Helium

Eigenschaften des Elements

Einordnung in das Periodensystem
der Elemente und Eigenschaften
Atombau
Ordnungszahl: 22 Protonen
2 Elektronen
1. Periode1 besetzte Elektronenschale
VIII. Hauptgruppe2 Außenelektronen
Elektronenkonfiguration im Grundzustand1s2
Elektronegativität 
Ionisierungsenergie in eV24,587
häufigste Oxidationszahlen 
Atommasse des Elements in u4,00
Atomradius in 10- 1 0m1,28
Ionenradius in 10- 1 0m 
Aggregatzustand im Normalzustandgasförmig

Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur

Dichte in Bild bei 25 °C0,18
Härte nach Mohs 
Schallgeschwindigkeit in Bild965
Schmelztemperatur in °C bei 3 MPa-270
spezifische Schmelzwärme in Bild5,25
Siedetemperatur in °C-269
spezifische Verdampfungswärme in Bild204,86
Standardentropie S0 in Bild 
Wärmeleitfähigkeit in Bild bei 27 °C0,152
spezifische Wärmekapazität in Bild5,21
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3 Bild 
spez. elektrischer Widerstand in Bild 
Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre,
Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe)
0,000 000 4

Bild
Die Luftballons sind mit Helium gefüllt.

Schalenmodell

Bild

Periode: 1 (K)
Hauptgruppe: VIII
Außenelektronen: 2

Isotope des Elements

Ordnungszahl ZMassenzahl AAtommasse in uHäufigkeit
in %
Art der Strahlung
und Energie in MeV
Halbwertszeit
233,016 0291,3 · 10- 4%  
 44,002 603100%  
 66,018 893künstlichβ Bild: 3,50,82 s

Energieniveauschema

Bild

Weitere Eigenschaften

Helium ist ein Edelgas. Es ist farb- und geruchlos. Dieses Element zeichnet sich durch die niedrigste Siedetemperatur aus (-269 °C). Seine Schmelztemperatur liegt bei -270 °C, also knapp über dem absoluten Nullpunkt. Nach Wasserstoff ist es das Element mit der zweitgeringsten Dichte. Wie alle Edelgase ist Helium äußerst reaktionsträge. Helium reagiert daher nicht mit Sauerstoff (brennt nicht) und bildet auch mit anderen Stoffen keine Verbindungen.

Entdeckung

Der Sonnengott Helios gab dem Element Helium seinen Namen. Helium wurde 1868 während einer totalen Sonnenfinsternis im Linienspektrum der Sonne gleichzeitig von zwei Wissenschaftlern bei der Beobachtung des Sonnenspektrums entdeckt. Dabei handelte es sich um JANSSEN, einen Astrophysiker aus Frankreich und um LOCKYER, einen englischen Astronom.

Vorkommen/Herstellung

Auf der Erde ist Helium eines der seltensten Elemente. Es steht an 78. Stelle ihrer Häufigkeit. Das Gas kommt hauptsächlich in der Atmosphäre vor. In 1 m3 Luft sind etwa 4-5 ml Helium enthalten. Helium entsteht beim Zerfall radioaktiver Stoffe. Im Weltall ist Helium neben Wasserstoff eines der häufigsten Elemente. Der Stoff bildet einen der Hauptbestandteile der Sonne. Helium wird durch Verflüssigen von Erdgas bzw. in Ländern ohne große Erdgasvorkommen durch Verflüssigen von Luft und anschließende fraktionierte Destillation gewonnen. Auch aus den Abgasen der Ammoniaksynthese kann Helium abgetrennt werden. In der Kältetechnik dient flüssiges Helium zur Erzeugung tiefster Temperaturen.

Verwendung

Helium wird in Kernreaktoren als Kühlgas eingesetzt. Es dient als Füllstoff in Luftschiffen und ersetzt dort den Wasserstoff. In Doppelfenstern dämmt es den Schall. Außerdem findet es bei der Metallbearbeitung (Schweißen) als nicht brennbares Schutzgas Verwendung. In der Medizin wird Helium zur Behandlung von Erkrankungen der Atmungsorgane eingesetzt. Nicht zuletzt wird es in Tauchgeräten (mit 20 % Sauerstoff vermischt) dem Atemgas der Taucher zugesetzt.

Wichtige Verbindungen

Es sind keine stabilen Verbindungen bekannt.

Bau

Helium kommt nur atomar vor.

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