Nguyên tử khối của He (heli; helium)

Nguyên tử khối của He (heli hay helium) là 4. Bài viết dưới đây giúp bạn hiểu rõ hơn về cách tính nguyên tử khối của He qua công thức, các đồng vị của He cũng như kiến thức liên quan đến nguyên tố He. Mời các bạn đón xem.

Nguyên tử khối của He (heli; helium)

1. Nguyên tử khối của He

Nguyên tử khối của He là 2.

Trong tự nhiên, He chỉ có hai đồng vị bền là helium - 3 (${}_2{}^{\text{3}}\text{He}$) 0,000137%; deuterium helium - 4 (${}_2{}^4\text{He}$) 99,999863%. Nên nguyên tử khối trung bình của helium được tính như sau:

${\overline{A}}_{He}=\frac{3.0,000137+4.99,999863}{100}$$=3,99999863$

2. Công thức tính nguyên tử khối

- Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của một nguyên tử, cho biết khối lượng của một nguyên tử nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử.

- Nguyên tử khối của một nguyên tố hóa học có nhiều đồng vị là nguyên tử khối trung bình của các đồng vị, có tính đến tỉ lệ số nguyên tử các đồng vị tương ứng.

- Giả sử nguyên tố X có 2 đồng vị A và B. Kí hiệu A, B đồng thời là nguyên tử khối của 2 đồng vị, tỉ lệ phần trăm số nguyên tử tương ứng là a và b. Khi đó: nguyên tử khối trung bình của nguyên tố X là:

${\overline{A}}_X=\frac{aX+bY}{100}$

- Mở rộng: Công thức tính nguyên tử khối trung bình của nguyên tố X có nhiều đồng vị.

$\overline{A_X}=\frac{X\times x+Y\times y+Z\times z+\mathrm{...}}{x+y+z+\mathrm{...}}$

Trong đó:

$\overline{A_X}$: là nguyên tử khối trung bình của X

X, Y, Z …: lần lượt là số khối của các đồng vị.

x, y, z… là phần trăm số nguyên tử của các đồng vị tương ứng.

3. Đồng vị của He

- Mặc dù có 9 dạng đồng vị của helium nhưng chỉ có hai đồng vị ổn định nhất của helium là helium - 3 (${}_2{}^{\text{3}}\text{He}$); helium - 4 (${}_2{}^4\text{He}$).

- Trong khí quyển Trái Đất, có một nguyên tử ${}_2{}^{\text{3}}\text{He}$ trong hàng triệu nguyên tử ${}_2{}^4\text{He}$, cụ thể hai đồng vị này được tìm thấy trong tự nhiên với hàm lượng như sau:

Đồng vị	Nguồn tự nhiên	Chu kỳ bán rã	Kiểu phân rã	Năng lượng phân rã (MeV)	Sản phẩm phân rã
3He	0,000137%*	Bền
4He	99,999863%*	Bền
* Theo tiêu chuẩn khí quyển, có thể thay đổi theo vị trí

- Ngoài 2 đồng vị ổn định, helium còn có các đồng vị phóng xạ đều có thời gian tồn tại rất ngắn là ${}_2{}^2\text{He, }{}_2{}^5\text{He, }{}_2{}^6\text{He}$, ${}_2{}^7\text{He, }{}_2{}^8\text{He, }{}_2{}^9\text{He, }{}_2{}^{10}\text{He}$.

4. Những kiến thức liên quan của nguyên tố He

- He là nguyên tố nhẹ thứ hai (chỉ có hydrogen nhẹ hơn).

- He là một loại khí không màu, không mùi, không vị, chuyển thành chất lỏng khi ở nhiệt độ -268,9⁰C. Điểm sôi và điểm đóng băng của He thấp hơn bất kì chất nào khác đã biết. He là nguyên tố duy nhất không thể đông đặc bằng cách làm lạnh đủ ở áp suất khí quyển bình thường, cần phải áp dụng áp suất 25 atm, ở nhiệt độ 1K để chuyển nó thành dạng rắn.

- He chiếm khoảng 23% khối lượng của vũ trụ và do đó đứng thứ hai về độ phong phú sau hydrogen trong vũ trụ. He tập trung trong các ngôi sao, nơi nó được tổng hợp từ hydrogen bằng phản ứng tổng hợp hạt nhân.

- He là một loại khí trơ không độc hại, không gây cháy nổ, không có tác dụng hóa học với các chất khác. Tuy nhiên, khí He thì người dùng cần lưu ý nếu hít trực tiếp một lượng lớn khiến cơ thể bị thiếu oxygen nghiêm trọng dẫn đến nghẹt thở, đau đầu, chóng mặt.

⮚ Ứng dụng của đồng vị He:

- Helium - 4 ($\text{He}_2^4$): Đây là đồng vị phổ biến nhất của helium và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:

+ Làm mát:Helium – 4 được sử dụng để làm lạnh các nam châm siêu dẫn trong máy MRI, máy gia tốc hạt và các thiết bị khoa học khác.

+ Khí trơ: Tính trơ của helium – 4 khiến nó trở thành một chất bảo vệ hiệu quả trong hàn hồ quang, sản xuất tinh thể silicon và các quá trình công nghiệp khác.

+ Khí nâng: Do nhẹ hơn không khí, helium – 4 được sử dụng để bơm vào khí cầu, bóng bay và các phương tiện bay khác.

+ Đo lường:Helium – 4 được sử dụng trong các thiết bị đo lường như máy đo lưu lượng, máy đo áp suất và các cảm biến khác.

- Helium - 3 ($\text{He}_2^{\text{3}}$): Đồng vị này có những đặc tính độc đáo và tiềm năng ứng dụng rất lớn:

+ Năng lượng hạt nhân:Helium – 3 được xem là một nhiên liệu tiềm năng cho các lò phản ứng nhiệt hạch trong tương lai, cung cấp nguồn năng lượng sạch và hiệu quả.

+ Phát hiện neutron:Helium – 3 có khả năng hấp thụ neutron rất tốt, vì vậy nó được sử dụng trong các máy dò neutron để phát hiện bức xạ hạt nhân.

+ Y học:Helium – 3 được nghiên cứu để sử dụng trong các hình ảnh y tế và điều trị ung thư.

Xem thêm nguyên tử khối của các chất hóa học hay khác:

• Nguyên tử khối của Ge
• Nguyên tử khối của I
• Nguyên tử khối của Kr
• Nguyên tử khối của Ne
• Nguyên tử khối của Ni
• Nguyên tử khối của Os

---