compuestos de helio

El heluro de disodio (Na₂He ₎ es un compuesto de helio y sodio que es estable a altas presiones por encima de 113 gigapascales (1.130.000 bar) . El heluro de disodio fue predicho por primera vez ^{[ 5 ]} usando el código USPEX y fue sintetizado por primera vez en 2016. ^{[ 2 ] [ 6 ]} Se predijo que sería termodinámicamente estable por encima de 160 GPa y dinámicamente estable por encima de 100 GPa. El Na₂He _tiene una estructura cristalina cúbica , parecida a la fluorita . A 300 GPa, el borde de una celda unitaria del cristal tiene a = 3,95 Å . Cada celda unitaria contiene cuatro átomos de helio en el centro de las caras y vértices del cubo, y ocho átomos de sodio en coordenadas a un cuarto de celda de cada cara. Los electrones dobles (2e⁻ ⁾ están posicionados en cada borde y en el centro de la celda unitaria. ^{[ 7 ]} Cada par de electrones está emparejado por espín. La presencia de estos electrones aislados hace que sea un electrido . Los átomos de helio no participan en ningún enlace. Sin embargo, los pares de electrones pueden considerarse como un enlace de dos electrones de ocho centros . ^{[ 2 ]} Se predice que el heluro de disodio es un aislante y transparente. ^{[ 2 ]}    

La primera vez que se observó la entrada de helio en un silicato fue en 2007. El mineral melanoflogita es un clatrato de sílice natural ( clatrasil ) que normalmente contiene dióxido de carbono , metano o nitrógeno. Al comprimirse con helio, se forma un nuevo clatrato. Este tiene un módulo de compresibilidad mucho mayor y resiste la amorfización. El helio fue absorbido a unos 17 GPa, lo que provocó el aumento de tamaño de la celda unitaria, y liberado nuevamente cuando la presión descendió a 11 GPa. ^{[ 8 ]}

La cristobalita He II (SiO₂He ₎ es estable entre 1,7 y 6,4  GPa. Tiene un grupo espacial romboédrico R-3c con dimensiones de celda unitaria a = 9,080 Å, α = 31,809° y V = 184,77 ų ^a 4  GPa. ^{[ 9 ]}

La cristobalita He I (SiO ₂ He) puede formarse bajo presiones de helio superiores a 6,4  GPa. Tiene un grupo espacial monoclínico P2 ₁ /C con dimensiones de celda unitaria a = 8,062 Å, b = 4,797 Å, c = 9,491 Å, β = 120,43° y V = 316,47 Å ³ a 10  GPa. ^{[ 10 ]}

El helio penetra en la sílice fundida a alta presión, reduciendo su compresibilidad. ^{[ 11 ]}

La chibaíta , otro clatrato de sílice natural, permite que el helio penetre su estructura a presiones superiores a 2,5 GPa. La presencia de hidrocarburos huéspedes no impide que esto ocurra. El neón requiere una presión mayor, de 4,5 GPa, para penetrar y, a diferencia del helio, muestra histéresis. ^{[ 12 ]} Las zeolitas de tipo Linde A también se vuelven menos compresibles cuando el helio las penetra entre 2 y 7 GPa. ^{[ 13 ]}

El compuesto de inclusión de helio de arsenolita _As₄O₆ · 2He _es estable a presiones superiores a 3  GPa y hasta al menos 30  GPa. ^{[ 14 ]} La arsenolita es uno de los minerales más blandos y compresibles. ^{[ 15 ]} El helio evita la amorfización que de otro modo ocurriría en la arsenolita bajo presión. ^{[ 16 ]} El sólido que contiene helio es más fuerte y duro, con una velocidad del sonido mayor que la arsenolita pura. _[ ^{17 ] El} helio incluido en el cristal causa una tensión más uniforme en las moléculas de As₄O₆ . _No se forma ningún enlace real de arsénico a helio a pesar de los pares de electrones no enlazantes disponibles. ^{[ 18 ]} La difusión de helio en la arsenolita es un proceso lento que toma días a una presión de alrededor de 3 GPa. Sin embargo, si la presión sobre el cristal es demasiado alta (13 GPa), la penetración de helio no tiene lugar, ya que los espacios entre las moléculas de arsenolita se vuelven demasiado pequeños. ^{[ 18 ]} El neón no se difunde en el arsenolito. ^{[ 18 ]}

