How big is Atom helu?

Atom helu ma dwa elektrony wokół jądra złożonego z dwóch protonów i prawie zawsze dwóch neutronów. Gdy mierzy się go tak samo jak atom wodoru w eksploratorze, czyli jako dwukrotność odległości, w której najprawdopodobniej znajdują się elektrony atomu, ma on około 0,06 nanometra średnicy, czyli 62 pikometry. Pikometr to bilionowa część metra.

Rozmiar

Atom nie ma sztywnego kształtu ani rozmiaru. Jego elektrony tworzą wokół jądra chmurę bez ostrej zewnętrznej granicy, więc rozmiar atomu można zdefiniować na kilka sposobów i każdy daje inną liczbę. Podana tu wartość pochodzi z obliczeń tego, gdzie elektrony znajdują się najprawdopodobniej.

Według tej miary elektrony helu znajdują się najprawdopodobniej w odległości około 31 pikometrów od jądra, więc atom ma około 62 pikometrów średnicy. Atom helu jest przez to mniejszy niż atom wodoru, choć ma dwa razy więcej elektronów. Jądro helu ma dwa protony zamiast jednego, a ich silniejsze przyciąganie ściąga elektrony bliżej jądra.

Chemicy mierzą też, jak blisko mogą się do siebie zbliżyć dwa osobne atomy, zanim zaczną się odpychać. Ta miara, czyli promień van der Waalsa, daje dla atomu helu średnicę około 280 pikometrów.

Porównania rozmiarów

Atom wodoru, który według tej samej miary ma 106 pikometrów średnicy, jest mniej więcej 1,7 raza szerszy niż atom helu.
Atom helu jest około 18 000 razy szerszy niż jego jądro, które ma około 3,4 femtometra średnicy. Femtometr to milionowa część nanometra.
Gdyby atom helu powiększyć do długości boiska do futbolu amerykańskiego, czyli 110 metrów razem ze polami punktowymi, jego jądro miałoby około 6 milimetrów średnicy.
Ułożone obok siebie atomy helu w liczbie około 1,3–1,6 miliona miałyby szerokość ludzkiego włosa.
Na średnicy atomu helu zmieściłoby się około 60 długości fal promieniowania gamma po 1 pikometrze, ułożonych jedna za drugą.

Odkryty na Słońcu

Hel znaleziono na Słońcu, zanim znaleziono go na Ziemi. Każdy pierwiastek wysyła światło w postaci wzoru ostrych, barwnych linii, nazywanego widmem, który działa jak odcisk palca. W 1868 roku astronomowie Pierre Janssen i Joseph Norman Lockyer zauważyli, każdy z nich, w widmie Słońca żółtą linię, która nie pasowała do żadnego znanego pierwiastka. Lockyer nazwał nowy pierwiastek od greckiego słowa Helios, oznaczającego Słońce.

W 1895 roku chemik William Ramsay znalazł hel na Ziemi, w gazie uwolnionym podczas rozpuszczania w kwasie minerału uranowego. Szwedzcy chemicy Per Teodor Cleve i Nils Abraham Langlet, pracujący w Uppsali, znaleźli go niezależnie w tym samym roku.

Skąd się bierze hel

Hel jest drugim po wodorze najpowszechniejszym pierwiastkiem we Wszechświecie i stanowi około jednej czwartej masy Słońca. Na Ziemi powstaje, gdy rozpadają się uran i tor. Pierwiastki te wyrzucają cząstki alfa, z których każda jest jądrem helu. Gdy takie jądro przyłączy dwa elektrony, staje się atomem helu.

Część tego helu pozostaje uwięziona pod ziemią i jest pozyskiwana z gazu ziemnego, który może zawierać do 7% helu. Hel, który ucieka do powietrza, jest na tyle lekki, że w ogóle opuszcza Ziemię i odpływa w przestrzeń kosmiczną. Ciekły hel wrze w temperaturze −269 stopni Celsjusza, najniższej temperaturze wrzenia ze wszystkich substancji, dlatego służy do chłodzenia magnesów w większości szpitalnych aparatów do rezonansu magnetycznego.