ما هو العدد الذري للهيليوم؟
4401#0
الهيليوم هو عنصر كيميائي له الرمز He وله العدد الذري 2. يقع الهيليوم في الجدول الدوري ضمن عناصر الدورة الأولى وعلى رأس عناصر المجموعة الثامنة عشر. في الظروف القياسيّة من الضغط ودرجة الحرارة فإنّ الهيليوم عبارة عن غاز عديم اللون والرائحة، غير سام وليس له مذاق. ينتمي الهيليوم إلى الغازات النبيلة لذلك فهو غاز خامل أحادي الذرة، وبسبب خموله الكيميائي لا توجد جزيئات له، فهو يوجد دائماً في صورته الذريّة. للهيليوم أقلّ درجة غليان وانصهار مقارنةً ببقيّة العناصر الكيميائيّة، وهو يوجد أغلب الأحيان في الحالة الغازيّة باستثناء ظروف خاصة جداً.
هيليوم
4401#17
هنالك تسعة نظائر معروفة للهيليوم، اثنان منها فقط عبارة عن نظائر مستقرّة وهي هيليوم-4 He وهيليوم-3 He. يعدّ النظير هيليوم-4 هو النظير الطبيعي الأكثر وفرةً حيث أن 99.99986% من عنصر الهيليوم في الطبيعة هو هيليوم-4، وما تبقّى فهو هيليوم-3. إحصائيّاً هنالك ذرّة هيليوم-3 واحدة مقابل مليون ذرّة هيليوم-4. ينتج النظير هيليوم-4 في الأرض كناتح لعمليّة اضمحلال ألفا للعناصر المشعّة الأثقل حيث تنتج جسيمات ألفا، والتي هي عبارة عن نوى هيليوم مشحونة. تتميّز نواة النظير هيليوم-4 بثباتيّة عاليّة لأن نويّاتها مرتّبة بشكل كامل في غلافها النووي. إنّ الكميّات النادرة للنظير هيليوم-3 موجودة في الطبيعة منذ نشأة الأرض، بالإضافة إلى هبوط كمّيّات مصدرها من الكون، والتي كانت محتجزة ضمن الغبار الكوني، كما تنتج كمّيّات قليلة من الهيليوم-3 من اضمحلال بيتا للتريتيوم.
هيليوم
4401#20
من منظور ميكانيكا الكم فإنّ الهيليوم ثاني أبسط ذرّة يمكن إجراء نموذج لها بعد ذرّة الهيدروجين. يتألّف الهيليوم من نواة تتألّف من بروتونين ونيوترونين اثنين، يحيط بهما إلكترونين اثنين في مداراتها الذريّة. حسب ميكانيك نيوتن التقليدي فإنه من غير الممكن تقديم حل رياضي تحليلي لنظام يتألّف من أكثر من جسيمين اثنين، وذلك حسب معضلة الأجسام الثلاث. بناءً على ذلك، تستخدم وسائل رياضيّة عدديّة عن طريق الكيمياء الحاسوبية لوضع نموذج ميكانيكي كمّي لارتباط إلكترونات الهيليوم بالنواة. رغم بساطة نموذج النواة ظاهرياً فإن معادلات معقّدة ضروريّة لوضع محاكاة لنموذج الذرّة الحقيقي.
هيليوم
1932558#4
يتألف نظير الهيليوم-3 من بروتونين اثنين ونيوترون واحد وهو نظير غير مشع. تدعى نواة النظير الهيليوم-3 He باسم هيليون Helion. توجد من النظير هيليوم-3 كميات ضئيلة في الكرة الأرضية، بمعدل ذرة He واحدة مقابل مليون من He في الغلاف الجوي. وهي موجودة منذ تشكل الأرض على الرغم من كون البعض منها قد هبط للأرض مع الغبار الكوني. إن نسبة الهيليوم-3 في الوسط بين النجمي أعلى بحوالي مئة مرة منها على الأرض.
تنتج كميات ضئيلة من هذا النظير من اضمحلال بيتا لنظير الهيدروجين-3 تريتيوم.
نظائر الهيليوم
1643562#11
اذا أردنا ان نحسب مقدار النقص في كتلة نواة ذرة الهيليوم He سنجد ان كتلتها النظرية (علما بان كتلة البروتون= 1.00728 وحدة كتلة ذرية، وكتلة النيوترون= 1.00866 وحدة كتلة ذرية) = 4.03188 وحدة كتلة ذرية وكتلتها الفعلية = 4.00151 وحدة كتلة ذرية، اذن مقدار النقص = الكتلة النظرية - الكتلة الفعلية = 4.03188 - 4.00151 = 0.03037 وحدة كتلة ذرية.
طاقة الترابط النووي
4401#30
يكون الهيليوم على شكل أحادي الذرة في أغلب حالات المادة، كما أنه أقلّ غاز أحادي الذرة انحلاليّة (ذوبانيّة) في الماء، ولا يسبقه بضعف الانحلاليّة في الماء إلا بعض الغازات مثل رباعي فلورو الميثان CF وسداسي فلوريد الكبريت SF وثماني فلورو حلقي البوتان CF والتي لها انحلاليّة (معبّراً عنها بالكسر المولي) تعادل 0.3802 x/10 و 0.4394 x/10 و 0.2372 x/10 على الترتيب، مقابل 0.70797 x/10 للهيليوم.