El helio puede insertarse en los sitios A de las perovskitas de expansión térmica negativa que, de otro modo, tendrían defectos en el sitio A. A temperatura ambiente y 350  MPa, el helio se incorpora al CaZrF₆ _para expandir su celda unitaria, produciendo HeCaZrF₆ _{. Aproximadamente la mitad de los sitios A se llenan con átomos de helio. Esta sustancia pierde helio durante varios minutos al despresurizarse a temperatura ambiente, pero por debajo} ^de 130  K retiene el helio al despresurizarse. ^{[ 19 ]} A 1 GPa , todos los sitios A se llenan con helio, produciendo _{He₂CaZrF₆} . ^[ ₂₀ ^]

Bajo presión, el helio penetra en el formiato de hierro dimetilamonio (CH₃ ₎ ₂NH₂Fe ₍ HCOO) _{₃ . Esto se debe a que provoca un cambio a un estado monoclínico ordenado a una presión menor (alrededor de 4 GPa) que si el helio estuviera} ausente. ^{[ 21 ]}

El He(N₂ ₎ ₁₁ _es un compuesto de van der Waals con cristales hexagonales. A 10 GPa ^,  la celda unitaria de 22 átomos de nitrógeno tiene un volumen de 558  Å³ , y de aproximadamente 512 ų a 15 GPa. Estos tamaños son alrededor de 10 ^{ų menores} que la cantidad equivalente de nitrógeno δ-N₂ sólido _a estas presiones. La sustancia se obtiene comprimiendo nitrógeno y helio en una celda de yunque de diamante . ^{[ 22 ] [ 23 ]}   

_El NeHe₂ tiene una estructura cristalina hexagonal tipo MgZn₂ _a 13,7  GPa. La celda unitaria tiene dimensiones a = 4,066 Å, c = 6,616 Å; y a 21,8  GPa, a = 3,885 Å, c = 6,328 Å. Hay cuatro átomos en cada celda unitaria. Se funde a 12,8  GPa y 296  K, ^{[ 24 ]} y es estable por encima de 90  GPa. ^{[ 25 ]}

Los clatratos de helio solo se forman bajo presión. Con hielo II a presiones entre 280 y 480 MPa existe  un hidrato de helio sólido con una relación He:H₂O _{de 1:6.} ^{[ 26 ]} Se ha hecho otro clatrato con una relación agua/helio de 2,833 en la estructura de clatrato SII. Tiene dos jaulas diferentes en el hielo, la pequeña puede contener un átomo de helio y la grande puede contener cuatro átomos. Se produjo a partir de clatrato de neón que perdió su neón y luego fue reemplazado por helio a 141  K y 150  MPa ^{[ 27 ]} Se han predicho otros hidratos de helio con la relación He/H₂O de hielo-I h, hielo-I c 1:1 y hielo-I c 2:1. _[ 26 _] Estos _podrían existir _en planetas ^{como Neptuno o} Urano. ^{[ 27 ]} Los hidratos de clatrato de helio deberían ser similares al clatrato de hidrógeno debido al tamaño similar de la molécula de hidrógeno. ^{[ 27 ]}

El helio puede penetrar en los cristales de otros sólidos moleculares bajo presión, alterando su estructura y propiedades. Por ejemplo, la clorpropamida , sometida a más de 0,3 GPa de helio, cambia a una estructura monoclínica, y a 1,0 GPa, a otra forma estructural distinta. ^{[ 28 ]}

