Ohelio é unelemento químico denúmero atómico 2 e símboloHe. A pesar de que a súaconfiguración electrónica é 1s², non figura no grupo 2 datáboa periódica, xunto ohidróxeno no bloque s, senón que se coloca no grupo 18 do bloque p, xa que o ter o nivel de enerxía completo, presenta as propiedades dungas nobre. Isto é, é inerte (non reacciona) e ao igual que estes, é un gas monoatómico incoloro e inodoro. O helio ten o menor punto de evaporación de tódolos elementos químicos, e só pode ser solidificado baixo presións moi grandes. É ademais, o segundo elemento químico en abundancia no universo, tralo hidróxeno, encontrándose naatmosfera trazas debidas ádesintegración dalgúns elementos. Nalgúns depósitos naturais de gas encóntrase en cantidade suficiente para a explotación, empregándose para o recheo deglobos edirixibles, como líquido refrixerante de materiais supercondutores crioxénicos e como gas envasado no mergullo a gran profundidade.
Ten o punto de solidificación máis baixo de tódolos elementos químicos, sendo o único líquido que non pode solidificarse baixando a temperatura, xa que permanece en estado líquido nocero absoluto a presión normal. De feito, a súatemperatura crítica é de tan só 5,19K. Os sólidos3He e4He son os únicos nos que é posible, incrementando a presión, reducir o volume máis do 30%. A calor específica do gas helio é moi elevado e o helio vapor moi denso, expandíndose rapidamente cando se quenta a temperatura ambiente.
O helio sólido só existe a presións da orde de 100 MPa a 15 K (-248,15°C). Aproximadamente a esa temperatura, o helio sofre unha transformación cristalina, deestrutura cúbica a estrutura hexagonal compacta; en condicións máis extremas, prodúcese un novo cambio, empaquetándose os átomos nunha estrutura cúbica centrada no corpo. Todos estes empaquetamentos teñen enerxías e densidades similares, debéndose os cambios á forma na que os átomos interactúan.
O helio é máis lixeiro que oaire e a diferenza dohidróxeno non é inflamable, sendo ademais o seu poder ascensional un 8% menor que o deste, polo que emprégase como gas de recheo englobos ecepelíns publicitarios, de investigación atmosférica e incluso para realizar recoñecementos militares.
Aínda sendo a anterior a principal, o helio ten máis aplicacións:
As atmosferas helio-osíxeno empréganse na inmersión a gran profundidade, xa que o helio é inerte, menos soluble nosangue ca onitróxeno e difúndese 2,5 veces máis rápido ca el, todo o cal reduce o tempo requirido para a descompresión, aínda que esta debe comezar a maior profundidade, e elimina o risco denarcose por nitróxeno (borracheira das profundidades).
Polo seu baixo punto de licuefacción e evaporación pode utilizarse como refrixerante en aplicacións a temperatura extremadamente baixa como en imánssupercondutores e investigacióncrioxénica a temperaturas próximas ao cero absoluto.
A atmosfera inerte de helio emprégase nasoldadura por arco e na fabricación de cristais desilicio exermanio, así como para presurizar combustibles líquidos defoguetes.
O helio foi descuberto de forma independente polo francésPierre Janssen e o inglésNorman Lockyer, en1868 ao analizar oespectro da luz solar durante unhaeclipse solar acaecida aquel ano, e encontrar unha liña de emisión dun elemento descoñecido.Eduard Frankland confirmou os resultados de Janssen e propuxo o nomehelium para o novo elemento, en honor aodeus grego do sol (helios) ao que se engadiu o sufixo-ium xa que se esperaba que o novo elemento forametálico.
En1895William Ramsay illou o helio descubrindo que non era metálico, a pesar do cal conservou o nome orixinal. Os químicos suecosNils Langlet ePer Theodor Cleve conseguiron tamén, pola mesma época, illar o elemento.
O helio é o segundo elemento máis abundante douniverso tralohidróxeno e constitúe arredor do 20% da materia dasestrelas e desempeña no proceso defusión nuclear un importante papel. A abundancia de helio non pode se pode explicar polo que xeran as estrelas, aínda que é consistente co modelo dobig-bang, créndose que a maior parte do helio existente se formou nos tres primeiros minutos do universo.[Cómpre referencia]
O isótopo máis común do helio é4He, o núcleo está constituído por dous protóns e dousneutróns. A súa excepcional estabilidade nuclear débese a que ten unnúmero máxico de nucleóns, é dicir, unha cantidade que se distribúe en niveis completos (de modo análogo a como se distribúen oselectróns nosorbitais). Numerosos núcleos pesados desintégranse emitindo un núcleo de4He; este proceso, que se denominadesintegración alfa e polo que ao núcleo emitido se lle chamapartícula alfa, é a orixe da maioría do helio terrestre.
O helio ten un segundo isótopo, o3He, así como outros máis pesados que sonradioactivos. O helio-3 é practicamente inexistente na terra, dado que a desintegración alfa produce exclusivamente núcleos de helio-4 e tanto estes como o helio atmosférico escapan ao espazo en períodos xeolóxicos relativamente curtos.
Ambos os isótopos producíronse no big-bang e cantidades significativas séguense producindo mediante a fusión do hidróxeno nasestrelas seguindo acadea protón-protón.
O helio líquido (helio-4) encóntrase en dúas formas distintas: helio-4 I e helio-4 II, entre os que se produce unha brusca transición a 2,1768 K (punto lambda) ápresión de vapor. O He-I, por riba desa temperatura é un líquido normal, pero o He-II, por debaixo dela, non se parece a ningunha outra substancia converténdose nunsuperfluído con características raras debidas áefectos cuánticos, un dos primeiros casos nos que se teñen observado a escala macroscópica.
O helio-II ten unhaviscosidade nula polo que flúe con facilidade a través de finos capilares a través dos que o helio-I non pode fluír, e ten ademais unha condutividade térmica moito maior que calquera outra substancia. Exhibe un efecto fonte, de xeito que se se somerxe parcialmente un tubo cun extremo capilar en helio-II e quéntase o tubo para superar o punto lambda, o helio-I verterase polo extremo libre do tubo a modo de fonte, producíndose un fluxo constante de helio-II a través do capilar cara ao tubo quente. Inversamente, cando se forza o paso de helio-II a través dun capilar, o líquido arrefríase. Os pulsos de calor propáganse a través do líquido de forma análoga a como o fai o son, un fenómeno ao que se denomina, por iso,segundo son. Ademais, o helio-II ten a capacidade de reptar, de modo que calquera sólido en contacto con el cóbrese cunha capa de entre 50 e 100 átomos de espesor a través da cal o líquido pode fluír a unha velocidade que depende da temperatura, de feito se se somerxe parcialmente unha vasilla co fondo estanco nun leito de helio-II, este reptará polas paredes exteriores da vasilla enchéndoa ata que os niveis en ambos se igualen, esta propiedade dificulta por razóns obvias a construción de recipientes de helio-II.
Os depósitos de helio gas de 5 a 10K deben almacenarse como se contiveran líquido debido ao grande incremento de presión que se produce ao quentar o gas a temperatura ambiente.
