2 He Helio 4.003
Gas noble s-block Period 1 Group 18

Helio

He · Element 2 · Noble gases

Inert, weightless and permanently escaping: helium is the only element that will not freeze at ordinary pressure, no matter how cold you make it.

ESTADO A 20°C Gas
MASA ATÓMICA 4.003 u
ELECTRON CONFIGURATION 1s²

Estructura

El átomo de helio

No es un diagrama de puntos sobre anillos, sino una muestra de Monte Carlo de la densidad de probabilidad real |ψ|² para cada subcapa ocupada. Arrastra para girar. El azul y el violeta indican signos opuestos de la función de onda, lo que hace posible el enlace químico.

Nube orbital

Valores medidos

Ficha de propiedades

Cada barra muestra dónde se sitúa helio entre los 118 elementos para esa propiedad.

Físico

Densidad 1.78e-4 g/cm³ 1%
Punto de Fusión 1 K 0%
Punto de Ebullición 4.2 K 0%
calor específico 5.193 J/g·K
Conductividad Térmica 0.15 W/m·K 10%

Atómico

Radio Atómico 31 pm 0%
radio covalente 28 pm
radio de Van der Waals 140 pm

Electrónico

Electronegatividad
energía de ionización 2372.6 kJ/mol 100%
Afinidad Electrónica

Presencia

Abundancia en la corteza 0.52 mg/kg 48%

Identidad

SímboloHe
Número atómico2
Masa atómica4.003 u
CategoríaGas noble
Bloques
Estructura cristalinaestructura hexagonal compacta
Estados de oxidación0
Descubrimiento1868
Descubierto porPierre Janssen & Norman Lockyer

Fuentes: pesos atómicos estándar de la IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Los valores marcados con ~ son predichos y no medidos.

Tamaño, a escala

How big is a helio atom?

Radius 31 pm — that is 0.031 nm, so about 16129 million of them side by side would span a millimetre.

Intervalo térmico

Solid, liquid, gas — and when

Helio is liquid over a 3 K window, from 1 K to 4 K.

Dónde se encuentra

Posición en la tabla

Helio sits in period 1, group 18. Everything in group 18 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER GASES NOBLES

All gases nobles

La historia

Qué es helio y cómo lo descubrimos

El elemento de la era espacial

El helio, llamado así por Helios, el dios griego del sol, tiene la distinción única de ser el único elemento descubierto en el espacio antes que en la Tierra. Detectado por primera vez en el espectro solar durante el eclipse solar de 1868, el helio es el segundo elemento más abundante del universo, pero uno de los más raros en la Tierra.

Propiedades físicas extraordinarias

El helio presenta propiedades extraordinarias que desafían la experiencia común. Es el único elemento que no puede congelarse en un sólido a presión normal; incluso a cero absoluto (-273.15°C), el helio permanece líquido a menos que la presión supere las 25 atmósferas. A 2.17K, el helio-4 se convierte en un superfluido con viscosidad cero, capaz de fluir hacia arriba y a través de poros del tamaño de moléculas.

Características de los gases nobles

Como el primer gas noble de la tabla periódica, el helio es completamente inerte desde el punto de vista químico en todas las condiciones conocidas. Su configuración electrónica (1s²) representa una capa completa, lo que lo convierte en el elemento más estable. No existen compuestos de helio de forma natural, aunque se han creado iones exóticos de hidruro de helio (HeH⁺) en condiciones de laboratorio.

Propiedades isotópicas

Helio-4 (⁴He): 99.999863% de abundancia; producido por la desintegración alfa de elementos radiactivos

Helio-3 (³He): 0.000137% de abundancia; extremadamente raro, posible combustible de fusión con un valor de $15,000 por gramo

Aplicaciones

Para qué se utiliza helio

Aplicaciones y usos de alta tecnología

🎈 Consumo y entretenimiento

  • Globos de fiesta: Proporciona elevación debido a una densidad 7 veces menor que la del aire
  • Alteración de la voz: Inhalar helio cambia la resonancia de las cuerdas vocales y produce una voz aguda (Nota: Puede ser peligroso; puede causar asfixia)
  • Dirigibles y zepelines: Los dirigibles de Goodyear utilizan más de 200,000 pies cúbicos de helio para una elevación segura y no inflamable

🧪 Aplicaciones científicas y médicas

  • Imanes de resonancia magnética: Enfría los imanes superconductores hasta 4.2K (-269°C); cada equipo de resonancia magnética requiere 1,500-1,700 litros
  • Mezclas respiratorias: Heliox (80% de helio, 20% de oxígeno) trata el asma grave y la enfermedad por descompresión
  • Inmersión en aguas profundas: El trimix (helio, nitrógeno, oxígeno) previene la narcosis por nitrógeno a profundidades superiores a 30 metros
  • Detección de fugas: El pequeño tamaño atómico del helio lo hace ideal para encontrar fugas diminutas en sistemas de vacío y tuberías
  • Cromatografía: Gas portador en cromatografía de gases debido a su inercia química y conductividad térmica

