2 He Hélio 4.003
Gás nobre s-block Period 1 Group 18

Hélio

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 Gás
MASSA ATÓMICA 4.003 u
ELECTRON CONFIGURATION 1s²

Estrutura

O átomo de hélio

Não é um diagrama de pontos em anéis — é uma amostra de Monte Carlo da densidade de probabilidade real |ψ|² para cada subcamada ocupada. Arraste para girar. Azul e violeta marcam sinais opostos da função de onda, o que torna possível a ligação química.

Nuvem orbital

Valores medidos

Ficha de propriedades

Cada barra mostra onde hélio se situa entre todos os 118 elementos para essa propriedade.

Física

Densidade 1.78e-4 g/cm³ 1%
Ponto de Fusão 1 K 0%
Ponto de Ebulição 4.2 K 0%
calor específico 5.193 J/g·K
Condutividade Térmica 0.15 W/m·K 10%

Atômica

Raio Atômico 31 pm 0%
raio covalente 28 pm
raio de Van der Waals 140 pm

Eletrónica

Eletronegatividade
energia de ionização 2372.6 kJ/mol 100%
Afinidade Eletrônica

Ocorrência

Abundância na crosta 0.52 mg/kg 48%

Identidade

SímboloHe
Número atômico2
Massa atómica4.003 u
CategoriaGás nobre
Blocos
Estrutura cristalinaestrutura hexagonal compacta
Estados de oxidação0
Descoberto1868
Descoberto porPierre Janssen & Norman Lockyer

Fontes: massas atômicas padrão da IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Os valores marcados com ~ são previstos, não medidos.

Tamanho, em escala

How big is a hélio atom?

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

Faixa térmica

Solid, liquid, gas — and when

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

Onde está

Posição na tabela

Hélio 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 NOBRES

All gases nobres

A história

O que é hélio e como o encontramos

O elemento da era espacial

O hélio, nomeado em homenagem a Hélios, o deus grego do Sol, detém a distinção única de ser o único elemento descoberto no espaço antes da Terra. Detectado pela primeira vez no espectro solar durante o eclipse solar de 1868, o hélio é o segundo elemento mais abundante no universo, mas um dos mais raros na Terra.

Propriedades físicas extraordinárias

O hélio apresenta propriedades notáveis que desafiam a experiência comum. É o único elemento que não pode ser congelado em um sólido à pressão normal — mesmo no zero absoluto (-273.15°C), o hélio permanece líquido, a menos que a pressão exceda 25 atmosferas. A 2.17K, o hélio-4 torna-se um superfluido com viscosidade zero, capaz de fluir para cima e através de poros do tamanho de moléculas.

Características de gás nobre

Como o primeiro gás nobre da tabela periódica, o hélio é completamente inerte do ponto de vista químico em todas as condições conhecidas. Sua configuração eletrónica (1s²) representa uma camada completa, tornando-o o elemento mais estável. Nenhum composto de hélio existe naturalmente, embora íons exóticos de hidreto de hélio (HeH⁺) tenham sido criados em condições de laboratório.

Propriedades isotópicas

Hélio-4 (⁴He): abundância de 99.999863% — produzido pelo decaimento alfa de elementos radioativos

Hélio-3 (³He): abundância de 0.000137% — extremamente raro, potencial combustível de fusão que vale $15,000 por grama

Aplicações

Para que hélio é usado

Aplicações e usos de alta tecnologia

🎈 Consumo e entretenimento

  • Balões de festa: Proporciona sustentação devido à densidade 7 vezes menor que a do ar
  • Alteração da voz: A inalação de hélio altera a ressonância das cordas vocais, criando uma voz aguda (Observação: pode ser perigoso — pode causar asfixia)
  • Dirigíveis e balões: Os dirigíveis da Goodyear usam mais de 200,000 pés cúbicos de hélio para obter sustentação segura e não inflamável

🧪 Aplicações científicas e médicas

  • Ímãs de ressonância magnética: Resfria ímãs supercondutores a 4.2K (-269°C) — cada aparelho de ressonância magnética requer 1,500-1,700 litros
  • Misturas respiratórias: O Heliox (80% hélio, 20% oxigênio) trata asma grave e doença descompressiva
  • Mergulho em alto-mar: O Trimix (hélio, azoto, oxigénio) previne a narcose por azoto em profundidades >30 metros
  • Detecção de vazamentos: O pequeno tamanho atômico do hélio o torna ideal para encontrar vazamentos minúsculos em sistemas de vácuo e tubulações
  • Cromatografia: Gás de arraste em cromatografia gasosa devido à inércia química e à condutividade térmica

