Гелий

Гелий
← Водород | Литий →
Периодическая система элементов +2He Файл:Electron shell 0+2 Helium.svg
Свойства атома
Название, символ, номер	, +2
Номер CAS	7440-59-7

Ге́лий (He) — 2 элемент периодической системы элементов, газ.

Гелий нетоксичный элемент который не имеет цвета, запаха и вкуса и также является практически инертным моноатомным химическим элементом, который возглавляет группу инертных газов в периодической таблице и атомный номер которого 2. Его точки кипения и плавления самые низкие среди элементов и он существует только как газ, не считая экстремальных условий. Экстремальные условия также необходимы для создания немногочисленных соединений Гелия, все они нестабильны при стандартных температуре и давлении. Самым распространенным стабильным изотопом является гелий-4 и более редким стабильным изотопом является гелий-3.

Элемент гелий занимает второе место по распространенности и легкости в периодической таблице. В современной вселенной практически весь новый гелий создается в результате термоядерного синтеза гидрогена в звездах. На Земле он создается в результате радиоактивных распадов намного более тяжелых элементов (альфа частички это ядра гелия созданные в результате распада урана). После его создания часть его захватывается натуральным газом в концентрации вплоть до 7% от объема. Он добывается из натурального газа процессом низко температурного разделения называющегося фракционной перегонкой.

История

Открытие гелия началось с 1868 года, когда при наблюдении солнечного затмения астрономы француз П. Ж. Жансен и англичанин Д. Н. Локьер независимо друг от друга обнаружили в спектре солнечной короны желтую линию (она получила название D₃-линии), которую нельзя было приписать ни одному из известных в то время элементов. В 1871 Локьер объяснил её происхождение присутствием на Солнце нового элемента. В 1895 году англичанин У. Рамзай выделил из природной радиоактивной руды клевеита газ, в спектре которого присутствовала та же D₃-линия.

Происхождение названия

Локьер гелию дал имя, отражающее историю его открытия (греч. Helios — солнце). Поскольку Локьер полагал, что обнаруженный элемент — металл, он использовал в латинском названии элемента окончание «ium» (соответствует русскому окончанию «ий»), которое обычно употребляется в названии металлов. Таким образом, гелий задолго до своего открытия на Земле получил имя, которое окончанием отличает его от названий остальных инертных газов.

Получение

В настоящее время гелий выделяют из природных гелионосных газов, пользуясь методом глубокого охлаждения (гелий сжижается труднее всех остальных газов). Месторождения таких газов имеются в России, США, Канаде и ЮАР. Гелий содержится также в некоторых минералах (монаците, торианите и других), при этом из 1 кг минерала при нагревании можно выделить до 10 л гелия.

Газовое и плазмовое состояния

Гелий нетоксичный газ, не имеющий цвета и запаха. Он наименее химически активный участник 18 группы (инертные газы) таблицы периодических элементов и поэтому фактически инертный. При стандартных температуре и давлении гелий ведет себя практически как идеальный газ. Фактически при всех условиях гелий моноатомный. Он обладает термо-проводимостью большей чем у других газов, исключая водород и его удельная теплоемкость невероятно высока. Гелий также менее растворим в воде чем любой другой известный газ и скорость его диффузии сквозь твёрдые материалы в три раза выше чем у воздуха и приблизительно на 65% чем у водорода. Коэффициент преломления гелия наиболее приближенный к единице чем у любого другого газа. Этот газ имеет негативный коэффициент Джоуля-Томсона при нормальных окружающих температурах, то есть он нагревается когда ему дают возможность свободно увеличиваться в объеме. Только ниже температуры инверсии Джоуля-Томсона(приблизительно 40 К и 1 атмосфере) он остывает во время свободного расширения. После охлаждения ниже этой температуры, гелий может быть превращен в жидкость при расширительном охлаждении.

Применение

Гелий используют для создания инертной и защитной атмосферы при сварке, резке и плавке металлов, при перекачивании ракетного топлива, для наполнения дирижаблей и аэростатов, как компонент среды гелиевых лазеров. Жидкий гелий, самая холодная жидкость на Земле, — уникальный хладагент в экспериментальной физике, позволяющий использовать сверхнизкие температуры в научных исследованиях (например, при изучении электрической сверхпроводимости). Благодаря тому, что гелий очень плохо растворим в крови, его используют как составную часть искусственного воздуха, подаваемого для дыхания водолазам. Замена азота на гелий предотвращает кессонную болезнь (при вдыхании обычного воздуха азот под повышенным давлением растворяется в крови, а затем выделяется из неё в виде пузырьков, закупоривающих мелкие сосуды).

Ссылки

http://www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/009/128.htm