氦（Helium），為稀有氣體的一種。
氦
氦（Helium），為稀有氣體的一種。
元素名來源於希臘文，原意是“太陽”。
1868年法國的楊森利用分光鏡觀察太陽表面，
發現一條新的黃色譜線，
並認為是屬於太陽上的某個未知元素，故名氦。
氦在通常情況下為無色、無味的氣體，
是唯一不能在標準大氣壓下固化的物質。
氦是最不活潑的元素。
氦的應用主要是作為保護氣體、氣冷式核反應爐的工作流體和超低溫冷凍劑。
研究歷史
看見有彩色的彩條，是太陽噴射出來的熾熱的光譜。
他發現一條黃色譜線，接近鈉光譜總的D1和D2線。
日蝕後，他同樣在太陽光譜中觀察到這條黃線，稱為D3線。
1868年10月20日，英國天文學家洛克耶也發現了這樣的一條黃線。
經過進一步研究，認識到是一條不屬於任何已知元素的新線，
是因一種新的元素產生的，把這個新元素命名為 helium，
來自希臘文helios（太陽），元素符號定為He。
這是第一個在地球以外，在宇宙中發現的元素。
為了紀念這件事，當時鑄造一塊金質紀念牌，
一面雕刻著駕著四匹馬戰車的傳說中的太陽神阿波羅（Apollo）像，
另一面雕刻著詹森和洛克耶的頭像，下麵寫著：1868年8月18日太陽突出物分析。
在詹遜從太陽光譜中發現氦時，
英人J. N. Lockyer和E. F. Frankland認為這種物質在地球上還沒有發現，
因此定名為“氦”（英文為helium），源自希臘語意為“太陽”。
過了20多年後，拉姆賽在研究釔鈾礦時發現了一種神秘的氣體。
由於他研究了這種氣體的光譜，發現可能是詹森和洛克耶發現的那條黃線D3線。
但由於他沒有儀器測定譜線在光譜中的位置，
他只有求助於當時最優秀的光譜學家之一的倫敦物理學家克魯克斯。
克魯克斯證明了，這種氣體就是氦。這樣氦在地球上也被發現了。
在二十世紀初的幾十年裡，世界各國都在尋找氦氣資源，在當時主要是為了充飛艇。
但是到了二十一世紀，氦不僅用在飛行上，尖端科學研究，現代化工業技術，都離不開氦，而且用的常常是液態的氦，而不是氣態的氦。
液態氦把人們引到一個新的領域——低溫世界。
英國物理學家杜瓦（Dewar）在1898年首先得到了液態氫。
就在同一年，荷蘭的物理學家卡美林·奧涅斯也得到了液態氫。
液態氫的沸點是零下253℃，在這樣低的溫度下，其他各種氣體不僅變成液體，而且都變成了固體。
只有氦是最後一個不肯變成液體的氣體。
包括杜瓦和卡美林·奧涅斯在內的科學家們和決心把氦氣也變成液體。
1908年7月13日晚，荷蘭物理學家卡美林·奧涅斯（Heike Kamerlingh Onnes昂納斯）
和他的助手們在著名的萊頓實驗室取得成功，氦氣變成了液體。他第一次得到了320立方釐米的液態氦。
要得到液態氦，必須先把氦氣壓縮並且冷卻到液態空氣的溫度，然後讓它膨脹，使溫度進一步下降，氦氣就變成了液體。
液態氦是一種與眾不同的液體，其沸點為零下269℃。在這樣低的溫度下，氫也變成了固體，
與空氣接觸時，空氣會立刻在液態氦的表面上凍結成一層堅硬的蓋子。
1934年，在英國盧瑟福那裡學習的前蘇聯科學家卡比查發明了新型的液氦機，每小時可以製造4升液態氦。
以後，液態氦才在各國的實驗室中得到廣泛的研究和應用。
2含量分佈
氦存在於整個宇宙中，按品質計占23%，僅次於氫。但在自然界中主要存在於天然氣體或放射性礦石中。
在地球的大氣層中，氦的濃度十分低，只有5.2萬分之一。
在地球上的放射性礦物中所含有的氦是α衰變的產物。 氦在某些天然氣中含有在經濟上值得提取的量，
最高可以含有7%，在美國的天然氣中氦大約有1%， 在地表的空氣中每立方米含有4.6立方釐米的氦，
