氦原子有两个电子，围绕着由两个质子、且几乎总是两个中子构成的原子核运动。若采用与本站中氢原子相同的测量方法——即电子最可能出现位置到原子核距离的两倍——氦原子的直径约为 0.06 纳米，即 62 皮米。皮米是一米的万亿分之一。

大小

原子没有固定的形状或大小。它的电子在原子核周围形成一团没有清晰边界的电子云，因此原子的大小有多种定义方式，每一种都会得到不同的数值。这里给出的数值，来自对电子最可能出现位置的计算。

按这种测量方式，氦原子的电子最可能出现在距原子核约 31 皮米处，因此原子直径约为 62 皮米。这使得氦原子比氢原子更小，尽管它的电子数是氢原子的两倍。这是因为氦原子核含有两个质子而不是一个，更强的吸引力把电子拉得更近。

化学家还会测量两个独立原子在相互排斥之前能够靠近到多近。按这种被称为范德华半径的测量方式，氦原子的直径约为 280 皮米。

大小比较

按同样的测量方式，氢原子的直径为 106 皮米，宽度约为氦原子的 1.7 倍。
氦原子的宽度约为其原子核的 1.8 万倍，原子核直径约为 3.4 飞米。飞米是一纳米的百万分之一。
如果把氦原子放大到一个包含端区、全长 110 米的美式足球场那么长，它的原子核直径约为 6 毫米。
大约 130 万–160 万个氦原子并排排列，宽度就相当于一根头发的宽度。
大约 60 个 1 皮米长的 γ 射线波长首尾相连，就相当于一个氦原子的宽度。

发现于太阳

氦最早是在太阳上被发现的，比在地球上发现还要早。每种元素发出的光都呈现出一系列分明的彩色谱线，称为该元素的光谱，其作用就像指纹一样。1868 年，天文学家皮埃尔·让森（Pierre Janssen）和约瑟夫·诺曼·洛克耶（Joseph Norman Lockyer）各自在太阳光谱中看到一条黄色谱线，它与任何已知元素都对不上。洛克耶以希腊语中意为“太阳”的赫利俄斯（Helios）为这种新元素命名。

1895 年，化学家威廉·拉姆齐（William Ramsay）在地球上发现了氦：将一种铀矿物溶于酸中时，释放出的气体里含有氦。同年，在乌普萨拉工作的瑞典化学家佩尔·特奥多尔·克莱夫（Per Teodor Cleve）和尼尔斯·亚伯拉罕·朗格勒（Nils Abraham Langlet）也独立发现了氦。

氦从何而来

氦是宇宙中含量第二丰富的元素，仅次于氢，约占太阳质量的四分之一。在地球上，氦产生于铀和钍的衰变：这些元素衰变时会放出 α 粒子，而每个 α 粒子其实就是一个氦原子核。一旦获得两个电子，它就成为一个氦原子。

其中一部分氦被封存在地下，人们从天然气中提取氦，天然气中氦的含量最高可达 7%。逃逸到大气中的氦足够轻，会彻底离开地球，飘散到太空中。液氦的沸点是 −269 摄氏度，是所有物质中最低的沸点，因此大多数医院的核磁共振（MRI）扫描仪都用它来冷却磁体。

参考资料

Theoretical Calculation of Absolute Radii of Atoms and Ions. Part 1. The Atomic Radii. Ghosh and Biswas, International Journal of Molecular Sciences, 2002.
Helium: Radii of Atoms and Ions. WebElements, University of Sheffield.
Helium. Royal Society of Chemistry, Periodic Table.
Electronic Structure of Atoms (Electron Configurations). In Chemistry 2e. OpenStax, 2019.
Periodic Variations in Element Properties. In Chemistry 2e. OpenStax, 2019.
Atomic Weight of Helium. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights.
Radiation Basics. U.S. Environmental Protection Agency, 2026.
Bohr Radius. NIST, CODATA 2022.
Alpha Particle RMS Charge Radius. NIST, CODATA 2022.
2026 NFL Rulebook. National Football League, 2026.
Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.

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