El helio puede formar compuestos de intercalación con los fullerenos , incluyendo el buckminsterfullereno C ₆₀ y C _{70. En el C 60} sólido hay espacios entre las esferas de C ₆₀ , ya sean tetraédricas u octaédricas. El helio puede difundirse en el fullereno sólido incluso a una atmósfera de presión. El helio entra en la red en dos etapas. La primera etapa rápida dura un par de días y expande la red en un 0,16% (es decir, 2,2  pm) llenando los sitios octaédricos más grandes. La segunda etapa tarda miles de horas en absorber más helio y expande la red el doble (0,32%) llenando los sitios tetraédricos. Sin embargo, el C ₆₀ •3He sólido no es estable y pierde helio en una escala de tiempo de 340 horas cuando no está bajo una atmósfera de helio. Cuando el fullereno intercalado con helio se enfría, tiene una transición de fase orientacional que es 10 K más alta que para el C ₆₀  sólido puro . El cambio discontinuo real en el volumen en ese punto es menor, pero hay cambios más rápidos cerca de la temperatura de transición, tal vez debido a la ocupación variable de los huecos por helio. ^{[ 29 ] [ 30 ]}

Los átomos de helio pueden quedar atrapados dentro de jaulas moleculares como los fullerenos He@C ₆₀ , He@C ₇₀ , He ₂ @C ₆₀ y He ₂ @C ₇₀ , todos ellos obtenidos mediante helio comprimido y fullerenos. ^{[ 31 ]} Al utilizar únicamente presión y calor, el rendimiento es bastante bajo, inferior al 1%. Sin embargo, al romper y reformar la esfera de carbono, se pueden obtener concentraciones mucho mayores de He@C ₆₀ o He@C _70. La cromatografía líquida de alta resolución permite concentrar el material que contiene helio. También se han obtenido HeN@C ₆₀ y HeN@C _70. Estos presentan una simetría menor debido a que los dos átomos quedan atrapados juntos en la misma cavidad. Esto provoca un ensanchamiento de la línea de RPE . ^{[ 32 ]}

El dodecahedrano puede atrapar helio de un haz de iones de helio para producir He@C ₂₀ H ₂₀ .

Otras moléculas inorgánicas u orgánicas con estructura de jaula también pueden atrapar helio, por ejemplo C ₈ He con He dentro de un cubo, ^{[ 33 ]} o He@Mo ₆ Cl ₈ F ₆ . ^{[ 34 ]}

Linus Pauling predijo la existencia del He ⁺ ₂ en 1933. Fue descubierto al realizar espectroscopia de masas en helio ionizado. El catión dihelio se forma por la combinación de un átomo de helio ionizado con otro átomo de helio: He ⁺ + He → He ⁺ ₂ . ^{[ 70 ]}

El dihelio diionizado He²⁺² ⁽ 1 ^Σ⁺g ) _se encuentra en estado singlete. Se descompone He²⁺² ^→ He⁺ ⁺ He⁺ ^{liberando 200} kcal/mol de energía. Tiene una barrera de descomposición de 35 kcal/mol y una longitud de enlace de _{0,70 Å} . ^{[ 70 ]} 

El catión trihelio He ⁺ ₃ ^{[ 71 ]} está en equilibrio con He ⁺ ₂ entre 135 y 200 K. ^{[ 72 ]}

El ion hidruro de helio ^{HeH+ se conoce desde 1925. [70] El ion dihelio protonado He2H+} se ^puede formar ^{cuando el catión} dihelio _reacciona con dihidrógeno : He ⁺ ₂ + H2 _→ He2H ₊ ⁺ H. Se cree que es una molécula lineal . ^{[ 70 ]} Existen iones clúster de helio protonados más grandes, HenH ^{+, con n de 3 a 14. He6H+ y He13H+} parecen _ser más ^comunes . _Estos ^se pueden _obtener haciendo reaccionar H ⁺ ₂ o H ⁺ _{3 con} ^helio gaseoso. ^{[ 70} ]

