Heli là nguyên tố đứng thứ 2 trong bảng tuần hoàn hóa học với những đặc điểm riêng. Trong nội dung bài viết này, chúng ta cùng tìm hiểu về hóa trị của Heli và những thông tin liên quan như tính chất vật lý, hóa học, ứng dụng trong cuộc sống.
Heli hóa trị mấy?
Heli có số hiệu nguyên tử là 2. Cấu hình electron là 1s2, nó đã đủ 2 electron ở lớp ngoài cùng và đạt được cấu hình bền vững. Bởi vậy, Heli không có nhu cầu cho hay nhận electron.
Vậy câu trả lời cho câu hỏi Heli hóa trị mấy đó là: Heli không có hóa trị vì đã đạt được cấu hình electron bền vững. Đó là lý do mà Heli không tham gia vào các phản ứng hóa học để kết hợp với những nguyên tố khác.
Một số thông tin cơ bản về Heli:
- Ký hiệu hóa học: He
- Số hiệu nguyên tử: 2
- Cấu hình electron: 1s2
- Chu kỳ 1
- Khối lượng nguyên tử: 4
- Heli có 9 đồng vị nhưng chỉ có các đồng vị 3He và 4He là bền.
Tính chất vật lý của Heli
Heli là chất khí tồn tại nhiều thứ 2 trong vũ trụ, chỉ đứng sau khí Hidro. Chúng ta cùng điểm qua các tính chất vật lý nổi bật của Heli như sau:
- Trạng thái: Chất khí
- Màu sắc: Không màu
- Nhiệt độ nóng chảy với áp suất 2,5 MPa là 0,95 K (tương ứng với -272,20 độ C, -457,96 độ F)
- Nhiệt độ sôi: 4,22 K (tương ứng với -268,93 độ C, -452,07 độ F)
- Mật độ 0,1786 g/L (ở 0 độ C, 101.325 kPa)
- Mật độ ở thể lỏng ở nhiệt độ nóng chảy: 0,145 g·cm−3
- Điểm tới hạn: 5.1953 K, 0.22746 MPa
- Nhiệt lượng nóng chảy: 0,0138 kJ·mol−1
- Nhiệt bay hơi: 0.0829 kJ·mol−1
- Nhiệt dung: 5R/2 = 20,786 J·mol−1·K−1
Như vậy, Heli có điểm sôi thấp nhất trong tất cả các nguyên tố và chỉ có thể đông đặc dưới áp suất rất cao.
Tính chất hóa học của Heli
Như đã nói ở trên, Heli là khí đơn nguyên tử. Do đó, Heli thể hiện tính trơ về về mặt hóa học. Nó không tham gia phản ứng hóa học với tất cả các chất, bao gồm cả các đơn chất và hợp chất.
Cách điều chế khí Heli
Do trơ về mặt hóa học và tồn tại rất nhiều trong bầu khí quyển, bởi vậy khí Heli sẽ được điều chế nhờ quá trình tách lọc trong không khí.
Ngày nay, phương pháp để điều chế khí heli an toàn và hiệu quả hơn. Quá trình này bắt đầu bằng việc ngưng tụ khí tự nhiên ở nhiệt độ thấp để chuyển đổi nó từ dạng khí sang dạng lỏng. Kết quả là thu được khí heli trong trạng thái rắn đặc. Khối lượng khí heli được sản xuất chiếm khoảng 80% tổng lượng ở quá trình này.
Sau giai đoạn ngưng tụ sẽ đến quá trình lọc để loại bỏ các tạp chất để thu được khí Heli tinh khiết nhất. Các tạp chất thường được loại bỏ đó là khí metan, hydro và nitơ. Khí heli được tinh chế đạt đến độ tinh khiết trên 90%.
Ứng dụng của khí Heli trong cuộc sống
Dựa vào các tính chất đặc trưng của khí Heli mà sẽ ứng dụng nó vào nhiều lĩnh vực khác nhau, nổi bật như:
- Trong lĩnh vực khinh khí cầu: Với khối lượng riêng thấp, khí Heli sẽ tạo ra lực nâng đủ lớn để nâng cả khinh khí cầu lên không trung. Nhờ đó, khinh khí cầu có thể bay lên và di chuyển theo sự điều khiển của con người.
- Ngành công nghiệp dầu khí: Khí heli dùng trong quá trình khoan dầu khí để giảm ma sát và làm mát. Nó cũng được dùng trong các quá trình xử lý dầu khí để kiểm soát áp suất và tạo điều kiện an toàn.
- Ứng dụng khí Heli trong công nghiệp hàn: Helium được coi như là một chất bảo vệ trong quá trình hàn giúp ngăn chặn sự oxi hóa tại các điểm hàn. Từ đó, đảm bảo chất lượng và độ bền của các kết cấu hàn.
- Trong ngành công nghiệp nhiệt điện: Helium được dùng như chất làm mát trong các máy phát điện nhiệt điện nhờ tính chất truyền nhiệt cao.
- Trong ngành viễn thông: Heli được sử dụng trong quá trình làm khô cáp quang. Do không có tham gia phản ứng hóa học, khí heli không tương tác hóa học với các vật liệu và không gây hư hỏng cho cáp quang, giúp duy trì chất lượng của đường truyền.
- Trong lĩnh vực y học: Heli được sử dụng trong các máy chẩn đoán hình ảnh như máy CT, MRI để tạo ra hình ảnh chính xác và chi tiết của cơ thể hay dùng trong các quy trình thở hỗ trợ và xét nghiệm chức năng phổi.
- Trong nghiên cứu khoa học: Khí heli được có tác dụng làm lạnh các thiết bị như nam châm siêu dẫn và các máy phân tích phổ.
- Trong giải trí: Heli làm bay các bóng bay và tạo ra tiếng nổ nhỏ trong các bữa tiệc và sự kiện.
Trên đây là giải đáp về câu hỏi :”Heli hóa trị mấy” và những thông tin liên quan đến tính chất vật lý, hóa học và ứng dụng của khí Heli. Mong rằng, nội dung bài viết cung cấp sẽ giúp bạn có thêm nhiều kiến thức bổ ích.