🚀 Aeroespacial y tecnología

  • Enfriamiento de motores de cohetes: Falcon 9 de SpaceX utiliza helio para presurizar los depósitos de combustible y enfriar los motores
  • Control de actitud de satélites: Los propulsores de gas frío utilizan helio presurizado para maniobrar naves espaciales con precisión
  • Enfriamiento de telescopios: Los instrumentos del telescopio espacial James Webb se enfrían con helio líquido hasta 7K para la detección infrarroja
  • Fabricación de semiconductores: Crea una atmósfera inerte durante la producción de chips de silicio y la implantación iónica

🔬 Aplicaciones de investigación

  • Aceleradores de partículas: El Gran Colisionador de Hadrones utiliza 130 toneladas de helio líquido para enfriar los imanes superconductores
  • Investigación nuclear: El helio-3 se utiliza para la detección de neutrones y en posibles reactores de fusión
  • Investigación criogénica: Permite alcanzar temperaturas cercanas al cero absoluto para experimentos cuánticos

Manejo

Seguridad

Información de seguridad y manipulación

⚠️ Peligros principales

ASFIXIANTE SIMPLE: PELIGRO DE DESPLAZAMIENTO DEL OXÍGENO

  • Riesgo de asfixia: Las concentraciones superiores al 20% pueden desplazar el oxígeno
  • Sin propiedades de advertencia: Incoloro e inodoro; indetectable sin instrumentos
  • Dispersión rápida: Al ser más ligero que el aire, el helio asciende y puede acumularse en zonas altas

🛡️ Directrices de OSHA

  • Sin PEL establecido: El helio es fisiológicamente inerte
  • Normas para espacios confinados: Siga la norma 29 CFR 1910.146 para espacios confinados
  • Control del oxígeno: Mantenga más del 19.5% de oxígeno en las zonas de trabajo
  • Requisitos de ventilación: Garantice una ventilación adecuada para evitar la acumulación

🧤 Equipo de protección personal

  • Protección respiratoria: Aparato respiratorio autónomo en entornos con poco oxígeno
  • Protección ocular: Gafas de seguridad al manipular sistemas presurizados
  • Protección criogénica: Guantes aislantes y pantalla facial para el helio líquido
  • Ropa: Mangas largas y pantalones para evitar el contacto de la piel con el gas o líquido frío

📦 Almacenamiento y manipulación

  • Bombonas de gas: Almacénelas en posición vertical, aseguradas y en zonas bien ventiladas
  • Presión: Normalmente se almacena a 200-300 bar (3000-4500 psi)
  • Temperatura: Mantenga las bombonas por debajo de 50°C (122°F)
  • Helio líquido: Almacénelo en recipientes Dewar especializados con sistemas de alivio de presión
  • Manipulación: Utilice equipos de elevación adecuados; nunca haga rodar ni arrastre las bombonas

🚨 Procedimientos de emergencia

Fuga de gas:

  • Evacúe inmediatamente hacia un lugar con aire fresco
  • Ventile la zona de arriba abajo (el helio asciende)
  • Controle los niveles de oxígeno antes de volver a entrar
  • Compruebe si hay fugas con una solución jabonosa o un detector ultrasónico

Incidente por inhalación:

  • Lleve inmediatamente a la víctima a un lugar con aire fresco
  • Controle la respiración y el estado de conciencia
  • Administre oxígeno si está disponible y cuenta con la capacitación necesaria
  • Llame a los servicios de emergencia si la víctima está inconsciente

Exposición criogénica:

  • Aleje inmediatamente a la persona de la fuente de frío
  • Caliente gradualmente las zonas afectadas con agua tibia
  • No frote ni masajee el tejido congelado
  • Busque atención médica inmediata en caso de congelación grave

⚠️ Precauciones especiales

  • Nunca inhale helio puro: Puede causar una pérdida rápida del conocimiento
  • Advertencia sobre los globos: Inhalar de varios globos puede ser mortal
  • Espacios confinados: Utilice un control atmosférico continuo
  • Sistemas de presión: Siga los códigos de recipientes a presión de ASME

Respuestas rápidas

Preguntas frecuentes sobre Helio

What is Helio?

Helio (symbol He) is element 2 on the periodic table, a gas noble in period 1, group 18. Inert, weightless and permanently escaping: helium is the only element that will not freeze at ordinary pressure, no matter how cold you make it. At room temperature it is a gas.

What is the electron configuration of Helio?

Helio's ground-state electron configuration is 1s², giving 1 occupied shell holding 2 electrons respectively. Its outer shell holds 8 electrons, which is what sets its bonding behaviour.

What are the melting and boiling points of Helio?

Helio melts at 1 K (-272.2 °C) and boils at 4.2 K (-268.9 °C).

What is the atomic mass of Helio?

The standard atomic weight of Helio is 4.003 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is Helio?

Helio is a gas at room temperature; its density is about 0.178 g/L at 0 °C and 1 atm — roughly lighter than air.

Who discovered Helio, and when?

Helio was discovered in 1868 by Pierre Janssen & Norman Lockyer. It is named after greek helios, the Sun — found there before Earth.

How common is Helio on Earth?

Helio makes up about 0.52 mg/kg of the Earth's crust — genuinely rare, which is why it is expensive.