^El HeH²⁺ es inestable en su estado fundamental. Sin embargo, al excitarse al estado 2pσ, la molécula se une con una energía de 20 kcal/mol. Este ion doblemente cargado se ha obtenido acelerando el ion hidruro de helio a 900  keV y disparándolo contra argón. Su vida útil es muy corta, de tan solo 4  ns. ^{[ 70 ]}

El _H₂He⁺ se ha producido y podría ocurrir en la ^naturaleza a ^través de _H₂ + ^He⁺ → _H₂He⁺ ^{. [ 70} ]

H ₃ He ⁺ _n existe para n desde 1 hasta más de 30, y también hay cúmulos con más átomos de hidrógeno y helio. ^{[ 73 ]}

Existen iones de cúmulos de gases nobles para diferentes gases nobles. Existen iones de cúmulos con carga simple que contienen xenón con la fórmula He _n Xe ⁺ _m , donde n y m ≥ 1. ^{[ 74 ]}

Existen muchos iones He _n Kr ⁺ diferentes con n entre 1 y 17, siendo posibles valores mayores. También existen He _n Kr ⁺ ₂ y He _n Kr ⁺ _{3 para muchos valores de n. Los iones He 12} Kr ⁺ ₂ y He ₁₂ Kr ⁺ ₃ son comunes. Estos iones de clúster con carga simple pueden formarse a partir de kriptón en nanogotas de helio sometidas a radiación ultravioleta de vacío . ^{[ 74 ]}

El ion argón Ar ⁺ puede formar cúmulos de diversos tamaños con helio ^, desde HeAr ⁺ hasta _He50Ar + , pero los más comunes son He12Ar ₊ ^y menores. Estos cúmulos se forman capturando un átomo de argón en una nanogota de helio líquido y luego ionizándolo con electrones de alta velocidad. Se forma He ⁺ , que puede transferir carga al argón y luego formar un ion cúmulo cuando el resto de la gota se evapora. ^{[ 75 ]}

El NeHe ⁺ _n se puede producir mediante fotoionización ultravioleta. Los cúmulos contienen solo un átomo de neón. El número de átomos de helio puede variar de 1 a 23, pero es más probable observar NeHe ⁺ ₄ y NeHe ⁺ _8. ^{[ 74 ]}

También existen iones de helio con doble carga que contienen átomos de gases nobles, entre ellos ArHe ²⁺ , KrHe ²⁺ , y XeHe ²⁺ . ^{[ 76 ]}

Se conocen varios iones de metal-helio.

Se conocen iones heluros de metales alcalinos para todos los metales alcalinos. El estado fundamental de la molécula para los iones diatómicos es el estado X ¹ Σ ⁺ . La longitud del enlace aumenta a medida que se desciende en la tabla periódica, con longitudes de 1,96, 2,41, 2,90, 3,10 y 3,38  Å para Li ⁺ He , Na ⁺ He , K ⁺ He , Rb ⁺ He y Cs ⁺ He . Las energías de disociación son 1,9, 0,9, 0,5, 0,4 y 0,3  kcal/mol, lo que muestra una disminución de la energía de enlace. Cuando la molécula se disocia, la carga positiva nunca recae sobre el átomo de helio. ^{[ 70 ]}

Cuando hay muchos átomos de helio alrededor, los iones de metales alcalinos pueden atraer capas de átomos de helio. Se pueden formar cúmulos al absorber metal en gotas de helio. Las gotas dopadas se ionizan con electrones de alta velocidad. Para el sodio, los cúmulos aparecen con la fórmula Na ⁺ He _n con n de 1 a 26. Na ⁺ He es el más común, pero Na ⁺ He ₂ es muy cercano en abundancia. Na ⁺ He ₈ es mucho más abundante que los cúmulos con más helio. Na ⁺ ₂ He _n con n de 1 a 20 también aparece. Na ⁺ ₃ He _n con n pequeño también se hace. Para el potasio, se forma K ⁺ He _n con n hasta 28, y K ⁺ ₂ He _n para n de 1 a 20. K ⁺ He y K ⁺ He ₂ son comunes, y K ⁺ He ₁₂ se forma un poco más comúnmente que otros cúmulos de tamaño similar. ^{[ 77 ]} Los cationes de cesio y rubidio también forman cúmulos con helio. ^{[ 77 ]}

