目次 †
ヘリウムの特徴 †
- 希ガスの中で最も軽い。
- 飛行船や気球に充填するガスとして利用される。
- 祭りの屋台で売っている風船もヘリウムが入っている。
- 単体は一原子分子であり、無色無臭の気体。
- 化学的に不活性。
- 元素の中で沸点が最も低く、常圧では絶対零度でも凍らない。
- 宇宙での存在量は、水素に次いで2番目に多い。
- ヘリウムはビッグバンの余韻といえる。
- しかし、地球では希少元素であり、天然ガスと共に産出する。
- アポロ計画のときは戦略物資に指定されて、一般用途が制限されることもある。
- 夜空にきらめく星（恒星）のほとんどは太陽の重さの10分の1〜10倍程度で、太陽と同じように水素をヘリウムにせっせと変換して一生の大部分を過ごしている。
- ヘリウムは不活性ガスの仲間であり、太陽の重さ程度の星では自分の重みで作る熱が低すぎてヘリウム同士を合体させることができない。つまり、より重い元素である酸素・炭素・鉄・ネオン・ケイ素などが作れないのである。それなのに、太陽にはそういった重い元素が2%も存在するのは、太陽の4倍以上重い星のおかげである。
- 太陽の4倍異常重い星では、その重みで恒星内部の炉が一億度にも達し、ヘリウム同士が出会うための時間もたっぷり与えられる。その結果、原子量4のヘリウムが3つ集まって、原子量12の炭素が1つできるのである。よって、太陽の2%の成分は、太陽よりも先代の星の死体のかけらなのである。
He2分子が安定でない理由 †
Heは希ガス元素なので、He2などと分子にならず、He原子単体で存在する。
He原子の1s軌道には2つの電子がある。He2分子では分子軌道ψ2にもψ1と同様に電子が2つ入る。すると、分子全体のエネルギーは元の原子軌道と変わらないことになり、安定化の効果がない。
さらに反結合性分子軌道に入った電子は、結合性分子軌道によって作られる結合を切断するように働く。
したがってHe分子は作られず、He原子が別々に存在せざるえないわけである。
参考文献 †