大約占整個體積的0.0005%，密度只有空氣的7.2分之一，是除了氫以外密度最小的氣體。
地殼中含量：0.008（ppm）
元素在太陽中的含量：230000(ppm)
元素在海水中的含量：0.000006(ppm)
地球上的氦主要是放射性元素衰變的產物，α粒子就是氦的原子核。
在工業中可由含氦達7%的天然氣中提取。也可由液態空氣中用分餾法從氦氖混合氣體中制得。
3物理性質
元素符號He，原子序數2，原子量4.002602（氦4），為稀有氣體的一種。元素名來源於希臘文，原意是“太陽”。
氦有兩種天然同位素：氦3、氦4，自然界中存在的氦基本上是氦4。相對原子品質為4.003。
氦在通常情況下為無色、無味的氣體；
熔點-272.2°C(25個大氣壓)，沸點-268.9°C；
密度0.1785克/升，臨界溫度-267.8°C，
臨界壓力2.26大氣壓；水中溶解度8.61釐米3/千克水。
氦是惰性元素之一，分子式為He，
是一種稀有氣體，無色、無臭、無味。
它在水中的溶解度是已知氣體中最小的，
也是除氫氣以外密度最小的氣體。
它是最難液化的一種氣體，
其臨界溫度為-267.9℃。臨界壓力為2.25大氣壓。
當液化後溫度降到-270.98℃以下時，
具有表面張力很小，導熱性很強，幾乎不呈現任何粘滯性。
液體氦可以用來得到接近絕對零度（-273.15℃）的低溫。
化學性質十分不活潑，既不能燃燒，也不能助燃。
氦也是最難液化的氣體。
氦在通常情況下為無色、無味的氣體。是唯一不能在標準大氣壓下固化的物質。
液態氦在溫度下降至2.18K時，性質發生突變，成為一種超流體，能沿容器壁向上流動，熱傳導性為銅的800倍，並變成超導體；
其比熱容、表面張力、壓縮性都是反常的。
由於液氦的超低溫，在此溫度下出現了許多奇妙的物理現象。許多重要的物理實驗，都要在低溫下進行。
世界各國的物理學家都在研究液態氦，希望通過液態氦達到更低的溫度，研究各種物質在低溫下會發生什麼變化，
會有什麼我們還不知道的性質。這就產生了物理學的一個新的分支——低溫物理學。
氦-3
氦3是自然界中氦的穩定同位素，原子量為3.016，
原子核由2個質子和一個中子組成。
通常情況下，氦3為無色、無味、無毒、不燃燒的惰性氣體，
在
超流動性
卡美林·奧涅斯是第一個得到液氦的科學家。
他又將溫度進一步降低，試圖得到固態氦，卻並沒有成功
（固態氦是1926年基索姆用降低溫度和增大壓力的方法首先得到的）。
對於一般液體來說，隨著溫度降低，密度會逐漸增加。
卡美林·奧涅斯使液態氦的溫度下降，液氦的密度增大了。
但是，當溫度下降到零下271℃的時候，液態氦突然停止起泡，同時密度也突然減小了。
這是另一種液態氦。卡美林·奧涅斯把前一種冒泡的液態氦叫做氦Ⅰ，而把後一種靜止的液態氦叫做氦Ⅱ。
把一個小玻璃杯按在氦Ⅱ中。玻璃杯由空的漸漸裝滿了。
把這個盛著液態氦的小玻璃杯提出來，掛在半空時，玻璃杯底下出現了液氦，不一會，杯中的液態氦就“漏”光了。
氦Ⅱ能夠倒流，它會沿著玻璃杯的壁向高處倒流。
此現象只能在低溫狀態下才會發生，名為“超流動性”，具有“超流動性”的氦Ⅱ叫做超流體。
後來，許多科學家研究了這種怪現象，又有了許多新的發現。
比如1938年阿蘭等人發現的氦刀噴泉。在一根玻璃管裡，裝著很細的金剛砂，上端接出來一根細的噴嘴。
將這玻璃管浸到氦Ⅱ中，用光照玻璃管粗的下部，細噴嘴就會噴出氦Ⅱ的噴泉，光越強噴得越高，可以高達數釐米。
氦Ⅱ噴泉也是超流體的特殊性質。在這個實驗中，光能直接變成了機械能。
超導現象
在液氦的溫度下，在一個鉛環上放置一個鉛球。鉛球會好像失重而飄浮在環上，與環保持一定距離。
