氦气（He） 元素周期表 中0族元素中的稀有气体，原子量4.003g/ 摩尔 ，其相对分子质量约为4.0026（通常简化为4），是无色、无味的惰性气体。氦气是所有气体中最难液化的气体，其临界 温度 267.9℃，临界压力约0.225MPa（2.25atm）。 熔点 272.2℃（约2.6MPa）。 沸点 268.9℃。氦气是某些放射性元素分裂时的产物，α－质点就是氦的 原子核 。氦气十分不活泼，它不能燃烧，也不能助燃。只能用于填充气球、温度计、电子管、潜水服等。也可用于原子反应堆和加速器、激光器、火箭、以及在 冶炼 和焊接时作为特殊金属材料的保护性气体。液体氦气主要用于获得接近 绝对零度 （-273℃）的低温用以制造超导设备。氦气可通过空分法、冷凝法、氢液化法等方法获得。
发现历史
1868年，P．勒J．C．詹森和N． 洛克耶 在 太阳 色球层中观察到一条黄色的 亮线 ，且与任何已知 地球 物质均不同，所以应该是一种新元素，N．洛克耶将它命名为“氦”。经过进一步比较显示，在 色球 层中存在的某些其他特定光谱线总是伴随着该黄线，表明可能是氦的特征光谱。
科学家不仅在 太阳 中观察到氦的光谱，而且在许多星星中观察到了氦的光谱；在一些类型的星星中，现在已知为氦星，氦的光谱占主导。直到1895年才发现地球上存在氦的证据。瑞利勋爵和W.拉姆塞爵士在大气中发现 气后不久，有人便开始对各种矿物进行搜索以探究氩气是否可从矿物源中获得。1895年，迈耶斯在《 自然 》杂志发表了一篇文章，其中对 美国地质调查局 的希勒布兰德于1891年获得的结果表示了极大兴趣。在对许多含 矿物的详细分析中，希勒布兰德发现矿物溶液释放相当量的气体。当时他认为该气体可能为 氮气 ，尽管也注意到与普通氮气相比这种气体表现一些特别性，尤其是克利维特铅青铜矿物在加热或溶解时释放出大量的气体。W. 拉姆塞 采购了一些该矿物以检验该气体是不是 氩 。他将从克利维特铅青铜矿物释放的气体引入到 真空管 中后观察到了与氩气完全不同的光谱。N.洛克耶91对光谱进行仔细研究后发现，该光谱与他之前在 太阳 中发现的新元素氦的光谱完全相同。氦气为轻分子量气体，密度是 氢气 的两倍，除了氢外， 氦 原子 比其他任何已知元素的原子都轻。与氩气一样，氦气不会与任何其他物质结合，因而必定归类为W. 威廉·拉姆齐 在大气中发现的 化学 惰性气体一族。通过测量充满氦气的管中的 音速 计算出氦的两个 比热容 之比为1.66，双原子气体比如氢气和 氧气 该比值为1.41，这表明氦为单原子气体，即氦分子仅含一个原子，氦原子就是氦分子。
物质结构
氦气为单原子气体， 氦原子 即为氦分子。有两套 能级 ，一套能级是单层的，另一套能级是三层的。光谱实验中观测到的两套光谱线系，是由两套能级各自的跃迁产生的。实验中未发现两套能级之间的光谱跃迁。人们曾据此认为有两种氦， 谱线 有复杂结构的被称为正氦，谱线是单线结构的被称为仲氦。
三重态 的能级比相应的 单重态 的能级低。例如2 3 S 1 态的能量比2 1 S 0 态的低0.796eV。n=1的原子态不存在三重态。
激发态 2 3 S 1 和2 1 S 0 的寿命都很长，称为亚 稳态 ，如2 1 S 0 的寿命约为19.5ms。处在这两个状态的 氮 通过辐射跃迁回到 基态 的概率很小。另外，氦的基态1 1 S 0 与第一激发态2 3 S 1 之间能量相差很大（相对 氢原子 而言），有19.77电子伏； 电离能 也是所有元素中最大的，有24.58电子伏。
物化性质
氦气为无色、无味、无臭的惰性气体，其化学结构稳定，通常不与其他物质发生化学反应。不可燃，也不助燃，具有窒息性。在 标准状况 （温度0 摄氏度 、压力101.325千帕）下，氦气的密度约为0.1786 千克 /立方米（0.1786克/升）。沸点-268.9℃临界温度-267.9℃，临界压力227kPa。 液氦 是一种流动性极好的液体，无色， 表面张力 极小,仅1.3×10N/cm， 折射率 1.02。氦不存在三相点，单独降温不能固化，只有在降温的同时加压至2.5MPa以上才能获得固体氦。在2.19K时，液氦的密度、比热、导热系数等 物理性质 均发生突变，产生“超流动性”，使液氦能迅速通过直径小于10cm的毛细管。
制备方法
