我们都知道氢的原子序数是1,它的原子核里只有一个质子,氢的标准原子量是1.008,氢气的密度是0.08988g/L;氦的原子序数为2,因为原子核中有两个质子和两个中子,所以氦的标准原子量是4.0026,但氦气的密度是0.1786g/L,只是氢气的1.99倍。
因为氢气是由两个氢原子结合成一个氢气分子,而氦是惰性元素,氦气是由一个一个单独的氦原子构成,一般情况下它没有办法与其它元素反应,也不能结合成分子气体。
世界上大约有1/3的氦气被用作低温冷却。由于在常压下氦的熔点是-272.20°C(仅比零度高0.95开尔文),它的沸点也仅为-268.928°C(4.22k),同时由于液氦的导热性比铜高几百倍,因此液态的氦常常被用于冷却超导磁体、医1用MRI扫描仪和核磁共1振谱仪。氦的主要用途除了低温超导、焊接保护、加压和冲洗之外,还大量用于硅和锗晶体生长、钛和锆生产过程中的气体保护,超音速风洞和脉冲设施中也经常需要用到氦。
我们在超市里经常会用到激光扫码装置,装置中一个重要部件是氦激光发生器,它现在已经被激光二极管代替了。
氦气由于它极低的折射性,不会因为温度的变化造成光线的扭曲,所以氦经常被填充在大型光学望远镜里。在用到氦气之前,观测太阳的望远镜通常要抽成真空,这常常使得望远镜管变得又粗又沉,充了氦气之后的望远镜轻巧多了。
我们人类通常生活在地面,这时候我们身体外部与身体内部的大气压力是平衡的,当潜水员要下潜到很深的水下时,他身体外部的压力急剧增大,这时候就需要对他呼吸的空气也加压,以保持潜水员身体内外的压力平衡。在用到氦气之前,观测太阳的望远镜通常要抽成真空,这常常使得望远镜管变得又粗又沉,充了氦气之后的望远镜轻巧多了。虽然我们不会一觉醒来就走进了缺氦气的世界,但在未来氦气的价格会逐渐上涨。价格的上涨会使得相关的科学实验、临床和工业生产的运行成本上涨,进而影响每个人的生活。