W fizyce i chemii hel jest znany jako gaz szlachetny, który występuje w postaci jednoatomowej, oznaczanej jako He. Jest to element chemiczny o jednym protonie i zwykle dwóch neutronach w jądrze atomowym. Pomimo swojej prostoty, hel ma unikalne właściwości, które determinują jego zachowanie w warunkach normalnych.
Struktura helu
Hel należy do grupy gazów szlachetnych, które charakteryzują się wypełnioną elektronową powłoką walencyjną. W przypadku helu, ma on pełną powłokę z dwoma elektronami, co czyni go bardzo stabilnym. Ta stabilność jest przyczyną, dla której hel preferuje występowanie w postaci jednoatomowej.
Siły międzycząsteczkowe
W warunkach normalnych, czyli przy temperaturze pokojowej i ciśnieniu atmosferycznym, hel nie tworzy cząsteczek dwuatomowych głównie z powodu słabych sił międzycząsteczkowych. Siły te, takie jak siły van der Waalsa, które działają między cząsteczkami, są zbyt słabe, aby utrzymać hel w postaci cząsteczek dwuatomowych.
Zjawisko termalnej migracji
W warunkach normalnych, energia termiczna cząsteczek helu jest wystarczająco wysoka, aby umożliwić im poruszanie się i oddziaływanie ze sobą. Zjawisko termalnej migracji oznacza, że cząsteczki helu wzbijają się do góry, przechodząc przez cięższe gazy w atmosferze ziemskiej. To sprawia, że składają się głównie z pojedynczych atomów helu, zamiast tworzyć stabilne cząsteczki dwuatomowe.
Zastosowania w praktyce
Chociaż hel w warunkach normalnych nie występuje w postaci cząsteczek dwuatomowych, jego unikalne właściwości sprawiają, że jest niezwykle przydatny w różnych dziedzinach, takich jak przemysł, medycyna czy nauka. Jest wykorzystywany m.in. do chłodzenia magnesów w rezonansie magnetycznym, wypełniania balonów na gorące powietrze oraz jako gaz nośny w chromatografii gazowej.
Ogółem, choć hel nie tworzy cząsteczek dwuatomowych w warunkach normalnych, jego właściwości i zastosowania czynią go niezwykle interesującym i ważnym elementem w dziedzinie nauki i technologii.