Tableau périodique des éléments chimiques
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2 He,Hélium
Helium
Gaz nobles · Gaz
Masse atomique 4,0026
2
Masse moyenne d’un atome en unités de masse atomique (1 u vaut 1/12 de la masse d’un atome de carbone 12). Tient compte du mélange naturel des isotopes de l’élément.
Numéro de la colonne verticale, de 1 à 18 selon la numérotation de l’IUPAC. Les éléments d’un même groupe ont la même couche externe, donc des propriétés proches.
Numéro de la ligne horizontale. Il est en général égal au nombre de couches électroniques de l’atome ; le palladium fait exception, avec quatre couches en période 5.
Sous-couche (s, p, d ou f) qui reçoit les derniers électrons dans l’ordre habituel de remplissage ; elle partage le tableau en quatre blocs. Certains atomes font exception : le lanthane ouvre le bloc f mais n’a aucun électron f.
Répartition des électrons dans les sous-couches. Les crochets désignent le gaz noble précédent, l’exposant le nombre d’électrons dans une sous-couche.
Nombre d’électrons sur chaque couche, du noyau vers l’extérieur.
Température à laquelle le solide devient liquide à pression normale. L’hélium, le carbone et l’arsenic ne fondent pas à pression normale : l’hélium demande environ 25 atm, le carbone et l’arsenic passent directement à l’état de vapeur.
Température à laquelle le liquide bout à pression normale. Pour le carbone et l’arsenic, température à laquelle le solide se sublime.
Masse d’un centimètre cube de la substance. Pour les gaz, à 0 °C et à pression normale.
Capacité d’un atome à attirer les électrons dans une liaison chimique. Sur l’échelle de Pauling, elle va de 0,79 pour le césium à 3,98 pour le fluor.
Énergie nécessaire pour arracher à un atome son électron le moins lié. Plus elle est faible, plus l’élément cède facilement un électron, ce qui est typique des métaux.
Énergie libérée quand un atome neutre capte un électron. Elle est la plus élevée pour les halogènes. Les gaz nobles, l’azote et certains métaux ne forment pas d’ion négatif stable.
Moitié de la longueur d’une liaison covalente simple entre deux atomes de l’élément. Il donne la taille de l’atome dans une molécule ou un cristal : 76 pm pour le carbone, 132 pm pour le fer.
Charges que l’atome aurait dans ses composés si toutes ses liaisons étaient ioniques. Les principales sont indiquées.
L’hélium (He) est un élément chimique de numéro atomique 2. Il se trouve dans le groupe 18 et la période 1 du tableau périodique, dans le bloc s. C’est un gaz noble. État à température ambiante : gaz. Sa masse atomique standard est de 4,0026.
L’hélium doit son nom au Soleil, en grec hḗlios. Il a d’abord été observé en 1868 sous la forme d’une raie jaune dans le spectre de la lumière solaire, lors d’une éclipse, et Norman Lockyer y a vu un élément nouveau. Il lui a donné la terminaison -ium des métaux, car il le croyait métallique. Sur Terre, l’hélium n’a été trouvé qu’en 1895 : William Ramsay l’a extrait de la clévéite, un minerai d’uranium.
L’hélium est le deuxième élément le plus abondant de l’Univers, environ un quart de la matière ordinaire ; les étoiles le fabriquent à partir de l’hydrogène. Sur Terre, il est rare : environ 5 parties par million dans l’air, et il s’échappe sans cesse dans l’espace. L’hélium terrestre naît de la désintégration radioactive de l’uranium et du thorium dans le sous-sol et s’accumule dans le gaz naturel, d’où on l’extrait.
L’hélium sert d’abord à refroidir : liquide, il maintient au froid les aimants supraconducteurs des appareils d’IRM et des accélérateurs de particules. Il gonfle ballons et dirigeables sans danger, car, contrairement à l’hydrogène, il ne brûle pas. Les plongeurs respirent un mélange d’hélium et d’oxygène, les soudeurs en protègent le métal chaud, et les fusées l’utilisent pour pressuriser leurs réservoirs.