Otros iones metal-helio conocidos incluyen Cr ⁺ He, Co ⁺ He, Co ⁺ He ₃ , Ni ⁺ He y Ni ⁺ He ₃ . ^{[ 70 ]} PtHe ²⁺ ; ^{[ 78 ] [ 79 ]} formado por un campo eléctrico alto de la superficie del platino en helio, ^{[ 76 ]} VHe ²⁺ , ^{[ 76 ]} HeRh ²⁺ se descompone en un campo eléctrico de alta intensidad, ^{[ 80 ] [ 81 ]} Ta ²⁺ He, Mo ²⁺ He, W ²⁺ He, Re ²⁺ He, Ir ²⁺ He, Pt ²⁺ He ₂ , W ³⁺ He ₂ , W ³⁺ He ₃ , y W ³⁺ He ₄ . ^{[ 70 ]}

El HeN ⁺ ₂ puede formarse a unos 4 K a partir de un haz de iones de N ⁺ ₂ en gas helio frío. ^{[ 82 ]} La energía necesaria para romper la molécula es de 140  cm ⁻¹ , que es bastante más fuerte que la de las moléculas neutras de van der Waals. El HeN ⁺ ₂ es lo suficientemente resistente como para tener varios estados vibracionales, de flexión y rotacionales. ^{[ 83 ]} Se han creado He _n N ⁺ ₂ con n de 2 a 6 disparando electrones a una mezcla de nitrógeno y helio en expansión supersónica. ^{[ 70 ]}

El C ₆₀ He ⁺ se forma irradiando C ₆₀ con electrones de 50 eV y luego dirigiendo los iones hacia gas helio frío. También se conoce el C ₆₀ He ⁺ _2. ^{[ 84 ]}

Se ha detectado He(OH) ⁺ , aunque no se produce cuando se desintegra el HTO ( agua tritiada ). ^{[ 70 ]}

Él_n (CO) ⁺Se ha detectado para valores de n de 1 a 12. También se han detectado CH ₃ He ⁺ , OCHHe ⁺ y NH ₂ He ^{+ . [ 70 ]}

Young y Coggiola afirmaron producir HeC ⁺ mediante una descarga eléctrica de grafito a helio. ^{[ 85 ]}

Cuando el metano sustituido con tritio (CH₃T ) se desintegra, se produce CH₃He⁺ ^en _una cantidad muy pequeña _. ^{[ 86 ]}

El catión formil de helio, HeHCO ^+, es una molécula lineal. Presenta una frecuencia vibracional desplazada hacia el rojo de 12,4 ^cm⁻¹  en comparación con HCO ⁺ . Puede considerarse un intermedio de reacción de protonación desenergizado para la reacción HeH ⁺ + CO → HCO ⁺ + He. ^{[ 83 ]} El HeHCO ⁺ puede producirse mediante la expansión supersónica de una mezcla gaseosa de He, CO y H₂ _, que es impactada por un haz transversal de electrones. El CO y el H₂ _se suministran únicamente al 1% del helio. ^{[ 83 ]}

La molécula HeHN ⁺ ₂ es lineal. La longitud del enlace He-H es de 1,72  Å. Presenta una banda infrarroja, debida al estiramiento BH, con una base en 3158,42  cm ⁻¹ . ^{[ 83 ] [ 87 ]} La energía de enlace es de 378  cm ⁻¹ en el estado vibracional 000 y de 431  cm ⁻¹ en el estado vibracional 100. ^{[ 88 ]} También se conoce He ₂ HN ⁺ _2. Un átomo de helio está unido a un hidrógeno, y el otro está menos fuertemente unido. ^{[ 88 ]}