在同樣的溫度下，用細鏈子系著磁鐵，慢慢放到一個金屬盤子裡去。
當磁鐵快要碰到盤子的時候，可以觀察到，鏈子松了，磁鐵浮在盤子上，若此時輕輕拍打磁鐵，它會自行旋轉。
這種現象只能在低溫觀察到，高溫下不會產生。
這是低溫下的超導現象。有些金屬在液態氦的溫度下，原子核的運動幾乎停止，對電子的阻礙變得極小，
因此電阻會消失，成為超導體；由於磁力線不可能穿過超導體 ，於是在超導體與磁體中間形成了較大的磁場，
磁場的斥力托住了鉛球和磁鐵，使它們浮在半空中。
這就是邁斯納效應(Meissner Effect)，這一效應可以被利用來製造磁懸浮列車。
4化學性質
週邊電子排布：1s2 核外電子排布:2
氧化數:He(0)
元素類型：非金屬
氦是所有元素中最不活潑的元素，
不形成化合物（即使有，也僅痕量發現於質譜中，且不穩定），
這是因為氦的原子核到電子層距離很小，
並且達到了穩定結構。
它的性質便決定了用途，
氦的應用主要是作為保護氣體、
氣冷式核反應爐的工作流體和超低溫冷凍劑等等。
5同位素
已知的氦同位素有八種，包括氦3、氦4、氦5、氦6、氦8等，但只有氦3和氦4是穩定的，其餘的均帶有放射性。
在自然界中，氦同位素中以氦4占最多，多是從其他放射性物質的α衰變，放出氦4原子核而來。
而在地球上，氦3的含量極少，它們均是由超重氫（氚）的β衰變所產生。
氦-2:它的原子核只有2個質子，到目前為止只是假想粒子，但如果強核力增強2%，它就有可能存在。
氦-5，是氦的同位素之一，元素符號為He。它的原子核由二顆質子和三顆中子所組成。
並帶有放射性，會放出中子，其半衰期為0.6 MeV。
氦-6:原子核包含2個質子和4個中子，非常不穩定。
氦-7:原子核包含2個質子和5個中子，會衰變成氦-6，非常不穩定。
氦-8:原子核包含2個質子和6個中子，非常不穩定。
氦-9:原子核包含2個質子和7個中子，非常不穩定。
氦-10:原子核包含2個質子和8個中子，非常不穩定。
6制取方法
天然氣分離法：工業上，主要以含有氦的天然氣為原料，反復進行液化分餾，然後利用活性炭進行吸附提純，得到純氦。
合成氨法：在合成氨中，從尾氣經分離提純可得氦。
空氣分餾法：從液態空氣中用分餾法從氖氦混合氣中提出。
鈾礦石法：將含氦的鈾礦石經過焙燒，分離出氣體，再經過化學方法，除去水蒸氣、氫氣和二氧化碳等雜質提純出氦。
7作用用途
由於氦很輕，而且不易燃，因此它可用於填充飛艇、氣球、溫度計、電子管、潛水服等。
也可用於原子反應堆和加速器、雷射器、火箭、冶煉和焊接時的保護氣體，還可用來填充燈泡和霓虹燈管，也用來製造泡沫塑料。
由於氦在血液中的溶解度很低，因此可以加到氧氣中防止減壓病，作為潛水夫的呼吸用氣體，或用於治療氣喘和窒息。
液體氦的溫度(-268.93 °C)接近絕對零度（-273℃），因此它在超導研究中用作超流體，製造超導材料。
液態氦還常用做冷卻劑和製冷劑。在醫學中，用於氬氦刀以治療癌症。它還可以用作人造大氣層和鐳射媒體的組成部分。
8危險性
引起窒息
如果大量吸入氦氣，會造成體內氧氣被氦取代，
因而發生缺氧（呼吸反射是受體內過量二氧化碳驅動，而對缺氧並不敏感），嚴重的甚至會死亡。
另外，如果是由高壓氣瓶中直接吸入氦氣，那麼其高流速就會嚴重地破壞肺部組織。
大量而高壓的氦和氧會造成高壓緊張症狀High
pressure nervous syndrome (HPNS)，不過少量的氮就能夠處理這個問題。
而空氣中百分之七十八都是氮氣，所以不用擔心。據介紹，大量及長時間吸入氦氣可導致腦損傷甚至死亡。
在大部分薯條類包裝袋裡也含有少量氦氣，不過不必擔心，沒有危害。