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4.003 u0
1s2HeHelio

Helio

El helio es un elemento químico de símbolo He y número atómico 2. Es un gas monoatómico incoloro, inodoro, insípido, no tóxico e inerte que encabeza el grupo de los gases nobles en la tabla periódica. Sus puntos de fusión y ebullición son los más bajos de todos los elementos.

Identidad

Masa atómica
4.003 u
Categoría
Gases nobles
Grupo
18
Periodo
1
Bloque
s
Estado(s) de oxidación
0
Fase (25 °C)
Gas
Apariencia
gas incoloro, emite un brillo rojo anaranjado en campo eléctrico de alto voltaje

Estructura electrónica

Configuración
1s2
Configuración abreviada
1s2
Electrones por capa
2
Electronegatividad (Pauling)
—
Afinidad electrónica
-48 kJ/mol
1.ª energía de ionización
2.37e+3 kJ/mol
Energías de ionización
2372 · 5251 kJ/mol

Propiedades físicas

Punto de fusión
-272.2 °C (1 K)
Punto de ebullición
-268.9 °C (4 K)
Densidad
0.0001785 g/cm³
Calor molar
—

Comportamiento químico del helio

El helio tiene completa su única capa electrónica (1s²), una configuración excepcionalmente estable, con una energía de ionización altísima y sin tendencia a ceder, captar ni compartir electrones. Por eso su estado de oxidación es siempre 0, no se le asigna electronegatividad y en condiciones ordinarias no forma enlaces: es un gas monoatómico inerte. La excepción confirma la regla: solo en plasmas, en el medio interestelar o a presiones de cientos de gigapascales aparecen especies fugaces como el HHe⁺ o el Na₂He.

Reactividad

  • H⁺ + He → HHe⁺

    En plasmas y en el medio interestelar el helio puede unirse a un protón formando el catión hidruro de helio, detectado en 2019 en la nebulosa NGC 7027. Solo existe aislado o en condiciones extremas; no es un compuesto químico ordinario.

  • 2 Na + He → Na₂He

    Sometidos a presiones superiores a unos 113 GPa, el sodio y el helio cristalizan juntos en un compuesto estable. El helio actúa como espaciador electrónico sin formar enlaces clásicos: un fenómeno puramente de alta presión.

  • He + He⁺ → He₂⁺

    En descargas eléctricas, el helio ionizado puede asociarse con otro átomo de helio formando el catión He₂⁺, que se desintegra al instante en condiciones normales. Ilustra que el helio solo interacciona cuando se le aporta mucha energía.

Compuestos destacados

CompuestoFórmulaUso o importancia
Hidruro de helioHHe⁺Primera molécula del universo; solo estable en plasmas y el medio interestelar
Hieluro de disodioNa₂HeCompuesto de alta presión; demuestra química bajo gigapascales
Endofullereno de helioHe@C₆₀Helio atrapado físicamente dentro de un fullereno, sin enlace químico

Representación de la distribución electrónica por niveles

Diagrama de distribución electrónica por niveles de Helio.Diagrama de estilo Bohr: el núcleo está en el centro y los electrones se disponen en órbitas circulares concéntricas, una por nivel de energía.HeVer en el constructor de átomos

Isótopos

El helio-4 (⁴He), con dos neutrones, constituye el 99,9999 % del helio natural y procede en gran parte de la desintegración alfa del uranio y el torio. El helio-3 (³He), con un neutrón, apenas alcanza el 0,00014 %, pero es muy valioso para criogenia, detectores de neutrones y como posible combustible de fusión.

Presencia y obtención

Es el segundo elemento más abundante del universo (cerca del 24 % de la masa), formado en el Big Bang y en las estrellas. En la Tierra es escaso porque escapa al espacio; se acumula en algunos yacimientos de gas natural (hasta un 7 %) por la desintegración radiactiva. Se obtiene por destilación fraccionada criogénica del gas natural, sobre todo en Estados Unidos, Catar y Argelia.

Historia y origen del nombre

En 1868, durante un eclipse solar, Janssen y Lockyer observaron una línea espectral desconocida y la atribuyeron a un nuevo elemento «solar»: helios. William Ramsay lo aisló en la Tierra en 1895 a partir del mineral cleveíta, y Heike Kamerlingh Onnes logró licuarlo en 1908, abriendo la física de bajas temperaturas.