H₂O⁺ , H₂OSF₅⁺ , SF₅⁺ ^{y SF₆⁺} _pueden formar cúmulos ^con _diferentes números _de ^átomos _de helio ^{. [ 89} _]

Se predice que He(H₂O ₎ ₂ _formará un sólido con estructura ortorrómbica Ibam . ^{[ 91 ]}

Se afirmó en un principio que se había encontrado heluro de hierro (FeHe), ^{[ 92 ]} pero el descubrimiento se clasificó como una aleación. ^{[ 53 ]} Los primeros estudios predijeron que el FeHe existe como un compuesto intersticial bajo alta presión, ^{[ 93 ]} quizás en núcleos planetarios densos , ^{[ 94 ]} o, como sugirió Freeman Dyson , en el material de la corteza de las estrellas de neutrones . ^{[ 95 ]} Cálculos recientes de la teoría del funcional de la densidad predicen la formación de compuestos de FeHe a presiones superiores a unos 4 TPa, ^{[ 96 ]} lo que sugiere que estos compuestos podrían encontrarse dentro de planetas gigantes, estrellas enanas blancas o estrellas de neutrones.

_{Se predice que el} Na₂HeO tiene una estructura similar a la del _Na₂He , pero con átomos de oxígeno en la misma posición que el par de electrones, de modo que se convierte en O²⁻ ^. Sería estable entre 13 y 106  GPa. ^{[ 2 ]} Esta sustancia podría ser una forma de almacenar helio en estado sólido. ^{[ 97 ]}

La _2/3-x Li _3x TiO ₃ He es una perovskita porosa de conducción de iones de litio que puede contener helio como un clatrato. ^{[ 33 ]}

Se predice que el helio se incluirá bajo presión en compuestos iónicos de la forma A₂B _o AB₂ _. Estos compuestos podrían incluir Na₂OHe _, MgF₂He ₍ a más de 10⁷  GPa) y _CaF₂He (30-110  GPa). La estabilización se produce cuando el átomo de helio se posiciona entre los dos iones con carga similar, protegiéndolos parcialmente entre sí. ^{[ 98 ]}

Se predice que el helio formará un compuesto de inclusión con el silicio, Si₂He _. Este compuesto tiene una red hexagonal de átomos de silicio con átomos de helio alineados en los canales. Debería formarse cuando se inyecta silicio líquido con helio a más de 1 GPa y se enfría. ^{[ 99 ]}

Se predice que el helio formará un fluoruro He ₃ F ₂ bajo presiones extremas muy superiores a 1 Tpa. ^{[ 100 ]}

Se cree que el aducto de óxido de berilio y helio, HeBeO, está unido de forma mucho más fuerte que una molécula normal de van der Waals, con una energía de enlace de aproximadamente 5 kcal/mol. El enlace se ve reforzado por una carga positiva inducida por un dipolo en el berilio y una vacante en el orbital σ del berilio en la zona donde se enfrenta al helio. ^{[ 101 ] [ 102 ]}

Las variaciones del aducto de óxido de berilio incluyen HeBe ₂ O ₂ , ^{[ 102 ]} RNBeHe incluyendo HNBeHe, CH ₃ NBeHe, ^{[ 102 ]} CH _4−x NBeHe _x , SiH _4−x NBeHe _x , NH _3−x NBeHe _x , PH _3−x NBeHe _x , OH _2−x NBeHe _x , SH _2−x NBeHe _x , ^{[ 103 ]} y HeBe(C ₅ H ₅ ) ⁺ . ^{[ 104 ]}

Se predice que el fluoruro de hidridohelio HHeF tiene una vida media de 157 femtosegundos y una barrera de 05 kcal/mol . ^{[ 105 ]} Se predice que la vida media del isótopo de deuterio es mucho mayor debido a una mayor dificultad de tunelización para el deuterio. ^{[ 106 ]} La metaestabilidad de esta molécula se debe a la atracción electrostática entre HHe ⁺ y F ⁻ que aumenta la barrera para una ruptura exotérmica. ^{[ 101 ]} Bajo presiones superiores a 23  GPa, el HHeF debería ser estable. ^{[ 107 ]}

