Электроотрицательность гелия (He)

Теория:

Гелий (He) действительно занимает особое место в контексте понятия электроотрицательности (ЭО).

Его нельзя корректно сравнивать с другими элементами по традиционным шкалам ЭО, поскольку эти шкалы основаны на экспериментальных данных (энергии связи, энергии ионизации, сродстве к электрону).

Которые неприменимы к Гелию, так как он не образует стабильных соединений.

Так как электроотрицательность гелия не измеряется, а рассчитывается (теоретически), по некоторым шкалам (например, модифицированная шкала Полинга или шкала Аллреда-Рохова) его значение составляет:

ЭО (He) ≈ 4,5 … 5,5 (зависит от метода расчета).

Судя по тому, что электроотрицательность Фтора (F) составляет ≈ 3,98 и он считается самым электроотрицательным элементом (из тех, что образуют связи), то значение ЭО Гелия действительно превышает значение Фтора.

Содержание страницы

Почему у гелия нет определённого значения ЭО

Электроотрицательность характеризует способность атома притягивать электроны в химической связи.

Однако гелий:

практически не образует химических связей.
не проявляет тенденции ни к отдаче, ни к приёму электронов.
в обычных условиях существует исключительно в виде одноатомных частиц (He).

Поэтому его ЭО не определяется в стандартных шкалах (Полинга, Малликена и др.) либо условно считается близкой к нулю.

Положение в Периодической системе и электронная структура

Гелий расположен в 18‑й группе (VIIIA) — группе благородных (инертных) газов. Его уникальность обусловлена электронной конфигурацией: 1s².

Это означает:

Полная заполненность единственного электронного слоя.
Исключительная энергетическая стабильность.
Отсутствие необходимости:
- Принимать электроны (как неметаллы);
- Отдавать электроны (как металлы).

Выберите два верных ответа из пяти. Запишите цифры, под которыми они указаны.

Химическое поведение и связи

Благодаря завершённой оболочке гелий:

Не образует ковалентных или ионных связей в обычных условиях.
Существует только как отдельные атомы (He).
Не формирует устойчивых соединений с другими элементами.

Следовательно, понятие ЭО для гелия лишено практического смысла: если нет химической связи, нет и «соревнования» за электроны.

Важно: электронная формула гелия — [Не]. Согласно шкале Полинга, его электроотрицательность составляет [(He) ≈ 4,5], что характеризует способность атома притягивать электроны в химических связях.

Исключительные случаи (экстремальные условия)

В лабораторных экспериментах при особых условиях получены крайне нестабильные частицы с участием гелия:

HeH⁺ (ион гидрида гелия) — существует лишь в газовой фазе, в условиях сверхнизких температур или в межзвёздной среде.
эксимерные соединения (например, He₂⁺) — образуются под действием электрического разряда.

В таких случаях теоретически можно рассуждать о относительной ЭО:

Из‑за малого атомного радиуса ядро гелия способно сильно притягивать электроны;
предположительно, ЭО гелия в подобных системах могла бы быть сравнима с ЭО фтора (самого электроотрицательного элемента).

Однако эти данные носят чисто теоретический характер и не используются в практической химии.

Степень окисления и валентность

Степень окисления (СО): всегда 0 в свободном состоянии. Поскольку гелий не вступает в химические связи, его СО не изменяется.
Валентность (В): 0. Валентность отражает число образуемых химических связей. Гелий их не образует, поэтому его валентность равна нулю.

Важно: валентность гелия равна 0. Поэтому если бы существовали соединения гелия, то они бы не зависели бы от степени окисления.

Связь ЭО с химическим поведением

Химическая инертность гелия обусловлена не «отсутствием» ЭО, а электронной структурой:

Теоретически ЭО гелия могла бы быть высокой из‑за малого радиуса и сильного притяжения ядра;
На практике эта потенциальная способность не реализуется, так как атом не стремится ни отдавать, ни принимать электроны.

Таким образом, ключевое свойство гелия — полная инертность — является следствием его электронной конфигурации, а не значения ЭО.

Вывод

Гелий — яркий пример элемента, чья химическая инертность определяется полностью заполненной электронной оболочкой. По этой причине:

его электроотрицательность не определяется в стандартном смысле;
он не включается в традиционные шкалы ЭО;
его валентность и степень окисления в нормальных условиях всегда равны нулю.

Важно: для того, что полностью понимать свойства, химическое строение и другие не менее важные факты, просмотрите гелий химический элемент.

Проверка знаний: электроотрицательность гелия:

Выберите два верных утверждения из пяти.

Какие утверждения о химических свойствах гелия (He) и его ЭО верны?

Показать правильные ответы и пояснения

Верные утверждения: 3 и 4

3) Валентность и степень окисления гелия в нормальных условиях всегда равны нулю.
(Это прямое следствие его химической инертности.)
4) Высокая теоретическая ЭО гелия объясняется его маленьким атомным радиусом и завершённой оболочкой 1s².
(Теоретически гелий очень «сильный», но это не реализуется в связях.)
5) Гелий находится в VIII группе, и его ЭО считается нулевой на шкале Полинга.
(Неверно: гелий в 18‑й группе; его ЭО не нулевая, а теоретически очень высокая.)
1) ЭО гелия можно легко измерить, используя его стабильные соединения, например, гидриды.
(Неверно: у гелия нет стабильных соединений.)
2) Гелий вступает в реакции, чтобы достичь стабильного октета, что влияет на его ЭО.
(Неверно: гелий не вступает в реакции.)

Часто задаваемые вопросы:

Каково значение электроотрицательности гелия?

Электроотрицательность гелия (He) по шкале Полинга составляет 4,5. Это формально выше, чем у фтора (F, 4,0), который традиционно считается самым электроотрицательным элементом.

Почему гелий, имея высокую электроотрицательность, не проявляет сильной окислительной активности?

Несмотря на высокое значение электроотрицательности, гелий химически инертен.

Причина в его электронной конфигурации: внешний электронный слой (1s²) полностью заполнен, поэтому атом не стремится присоединять или отдавать электроны.

В отличие от фтора, который активно притягивает электроны для завершения внешнего слоя, гелий уже находится в энергетически выгодном состоянии.

Как определяют электроотрицательность инертных газов, если они почти не образуют соединений?

Для инертных газов (включая гелий) электроотрицательность рассчитывают теоретическими методами, а не на основе экспериментальных данных о соединениях.

Используют:

расчёты энергии ионизации;

сродство к электрону (хотя для гелия оно фактически отсутствует);

квантово-механические модели.

Именно поэтому значения для благородных газов носят скорее справочный характер и не отражают реальную реакционную способность.