Теория:
Валентность гелия (He) всегда равна 0. Это обусловлено тем, что его единственный внешний электронный слой (1s-орбиталь) полностью заполнен (2 электрона), что придает атому исключительную стабильность.
Благодаря этому гелий является химически инертным и не образует устойчивых химических связей в обычных условиях.
Если говорить о стабильных, классических химических соединениях, то гелий их не образует.
Его «соединения» — это, как правило, экзотические или крайне неустойчивые виды, существующие лишь в специфических условиях.
Валентность гелия всегда равна 0 (нулю). Это означает, что атом гелия практически не образует химических связей с другими атомами в обычных условиях.
Гелий является химически инертным элементом.
Химическая активность атома и его валентность определяются стремлением к достижению стабильной электронной конфигурации.
Атомный номер гелия (Z) = 2.
Электронная конфигурация: 1s2.
У атома гелия на его единственном энергетическом уровне (первом слое) находится 2 электрона.
Этот электронный слой является полностью заполненным (1s-орбиталь вмещает максимум 2 электрона).
Полностью заполненная внешняя электронная оболочка придает атому гелия исключительную стабильность и химическую инертность.
Ему не нужно ни отдавать, ни принимать, ни обобществлять электроны, чтобы достичь более устойчивого состояния, так как он уже находится в нём.
Это отличает его от других элементов, которые активно вступают в реакции для завершения своих внешних оболочек.
В обычных условиях гелий не образует ковалентных или ионных связей.
Его атомы существуют поодиночке (как одноатомный газ) и не соединяются друг с другом или с атомами других элементов.
Именно поэтому гелий, наряду с неоном, аргоном, криптоном, ксеноном и радоном, относится к группе благородных (инертных) газов.
Существуют экстремальные условия (очень высокие давления, низкие температуры или специфические условия в лабораторных экспериментах).
При которых возможно образование очень неустойчивых или короткоживущих соединений гелия, но для обычной химии и повседневного понимания его валентность равна нулю.
Существуют в очень специфических, экстремальных условиях, важно понимать, что это не типичные молекулы с прочными ковалентными или ионными связями в привычном смысле.
1. Гидрид гелия-ион (HeH+):
Это самый простой и легкий гетероядерный ион, состоящий из атома гелия и атома водорода.
Он был обнаружен в лабораторных условиях и существует в межзвездном пространстве.
Эта частица не является стабильной нейтральной молекулой, а именно ионом, образованным в условиях высокой энергии.
2. Эксимерные молекулы (He2∗, HeF∗ и т.д.):
Это короткоживущие молекулы, которые существуют только в возбужденном электронном состоянии (He2∗— возбужденный димер гелия, HeF∗— возбужденный фторид гелия).
После перехода в основное состояние они очень быстро распадаются на отдельные атомы, так как в основном состоянии молекула нестабильна.
Используются, например, в некоторых газовых лазерах.
Соединения под экстремально высоким давлением (Na2He — теоретическое):
Теоретические расчеты показывают, что под сверхвысокими давлениями (такими, которые существуют в недрах планет) гелий может образовывать соединения с другими элементами.
Пример: Na2He. Предполагается, что в такой кристаллической структуре атомы гелия занимают полости, а электроны натрия делокализованы, что придает соединению металлическую проводимость.
Однако это не связано с образованием обычных химических связей гелия, а скорее с упаковкой атомов под давлением.
Дано: Количество воздушных шаров = 30 шт.
Объем одного шара = 10 л.
Условия: Нормальные условия (Н.У. = 0°C и 1 атм)
Молярный объем газа при Н.У. (Vm) = 22,4 л/моль (для любого идеального газа, включая гелий).
Найти:
Общий объем гелия (Vобщ(He)), л.
Решение:
Рассчитаем общий объем, который займут все шары:
Общий объем = (Количество шаров) × (Объем одного шара).
Общий объем = 30 шт. × 10 л/шт. = 300 л
Поскольку каждый шар будет заполнен гелием, общий объем гелия будет равен общему объему всех шаров:
Vобщ (He) = 300 л
(Хотя молярный объем гелия при Н.У. в данной задаче напрямую не используется для расчета объема.
Он является важным физическим параметром гелия и полезен, например, если бы нужно было найти массу гелия или количество его молей.)
Ответ: Для наполнения 30 воздушных шаров потребуется 300 литров чистого гелия при нормальных условиях.
Для гелия, неона и аргона высшая валентность в 8 не проявляется.
Некоторые более тяжелые благородные газы, такие как Ксенон (Xe) и Криптон (Kr), действительно способны образовывать соединения, в которых они проявляют высокие степени окисления, вплоть до +8 (например, в XeO4)
Инертен потому, что его внешний электронный слой полностью заполнен (два электрона на 1s-орбитали).
Эта конфигурация является исключительно стабильной и не требует ни отдачи, ни принятия, ни обобществления электронов для образования химических связей.
У Гелия (He) два валентных электрона.
Его электронная конфигурация — 1s2.
Поскольку 1s-орбиталь является единственной и внешней для него и она полностью заполнена, оба электрона на ней считаются валентными.