Los cálculos para los fluoruros de metales de acuñación incluyen HeCuF como estable, ^{[ 105 ]} HeAgF es inestable, ^{[ 105 ]} se predice HeAuF, ^{[ 105 ]} y Ag ³ He con energía de enlace 1,4  cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} energía de enlace Ag ⁴ He 1,85  cm ⁻¹ , energía de enlace Au ³ He 4,91  cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} y energía de enlace Au ⁴ He 5,87  cm ^{−1 [ 108 ]}

Se predice la presencia de HeNaO.

El cálculo para moléculas binarias de helio de van der Waals incluye HeNe, energía de enlace de Li ⁴  He 0,008 cm ⁻¹ , el Li ³ He no es estable. ^{[ 108 ]} Energía de enlace de Na ⁴  He 0,03 cm ⁻¹ , el Na ³ He no es estable. ^{[ 108 ]} Energía de enlace de Cu ³  He 0,90 cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} Energía de enlace de O ⁴  He 5,83 cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} Energía de enlace de S ⁴  He 6,34 cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} Energía de enlace de Se ⁴  He 6,50 cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} Energía de enlace de F ⁴  He 3,85 cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} Energía de enlace de Cl ⁴  He 7,48 cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} Energía de enlace de Br ⁴ He 7,75  cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} Energía de enlace de I ⁴ He 8,40  cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} Energía de enlace de N ⁴  He 2,85 cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} P ⁴ Energía de enlace de He 3,42  cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} Energía de enlace de He de As ⁴  3,49 cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} Energía de enlace de He de Bi ⁴  33,26 cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} Energía de enlace de He de Si ⁴  1,95 cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} Energía de enlace de He de Ge ⁴  2,08 cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} Energía de enlace de He de CaH ⁴  0,96 cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} Energía de enlace de He de NH ⁴ 4,42  cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} Energía de enlace de He de MnH ⁴ 1,01 cm ⁻¹ , ^{[ 108 ]} Energía de enlace de YbF ⁴ He 5,57  cm ^{−1 [ 108 ]} I ⁴ ₂ He o I ³ ₂ He, ^{[ 109 ]}

Se predice que se formarán enlaces con níquel con helio como ligando débil en HeNiCO y HeNiN ₂ . ^{[ 101 ]}

Se predice que (HeO)(LiF) _₂ formará una molécula metaestable planar. ^{[ 110 ]} Se predice que el 1-tris(pirazolil)borato de berilio y el 1-tris(pirazolil)borato de magnesio se unirán al helio a bajas temperaturas. ^{[ 111 ]} También se predice un enlace He-O en una molécula con fluoruro de cesio o fluoruro de tetrametilamonio. ^{[ 112 ]}

Se predice que el LiHe _{2 estará en un} estado de Efimov cuando se excite. ^{[ 113 ]}

Se han investigado teóricamente muchos iones para determinar su posible existencia. Prácticamente todos los cationes diatómicos con helio han sido estudiados. Para los dicationes diatómicos, la estabilidad requiere que el segundo nivel de ionización del átomo acompañante sea inferior al primer nivel de ionización del helio, 24,6  eV. En el caso del Li, F y Ne, el estado fundamental es repulsivo, por lo que no se formarán moléculas. En el caso del N y el O, la molécula se descompondría liberando He ⁺ . Sin embargo, se predice que HeBe2 ⁺ , ​​HeB2 ⁺ y HeC2 ⁺ son estables. Asimismo, se predice que los elementos de la segunda fila, desde el Na hasta el Cl, tendrán un ion HeX2 ⁺ estable . ^{[ 70 ]}

