How big is Atom de heliu?

Un atom de heliu are doi electroni în jurul unui nucleu format din doi protoni și, aproape întotdeauna, doi neutroni. Măsurat în același mod ca atomul de hidrogen din explorator, adică drept dublul distanței la care este cel mai probabil să se găsească electronii săi, are un diametru de aproximativ 0,06 nanometri, adică 62 de picometri. Un picometru este o miime dintr-o miliardime de metru.

Dimensiune

Un atom nu are formă sau dimensiune rigidă. Electronii săi formează un nor în jurul nucleului, fără o limită exterioară netă, așa că există mai multe moduri de a defini dimensiunea unui atom, iar fiecare dă un alt număr. Valoarea de aici provine din calcule ale locului în care este cel mai probabil să se afle electronii.

Conform acestei măsuri, electronii heliului se găsesc cel mai probabil la aproximativ 31 de picometri de nucleu, deci atomul are aproximativ 62 de picometri în diametru. Astfel, heliul este mai mic decât hidrogenul, deși are de două ori mai mulți electroni. Nucleul său are doi protoni în loc de unul, iar atracția lor mai puternică trage electronii mai aproape.

Chimiștii măsoară și cât de aproape pot ajunge doi atomi separați înainte de a se respinge reciproc. Această măsură, raza van der Waals, face ca un atom de heliu să aibă aproximativ 280 de picometri în diametru.

Comparații de dimensiune

Un atom de hidrogen, cu un diametru de 106 picometri conform aceleiași măsuri, este de aproximativ 1,7 ori mai lat decât un atom de heliu.
Un atom de heliu este de aproximativ 18.000 de ori mai lat decât propriul nucleu, care are un diametru de aproximativ 3,4 femtometri. Un femtometru este o milionime de nanometru.
Dacă un atom de heliu ar fi mărit până la lungimea unui teren de fotbal american, adică 110 metri, inclusiv zonele de capăt (end zone), nucleul său ar avea un diametru de aproximativ 6 milimetri.
Aproximativ 1,3–1,6 milioane de atomi de heliu puși unul lângă altul ar acoperi grosimea unui fir de păr uman.
Aproximativ 60 de lungimi de undă ale razelor gamma de câte 1 picometru, puse cap la cap, ar acoperi un atom de heliu.

Descoperit în Soare

Heliul a fost găsit în Soare înainte de a fi găsit pe Pământ. Fiecare element emite lumină într-un model de linii colorate nete, numit spectrul său, care funcționează ca o amprentă. În 1868, astronomii Pierre Janssen și Joseph Norman Lockyer au văzut fiecare câte o linie galbenă în spectrul Soarelui, care nu corespundea niciunui element cunoscut. Lockyer a numit noul element după Helios, cuvântul grecesc pentru Soare.

În 1895, chimistul William Ramsay a găsit heliu pe Pământ, într-un gaz eliberat atunci când un mineral de uraniu a fost dizolvat în acid. Chimiștii suedezi Per Teodor Cleve și Nils Abraham Langlet, care lucrau la Uppsala, l-au găsit independent în același an.

De unde provine heliul

Heliul este al doilea cel mai abundent element din univers, după hidrogen, și reprezintă aproximativ un sfert din masa Soarelui. Pe Pământ, se formează atunci când uraniul și toriul se dezintegrează. Aceste elemente emit particule alfa, fiecare dintre ele fiind un nucleu de heliu. După ce un nucleu de heliu captează doi electroni, devine un atom de heliu.

O parte din acest heliu rămâne captivă în subteran și este extrasă din gazele naturale, care pot conține până la 7% heliu. Heliul care ajunge în aer este suficient de ușor pentru a părăsi cu totul Pământul și a se pierde în spațiu. Heliul lichid fierbe la −269 de grade Celsius, cel mai scăzut punct de fierbere dintre toate substanțele, așa că este folosit pentru a răci magneții din majoritatea aparatelor de imagistică prin rezonanță magnetică (RMN) din spitale.