi di elio possono avere 3 neutroni (3He) oppure 4 (4He).

La massa atomica dell’elio è di 4,003 u. Di conseguenza, la sua massa molare, cioè quella che contiene una mole di atomi di elio, è di 4,003 g. La sua densità, il rapporto massa/volume, è di 0,18 g/L mentre il suo raggio atomico è di 93 pm.

Dato che fa parte dei gas nobili non ha né un numero di ossidazione né valori di elettronegatività e di affinità elettronica.

La sua energia di prima ionizzazione, l’energia necessaria per sottrargli uno dei suoi due elettroni è di 2372 kJ/mol.

L’elio si trova prevalentemente nel Sole come risultato della fusione di due atomi di idrogeno. Questi formano atomi 4He con conseguente liberazione di grande energia nucleare. Si deposita abbondantemente anche sulla Luna in caso di vento solare. L’isotopo 3He è molto potente e non inquina: per questo motivo si sta studiando la possibilità di usarlo come carburante.

Questo elemento chimico venne scoperto inizialmente dall’astronomo francese Janssen nel 1868 osservando lo spettro di emissione del Sole durante un’eclisse; Janssen pensava, però, che si trattasse di sodio il cui colore è quasi uguale. L’astronomo inglese Lockyer riconobbe che questo elemento non era sodio e pensando non esistesse sulla Terra, assieme al chimico Frankland, gli diede il nome di elio, parola greca che si riferisce al Sole. Soltanto nel 1895 venne scoperto che l’elio si trova anche sulla Terra, seppure in piccolissime quantità.

L’elio è molto più leggero dell’aria e viene usato per gonfiare i palloncini ma anche per cose più complesse come fare delle risonanze magnetiche nei polmoni. Se non c’è nessun tipo di problema, l’immagine della risonanza mostrerà chiaramente i tessuti, altrimenti se ci sono ostruzioni sarà scura. Le radiazioni di particelle α dei materiali radioattivi sono in realtà nuclei di elio (4He) che decadono fino a quando il materiale non si trasforma in un elemento stabile.

La sua temperatura di fusione è di 1 K (-272 °C) mentre bolle alla temperatura di 4 K (-269 °C). Le sue basse temperature lo rendono idoneo per essere usato come liquido refrigerante.

Caratteristiche e proprietà dell’elio

Numero atomico2
SimboloHe
Massa atomica4,003 u
Configurazione elettronica1s2
Potenziale di ionizzazione2372 kJ/mol
Affinità elettronica
Elettronegatività
Punto di fusione-272 °C
Punto di ebollizione-269 °C
Densità0,18 g/L