Se predice que HeY ³⁺ es el ion diatómico triplemente cargado estable más ligero. ^{[ 114 ]} Otros iones posiblemente termoquímicamente estables incluyen HeZr ³⁺ , HeHf ³⁺ , HeLa ³⁺ , HeNd ³⁺ , HeCe ³⁺ , HePr ³⁺ , HePm ³⁺ , HeSm ³⁺ , HeGa ³⁺ , HeTb ³⁺ , HeDy ³⁺ , HeHo ³⁺ , HeEr ³⁺ , HeTm ³⁺ , y HeLu ³⁺ donde el tercer punto de ionización está por debajo del del helio. ^{[ 70 ]}

El ion heluro de positrónio PsHe ⁺ debería formarse cuando los positrones se encuentran con el helio. ^{[ 115 ]}

El ion fluoroheliato FHeO ⁻ debería ser estable, pero las sales como LiFHeO no lo son. ^{[ 116 ] [ 71 ]}

• HHeCO ⁺ teórico ^{[ 117 ]}
• Se predice que FHeS ⁻ es estable. ^{[ 118 ]}
• FHeBN ⁻
• Es improbable que exista HHeN ^{2+ . [ 119 ]}
• (HHe ⁺ )(OH ₂ ) es probablemente inestable. ^{[ 120 ]}

El catión hidroheluro de litio HLiHe ⁺ es lineal en teoría. Este ion molecular podría existir con elementos de la nucleosíntesis del Big Bang. ^{[ 121 ]} Otros cationes hidroheluro que existen en teoría son el catión hidroheluro de sodio HNaHe ^{+ , el catión hidroheluro de potasio HKHe +} , el catión hidroheluro de berilio HBeHe2 ⁺ , el catión hidroheluro de magnesio HMgHe2 ⁺ y el catión hidroheluro de calcio HCaHe2 ⁺ . ^{[ 121 ]}

Se predice que HeBeO ⁺ tiene una energía de enlace relativamente alta de 25  kcal  mol⁻¹ . ^{[ 122 ] De manera similar ,} se predice que el catión etinilhelio [HeC≡CH] ^{+ se une (con respecto al catión etinilo y al helio) por 22 kcal/mol. Sin embargo, se predice que los cationes vinilhelio ([HeCH=} _CH₂ ] ⁺ , 0,03 kcal/mol) y metilhelio ([HeCH₃ _] + ^, 1,5 kcal/mol) se unen mucho más débilmente. ^{[ 123 ]}

• HCHe ^{+ [ 71 ]}
• HCHeHe ^{+ [ 71 ]}

Para los iones negativos, el aducto está unido muy débilmente. ^{[ 70 ]} Entre los estudiados se incluyen HeCl ⁻ , HeBr ⁻ , HeF ⁻ , HeO ⁻ y HeS ⁻ . ^{[ 71 ]}

• FHeS ^{− [ 71 ]}
• FHeSe ^{− [ 71 ]}
• C ₇ H ₆ He ^{2+ [ 71 ]}
• C ₇ H ₆ HeHe ^{2+ [ 71 ]}
• FHeCC ^{− [ 71 ]}
• HHeOH ⁺ ₂ ^{[ 71 ]}
• HHeBF ^{+ [ 71 ]}
• HeNC ^{+ [ 71 ]}
• HeNN ^{+ [ 71 ]}
• HHeNN ⁺ H-He 0,765  Å Longitud del enlace He-N 2,077  Å. Barrera de descomposición de 2,3  kJ/mol. ^{[ 71 ]}

Se predice que HHeNH ⁺ ₃ tiene una simetría C _3v y una longitud de enlace H-He de 0,768  Å y He-N de 1,830 Å. La barrera de energía contra la descomposición a amonio es de 19,1  kJ/mol con una liberación de energía de 563,4  kJ/mol. Se predice que la ruptura a ion hidruro de helio y amoníaco es endotérmica, requiriendo 126,2  kJ/mol. ^{[ 71 ]}