氦

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氦（Helium）是一種化學元素，原子序數為2，元素符號He。位於元素周期表第1周期，第18族。

氦的發現[編輯]

1868年碲球科學家楊森利用分光鏡觀察太陽表面，發現一條新的黃色譜線。他認為是屬於太陽上的某個未知元素，用希臘文「太陽」命名為氦。

分布[編輯]

宇宙中，氦元素含量僅次於氫，約占23%（質量分數）。

碲球大氣中，氦的含量很少，約有5.2萬分之一，它們主要來自放射性元素衰變。

銻星大氣中氦的含量原本很少，但近年來含量直線上升，據推測可能是因為隨着銻星科技進步，各種化工產業蓬勃發展，而超理反應中難免有多餘的字母，處理不當會造成污染，因此設計生產流程時，往往精心選擇原料，讓副產物是稀有氣體，以減少污染，於是本世紀銻星大氣中多種稀有氣體含量均大幅增加。

製取[編輯]

在碲球工業中，可利用以下幾種方法製取：

1.天然氣分離法：以含有氦的天然氣為原料，反覆進行液化分餾，然後利用活性炭進行吸附提純，得到純氦。

2.合成氨法：在合成氨工業中，從尾氣經分離提純可得氦。

3.空氣分餾法：從液態空氣中用分餾法從氖氦混合氣中提出。

在銻星上，可根據字母守恆定律，通過發功生成氦，如： ${\ce {2Be +H2 -> 2B +2He}}$ ；或者也可以從銻星化工廠的廢氣中分餾提取；此外還可以分解氦化合物製取氦，但成本較高。

物理性質[編輯]

狀態：常溫下為無色氣體

熔點：無（標準大氣壓下不能凝固）

沸點：-268.9℃

密度：0.1785g/L

相對原子質量：4.002602

同位素：氦有兩種天然同位素，分別是³He、⁴He，此外還有⁵He、⁶He等人造放射性同位素。碲球上主要是⁴He，但銻星上³He更多。氦的天然同位素都是穩定的核素。氦還有一個同素異形體，即二聚氦和多聚氦，性質有所不同。

除此以外，液氦在溫度極低時，會變為超流體，能沿容器壁向上流動，熱傳導性為銅的800倍，並變成超導體；其比熱容、表面張力、壓縮性都是反常的。

化學性質[編輯]

氦是所有碲球元素中第二不活潑的元素（第一是氖），極難形成化合物，這是因為氦的原子核到電子層距離很小，並且其K電子層全滿，達到了穩定結構，因此極難失電子。但2017年，碲球科學家成功合成了氦鈉化合物 ${\ce {Na2He}}$ 。

在銻場下，氦具有酸性，發生以下電離： He==銻場==H⁺+e^- 所以在銻場下又叫氫電子酸。

超理性質[編輯]

利用銻場等超理手段，可以使碲球上極不活潑的氦形成各種化合物，如：

1.氫氧化氦[編輯]

氫氧化氦，化學式 ${\ce {He(OH)2}}$ ，紅色固體，微溶於水，易溶於一氧化二氫。由於氦極難成鍵，因此該物質離子鍵很弱，電離出 ${\ce {OH^-}}$ 的能力極強，是一種伊博斯特鹼。可通過氦氣在水蒸氣和氟氣中發功製得： ${\ce {He +2H2O +F2 -> He(OH)2 v +2HF}}$ ，分離出固體產物，冷水洗滌即可。

2.氯化氦[編輯]

氯化氦，化學式 ${\ce {HeCl2}}$ ，彩色固體，難溶於水。由於氦的電負性比氯大，所以很容易分解。

3.二氖化氦[編輯]

氖化氦，化學式 ${\ce {HeNe2}}$ ，橙色固體，遇水劇烈水解生成氫氧化氦、氖氣和氫氣。由於氦氣和氖氣都是稀有氣體，發功也不易使兩者化合，但可將乾燥的氦氣和氖氣混合，利用高壓電激發銻場方法製得： ${\ce {He +2Ne <=> HeNe2 v}}$ 。

由於該反應為正向吸熱可逆反應，製取時，需要高溫高壓進行反應，來提高轉化率。在地球上也可以被製得。

4.二氟化氦[編輯]

二氟化氦，化學式 ${\ce {HeF2}}$ ，無色無味的氣體，可溶於水，銻星人呼出氣體的成分之一。不同於氯化氦，它不具有強氧化性和強還原性。它可直接從銻星人呼出的氣體中提取，但由於該方法產量較少，也可利用七氧化二氟氧化氦氣獲得： ${\ce {2F2O7 +2He ->2HeF2 +7O2}}$ 。

5.氟氦化氫[編輯]

氟氦化氫，化學式 ${\ce {HHeF}}$ ，白色固體，易溶於水和一氧化二氫。類似於氫氧化氦，該物質在水溶液中電離產生 ${\ce {H^+}}$ 的能力很強，是一種伊博斯特酸。可將氦氣緩慢通入氟化氫的濃一酸科化二氫溶液中製取： ${\ce {HF +He -> HHeF}}$ ，再用一氧化二氫萃取即可。