هيليوم
4401#23
يكون الهيليوم في في الطور الغازي في أغلب الحالات، وذلك على شكل غاز أحادي الذرة وعديم اللون والرائحة. بسبب كتلته الذرّيّة المنخفضة فإنّ للهيليوم ناقليّة وسعة حراريّة أعلى من أيّ غاز آخر عدا الهيدروجين، كما أن معدل انتشاره في الأجسام الصلبة أعلى بثلاث مرات من الهواء وحوالي 65% من قيمة انتشار الهيدروجين. لدى الهيليوم قرينة انكسار ثابتة مقارنة مع الغازات الأخرى بحيث أنه يستخدم كمادة قياسية لتصحيح الأخطاء في أجهزة قياس قرينة الانكسار للحالة الغازيّة. عند درجات الحرارة العاديّة فإنّ للهيليوم معامل جول-طومسون سالب، ممّا يعني أنه يسخن عندما يسمح له بالتمدّد، وفقط عند درجة حرارة الانعكاس والتي تتراوح بين 32 و 50 كلفن عند ضغط مقداره 1 جوّ، فإنّ الهيليوم يبرد عندما يتمدّد. عندما تخفّض درجة حرارة الهيليوم دون درجة الحرارة هذه فإنّ الهيليوم يمكن أن يسيّل عن طريق التبريد بالتمديد.
هيليوم
3590#3
يؤدي الاندماج النووي إلى التحام نوايا عنصري الهيدروجين والهيليوم الخفيفين، فتكون منهما عناصرا أخرى كتلتها أكبر. فبينما تبلغ كتلة الهيدروجين 1 وحدة ذرية والهيليوم 4 وحدات ذرية، تنشأ بتلاحمها المتتالي في النجوم والشمس العناصر الأخرى "وتطبخ" ، فيتكوّن الكربون (12 وحدة ذرية) والأكسجين (16 وحدة ذرية)، والصوديوم (23 وحدة ذرية)، وهكذا حتى اليورانيوم (238 وحدة نووية).
عنصر كيميائي
55484#3
الوزن الذري للغاليوم 69.723 وله نظيران s69Ga وs71Ga، كمون تأينه، مقدراً بالكيلوجول/مول، الأول 578.3 والثاني 1969.3 والثالث 2950.0 والرابع 6149.7، نصف القطر الذري 126بيكومتر، نصف قطر الأيون Ga+ ت113 بيكومتر، نصف قطر الأيون Ga+3 ت62 بيكومتر، عدد الأكسدة الرئيس +3، كمون مسراه النظامي Ga+3/GaE0ت- 0.35 فولط، كثافته 5.904 غ/سم3، مقاومته الكهربائية النوعية (مقدرة بالأوم/سم ×610): 53 عند درجة حرارة الصفر المئوي (سلسيوس). طول الموجة الموافق للخطين الرئيسيين في طيفه (مقدراً بالسنتمتر × 810) 4172.2 و4033.2، كهرسلبيته 1.0.
يستحصل بالتحليل الكهربائي لمحلول أحد أملاحه، وهو معدن فعّال نسبياً، ينحل في الحموض مباشرة وينطلق الهدروجين ويتشكل مـلح الشاردة (الأيـون) Ga+3 ويتأكسد، سطحياً فقط، بتسخينه لدرجة حرارة الاحمرار. وهو يتحد مع الأسس مشكلاً الغاليات –GaO2، كما يتفاعل مع الهالوجينات مشكلاً GaX3، ويتحد مع الكبريت مكوناً الكبريتيد Ga2S3، ومع السيلنيوم والكلور والفسفور والزرنيخ بصورة مشابهة لتفاعله مع الكبريت.
غاليوم
322617#12
يصنف الفلكيون العناصر التي تزيد كتلتها الذرية عن الهيليوم بأنها "معادن" M. وعلى ذلك فقد وجد أن نسبة وجود المعادن في غلافه الضوئي فوتوسفير يبلغ M/H] = -0,5 ] وهذه تعتبر 32% من النسبة الموجودة في جو الشمس. بالمقارنة أيضا بنجم الشعرى اليمانية وتبلغ النسبة فيه M/H] = +0,5 ] ، فهو يحوي من المعادن ثلاثة أضعاف النسبة الموجودة في الشمس. وتبلغ كمية المعادن الأثقل من الهيليوم التي تحويها الشمس نحو:
Z = 0,0172 ± 0,002.
بذلك يحوي النسر الواقع على نسبة 54و0 % فقط من العناصر الأثقل من الهيليوم . ومع ذلك فإن 
قلة نسبة المعادن الموجودة في النسر الواقع ليست بغريبة ، فتوجد نجوم تبين تلك الظاهرة ويصنفها الفلكيون بأنها من نوع نجم لامدا-بوؤتيس . 
ومع ذلك فإن ظاهرة وجود أمثال تلك الأطياف ذات التكوينات الكيميائية الغريبة كهذه وأنها تبدي أطياف نجومية من نوع A0-F0 فهي لا تزال غامضة. وقد يكمن تفسير ذلك في انتشار المواد أو حدوث فقد في المادة من النجوم. وتبين نماذج وصف النجوم أن ذلك قد يحدث عند انتهاء مرحلة الاندماج النووي لعنصر الهيدروجين . كما من الممكن أن يكون النجم قد نشأ أساسا من سحابة غاز وغبار تحتوي على نسبة قليلة جدا من المعادن .
النسر الواقع