氦气和氢气的区别

主要区别 - 氦气与氢气

氢和氦是元素周期表中的前两种元素。因此，它们是地球上最小、最轻的原子。两者都是气态物质。由于氢气和氦气的特性，这些气体在工业上有很多应用。由于这些气体的重量非常轻，它们被用来填充气球。氦气和氢气的主要区别在于 氦原子在大气中作为单原子气体存在，而氢原子在大气中作为双原子气体存在。

涵盖的关键领域

1.什么是氦气 – 特性、同位素、反应和应用 2.什么是氢 – 特性、同位素、反应和应用 3. 氦气和氢气有什么相似之处 – 共同特征概要 4. 氦气和氢气有什么区别 – 主要差异的比较

关键词：原子质量、原子序数、氘、氦、氢、氦同位素、氚、氚

什么是氦气

氦是一种原子序数为 2 的元素，是一种气态物质。氦的化学符号是He。氦的电子排布为1s².氦的原子符号是 ⁴₂他。氦原子由原子核中的 2 个质子和 2 个中子以及其 1s 轨道中的 2 个电子组成。因此，氦的原子质量为 4.002602 amu。在室温和压力下，氦气是一种无色无味的气体。氦被认为是宇宙中第二丰富的元素。它以单原子气体存在。

图 1：氦原子的化学结构

氦的熔点约为-272.2^○C，这是一个非常低的值。氦的沸点为-268^○C. 这使它成为适用于更宽温度范围的气体。在元素周期表中，氦被归类为 s 块元素，但位于表的右侧角。这是因为氦气是一种惰性气体，不会发生化学反应。它也是一种非金属。

由于氦气是一种惰性气体，它只显示零氧化态。有两种已知的氦同位素。他们是 ³他的同位素和 ⁴他同位素。 ⁴他是其中最丰富的形式，其丰度为 99%。这两种同位素都是稳定的，没有观察到放射性衰变。但是，还有一些其他同位素。它们不稳定且具有放射性。

氦气广泛用于气球。此外，氦气因其高惰性而被用于为许多合成反应（例如硅晶体的合成）提供受控气氛。它也用作弧焊的惰性屏蔽。氦气可以转化为液态形式，称为液氦，用作重要的低温材料。

什么是氢

氢是一种原子序数为1的化学元素，用符号H表示。氢原子由一个质子组成，原子核中没有中子；它的 1s 轨道中有一个电子。氢的电子构型为 1s¹.氢是元素周期表中的 s 块元素。氢的原子量是 1.00794 amu。

在室温和压力下，氢以双原子气态分子的形式存在。它是一种无色无味的气体。氢气的熔点约为-259^○C.沸点在-252左右^○C. 氢具有三种氧化态。它们是 -1、0 和 +1。当氢与金属原子相连时，它的氧化态为-1。

氢有三种主要的同位素：氚、氚和氚。朊是最丰富的同位素，丰度为 99%。因此，当我们一般谈论氢时，我们谈论的是Protium。氘也是一种稳定同位素，但数量较少。它的原子核中有一个中子，而 Protium 没有。氚是放射性同位素。此外，还有许多其他同位素不稳定，并且具有高放射性。

图 2：氢的主要同位素

氢气有很多应用。大量氢气用于处理化石燃料。氢气也用于生产氨。此外，氢气还用作发电厂的冷却剂。

氦气和氢气之间的相似之处

定义

氦：氦是原子序数为2的元素，用符号He表示。

氢：氢是原子序数为1的化学元素，用符号H表示。

原子数

氦：氦的原子序数是2。

氢：氢的原子序数为1。

原子重量

氦：氦的原子量是 4.002602 amu。

氢：氢的原子量是 1.00794 amu。

化合物

氦：氦气以单原子气态物质存在。

氢：氢作为双原子气态分子存在。

氧化态

氦：氦气只有 0 氧化态。

氢：氢具有 -1、0 和 +1 氧化态。

同位素

氦：氦有两种主要同位素 ³他和 ⁴他。

氢：氢有三种主要同位素；氚、氘和氚。

熔点

氦：氦的熔点是-272.2^○C。

氢：氢气的熔点是-259^○C。

结论

氦和氢是化学元素，由于它们的熔化和沸腾温度非常低，因此主要以气态物质的形式存在于大气中。氦气和氢气之间的主要区别在于，氦原子在大气中以单原子气体形式存在，而氢气在大气中以双原子气体形式存在。

参考：

1.“这是元素。”它是元素 - 元素氦。 N.p.，日期不详网。在这里可用。 2017 年 8 月 13 日。2. “氢”。维基百科。维基媒体基金会，2017 年 8 月 13 日。网络。在这里可用。 2017 年 8 月 13 日。

图片提供：

1. BruceBlaus 的“Blausen 0476 HeliumAtom” – 通过Commons Wikimedia 自己的作品（CC BY 3.0） 2. BruceBlaus 的“Blausen 0530 HydrogenIsotopes” – 通过Commons Wikimedia 自己的作品（CC BY 3.0）