空分法
由于空气中约含有5.24X10 -6 的 氨气 ，在大型深冷 空分装置 中通过分离生产氧、氮或氩等后可副产纯氨。包括三个步骤：粗 氦混合气的提取、纯氖氦混合气的制备和氛氨分离制备纯氦。其中，氖氦分离是以液氖为冷源、2.5MPa压力和接近氖 沸点 温度下，使氖氦混合气中大部分氖冷凝下来，再在低于77K温度下，用 活性炭 去除残余的氖而获得纯氦。
冷凝法
天然气提氦在工业上采用冷凝法，该法工艺包括天然气的预处理净化、粗氨制取及氦的精制等工序，制得99.99%的纯氦气。
氢液化法
以含氦的天然气为原料的 合成氨 装置中，合成循环气中逐步得到浓缩，粗氦提取主要是用 化学 燃烧法、冻结法、 甲烷 洗涤吸收法和变压 吸附 法等脱除大部分所含的氢、氮、氩和甲 等杂质，获得浓度50%以上的粗氦气体：而粗氦精制在工业上一般采用直接加氧燃烧法、纯氦稀释后加氧 催化 法除氢和低温吸附法除氢等方法获得90%以上氦气；再通过加压、冷却至77K以下脱除其中大部分杂质气体，再在低温下用 活性炭 吸附脱除微量氖等杂质，获得99．99％以上的纯氦。
应用领域
焊接行业
在熔化极气保焊中，纯氦有时用来焊接铝、铜及其合金；也可用于其他材料的深熔焊及快速焊。 氦气的重量只有空气的14%，在焊接过程中用氦气作保护，更适合 仰焊 位焊接和爬坡 立焊 ，可以避免合金元素的烧损及由此产生的焊接缺陷。氦气保护焊时采用了大的焊接热输入和高的焊接速度，不仅减少了焊接变形，同时也提高了焊缝金属的力学性能。
冶金行业
氦气可以单独使用，也可以与其他气体混合使用。氦气的热容量高于 氩气 ，可以获得高热烩 等离子体 ，导热性和温度更高，可以用于 冶炼 难熔金属（钨、 、锯等）和高导热金属，例如铜。
军事领域
氦作为火箭液体燃料的压送剂和增压剂，大量用于 导弹 、 载人飞船 和 超音速飞机 上。其次，氦还应用于氨保护 电弧 焊接，这在造船以及飞机、 宇宙飞船 、火箭和武器的制造等方面也很重要。
光纤领域
在光纤 拉丝 生产中，通常使用 感应炉 作为光纤预制棒的加热源，其发热体由几部分 石墨矿 件组 成，在正常生产时拉丝炉内温度可以达到 2000℃左右，为防止高温的石墨件与空气中的 氧气 接触发生氧化反应，避免烧炉影响正常生产。由于氦气优良的导热性能和稳定性，氦气常与 氩气 一起用做拉丝炉的保护工艺气，氦气的使用也有助于减小拉丝过程中裸 光纤丝 径的波动，达到较好的光纤工艺指标。
核电厂检漏
氦气检漏法是使用氦气作为示踪气体,同时采用 氦质谱检漏仪 检查漏点方法的总称。根据现场设备的具体情况,典型的氦气检漏法分为真空检漏法、吸枪累积比对法和 正压 检漏法三种。
潜水
氦气被广泛应用于 潜水 ，因为其无麻醉作用，适用于深潜水；密度小，机体呼吸氦氧混合气时呼吸阻力比空气小，能减轻呼吸肌的负荷；扩散速度快，有利于含气腔室内外调压；饱和及脱饱和快， 过饱和 安全系数 小。
医学领域
研究发现，氦气能增加 冠状动脉 的侧枝循环，增加呼吸 一氧化氮 对肺脏血管的舒张作用。在
健康男性中，氦气能改善运动耐受，降低乳酸水平，而对生命体征（如血压和心率）无影响。
相关法规
2026年7月10日， 中华人民共和国商务部 发布公告称，依据《中华人民共和国对外贸易法》有关规定，商务部、海关 总理各国事务衙门建筑遗存 决定对氦气（海关商品编号：2804290010）实施临时禁止出口管理。
安全事宜
GHS分类
危险性
氦气可通过吸入进入人体。当容器发生泄漏时，氦气会降低封闭空间内的氧含量，可能导致窒息风险。 液氦 蒸发产生的蒸气初始密度大于空气，会沿地面扩散。接触氦气气体或液氦可能导致冻伤或其他损伤。实验数据显示，氦气球遇火时仅发生普通破裂，无燃烧或火光现象。过量吸入氦气（例如直接从气罐吸入或大量吸入气球内的氦气）时，氦气会快速置换肺部 氧气 ，引发 低氧血症 ，表现为头晕、头痛、语言障碍等症状；严重情况下可能迅速导致意识丧失，甚至危及生命。
储运与运输
氦气属不燃气体，危规编号：34002。储存于阴凉、干燥的库房中。可按普通 货物运输 。装卸时轻拿轻放，防止包装破损。
急救措施
当吸入少量氦气时，立即通风，移动至空气新鲜处。皮肤接触冻伤时，用大量水冲洗，不要脱去衣服，并及时就医。当眼睛接触时，用大量水冲洗，并及时就医。