🚀 Aeroespacial e tecnologia

  • Resfriamento de motores de foguete: O Falcon 9 da SpaceX usa hélio para pressurizar tanques de combustível e resfriar motores
  • Controle de atitude de satélites: Propulsores de gás frio usam hélio pressurizado para manobras precisas de espaçonaves
  • Resfriamento de telescópios: Os instrumentos do Telescópio Espacial James Webb são resfriados com hélio líquido a 7K para detecção infravermelha
  • Fabricação de semicondutores: Cria uma atmosfera inerte durante a produção de chips de silício e a implantação iônica

🔬 Aplicações em pesquisa

  • Aceleradores de partículas: O Grande Colisor de Hádrons usa 130 toneladas de hélio líquido para resfriar ímãs supercondutores
  • Pesquisa nuclear: Hélio-3 para detecção de neutrões e possíveis reatores de fusão
  • Pesquisa em criogenia: Obtenção de temperaturas próximas do zero absoluto para experimentos quânticos

Manuseio

Segurança

Informações de segurança e manuseio

⚠️ Principais perigos

ASFIXIANTE SIMPLES — PERIGO DE DESLOCAMENTO DE OXIGÊNIO

  • Risco de asfixia: Concentrações >20% podem deslocar o oxigênio
  • Sem propriedades de advertência: Incolor e inodoro — não pode ser detectado sem instrumentos
  • Dispersão rápida: Por ser mais leve que o ar, o hélio sobe e pode se acumular em áreas altas

🛡️ Diretrizes da OSHA

  • Nenhum PEL estabelecido: O hélio é fisiologicamente inerte
  • Regras para espaços confinados: Siga a norma 29 CFR 1910.146 para espaços confinados
  • Monitoramento de oxigênio: Mantenha >19.5% de oxigênio nas áreas de trabalho
  • Requisitos de ventilação: Ventilação adequada para evitar acúmulo

🧤 Equipamentos de proteção individual

  • Proteção respiratória: Equipamento autônomo de respiração em ambientes com pouco oxigênio
  • Proteção ocular: Óculos de segurança ao manusear sistemas pressurizados
  • Proteção criogênica: Luvas isolantes e protetor facial para hélio líquido
  • Vestuário: Mangas compridas e calças para evitar o contato da pele com gás ou líquido frio

📦 Armazenamento e manuseio

  • Cilindros de gás: Armazene na posição vertical, presos, em áreas bem ventiladas
  • Pressão: Normalmente armazenado a 200-300 bar (3000-4500 psi)
  • Temperatura: Mantenha os cilindros abaixo de 50°C (122°F)
  • Hélio líquido: Armazene em recipientes criogênicos especializados com sistemas de alívio de pressão
  • Manuseio: Use equipamentos de elevação adequados — nunca role nem arraste os cilindros

🚨 Procedimentos de emergência

Vazamento de gás:

  • Evacue imediatamente para um local com ar fresco
  • Ventile a área de cima para baixo (o hélio sobe)
  • Monitore os níveis de oxigênio antes de reentrar
  • Verifique se há vazamentos usando solução de sabão ou detector ultrassônico

Incidente de inalação:

  • Leve a vítima imediatamente para um local com ar fresco
  • Monitore a respiração e a consciência
  • Administre oxigênio se disponível e se tiver treinamento
  • Chame os serviços de emergência para vítimas inconscientes

Exposição criogênica:

  • Afaste imediatamente a pessoa da fonte de frio
  • Aqueça gradualmente as áreas afetadas com água morna
  • Não esfregue nem massageie o tecido congelado
  • Procure atendimento médico imediato em caso de congelamento grave

⚠️ Precauções especiais

  • Nunca inale hélio puro: Pode causar perda rápida de consciência
  • Advertência sobre balões: Inalações de vários balões podem ser fatais
  • Espaços confinados: Use monitoramento atmosférico contínuo
  • Sistemas de pressão: Siga os códigos da ASME para vasos de pressão

Respostas rápidas

Hélio: perguntas frequentes

What is Hélio?

Hélio (symbol He) is element 2 on the periodic table, a gás nobre 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 Hélio?

Hélio'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 Hélio?

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

What is the atomic mass of Hélio?

The standard atomic weight of Hélio 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 Hélio?

Hélio 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 Hélio, and when?

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

How common is Hélio on Earth?

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