Aplicaciones y relevancia del helio

Usos del elemento

Su uso principal es la criogenia: enfría los imanes superconductores de la resonancia magnética y de aceleradores como el LHC. También sirve como gas protector en soldadura, en mezclas respirables para buceo profundo, en globos y dirigibles, y para detectar fugas por su capacidad de atravesar microfisuras.

Usos de sus compuestos

Sus compuestos no tienen aplicaciones industriales: el HHe⁺ interesa a la astroquímica como primera molécula del universo, el helio-3 se emplea en refrigeración por dilución y detectores de neutrones, y los endofullerenos se estudian como sistemas cuánticos modelo.

Salud, seguridad y medio ambiente

Papel biológico

Es químicamente inerte y no participa en ningún proceso biológico: no es nutriente ni tóxico por sí mismo. El único efecto fisiológico conocido es físico, no químico.

Seguridad

El peligro es la asfixia: al ser inodoro, desplaza el oxígeno en espacios cerrados sin avisar. El helio líquido (−269 °C) causa quemaduras criogénicas y los cilindros a presión deben manejarse con precaución.

Medio ambiente

Es un recurso no renovable a escala humana: una vez liberado, asciende y se pierde en el espacio. Su extracción ligada al gas natural y las pérdidas en usos médicos e industriales hacen prioritario reciclarlo.

Preguntas frecuentes sobre el Helio

¿Por qué el helio es tan inerte?

Su única capa electrónica está completa con dos electrones (1s²), una configuración excepcionalmente estable. Arrancarle un electrón exige una energía de ionización altísima, y no tiene sitio donde alojar electrones extra. Sin tendencia a ceder, captar ni compartir electrones, no forma enlaces en condiciones ordinarias y permanece siempre como átomos sueltos de He. Solo la violencia de un plasma o presiones de cientos de gigapascales logran forzarlo a interaccionar.

¿Por qué no se usan globos de hidrógeno si también flota?

Porque el hidrógeno es extremadamente inflamable y cualquier chispa convierte el globo en una bola de fuego, como demostró la tragedia del dirigible Hindenburg en 1937. El helio también es más ligero que el aire y hace flotar globos y dirigibles, pero al ser inerte no arde ni explota. Esa seguridad compensa con creces que sea más caro y escaso.

¿Qué tiene de especial el helio-3?

Es el isótopo ligero del helio, con un solo neutrón y apenas un 0,00014 % de abundancia. En la Tierra es rarísimo, pero abunda en el regolito lunar. Interesa por dos motivos: permite alcanzar temperaturas cercanas al cero absoluto en refrigeración por dilución y es un combustible ideal para la fusión nuclear, pues su reacción con deuterio apenas produce neutrones radiactivos.

¿Existe realmente algún compuesto de helio?

Sí, pero ninguno ordinario. En el espacio existe el hidruro de helio (HHe⁺), la primera molécula del universo, detectada en la nebulosa NGC 7027. A presiones de más de 100 GPa el sodio y el helio cristalizan como Na₂He. Y pueden atraparse átomos de helio dentro de fullerenos (He@C₆₀) sin formar enlaces. En un laboratorio normal, el helio no se combina con nada.

¿Por qué el helio cambia la voz?

La voz depende de la velocidad del sonido en el gas de las vías respiratorias, y en el helio el sonido viaja casi tres veces más rápido que en el aire. Eso desplaza hacia arriba las frecuencias de resonancia y la voz suena aguda, como de dibujos animados. El efecto es reversible, pero inhalarlo directamente de una botella a presión puede causar asfixia o lesiones pulmonares.

¿Es verdad que el helio se está agotando?

A escala humana, sí: el helio que se libera a la atmósfera acaba escapando al espacio y no se regenera, pues en la Tierra solo se produce lentamente por desintegración radiactiva. Las reservas ligadas al gas natural son limitadas y algunos usos (criogenia, soldadura, globos festivos) lo desperdician. Por eso crecen el reciclaje en hospitales y laboratorios y los llamamientos a reservarlo para usos sin sustituto.

¿Por qué la resonancia magnética necesita helio líquido?

Los escáneres de IRM usan imanes superconductores que solo funcionan cerca del cero absoluto (−269 °C), y el helio líquido es el único refrigerante capaz de mantenerlos. Sin él, el imán pierde la superconductividad en un apagón («quench») que vaporiza cientos de litros de golpe. La escasez de helio ha impulsado equipos de reciclaje y diseños que consumen mucho menos.

Principales fuentes consultadas: PubChem, Royal Society of Chemistry, NIST, IUPAC. Última revisión: noviembre de 2026.