Hélium - tulajdonságainak kémiai elemek
Történelmi háttér. Hélium fedezték fel először, nem a Földön, ahol nem elég, és a Nap légkörben. 1868-ban, a francia Jean Janssen és angol John. H. Lockyer vizsgált spektroszkópiás összetételének napenergia kiemelkedések. Ők kaptak kép tartalmaz egy fényes sárga vonalat (az úgynevezett D3-vonal), amely nem lehetett tulajdonítható bármely időpontjában ismert elemek. 1871-ben Lockyer kifejtette eredete jelenlétében a nap egy új elem, mely nevét a hélium (a görög Helios -. The Sun). A Földön, hélium izolálták először 1895-ben az angol W. Ramsay a radioaktív ásványi kleveit. A gáz kiosztott spektrum melegítéssel kleveit, volt az ugyanabban a sorban.
Hélium bőség jellegű. A Földön Hélium kicsi: 1 m 3 levegőt tartalmaz csak 5,24 cm3 hélium, és minden egyes kilogramm föld anyaga - 0,003 mg Hélium. Mivel a gyakorisága a hélium az univerzumban a második legnagyobb után a hidrogén: a hélium mennyisége körülbelül 23% -át a tömeg a teret.
A Földön, a hélium (pontosabban: az izotóp 4 He) folyamatosan alakítjuk ki a bomlási urán, a tórium és más radioaktív elemek (a földkéreg körülbelül 29 radioaktív izotópok, hogy 4 He).
3He izotóp, különösen, van kialakítva a légkörben β-bomlás egy nehéz izotóp hidrogén - trícium (T), amely akkor következik be, viszont, amikor kapcsolatba kerül neutronok kozmikus sugárzási levegő nitrogénnel:
Nincs 4 mag atom (amely két proton és két neutron), az alfa-részecskék, vagy Gelion - közül a legstabilabb vegyületet magok. Energia a nukleonok (protonok és neutronok) 4 He maximum képest magok más elemeinek értéke (28,2937 MeV); Ezért a kialakulását 4 Ő sejtmagok a hidrogén atommag (protonok) 1 H kíséri felszabadulása hatalmas mennyiségű energiát. Úgy vélem, hogy ez a nukleáris reakció:
Április 1 H = 4 He + 2β + + 2 N
[4 egyidejűleg termel két Ő pozitron (β +) és két neutrínók (ν)] a fő energiaforrás a Nap és más csillagok hozzájuk hasonló. E folyamat révén, és felhalmozódnak igen jelentős tartalékok a hélium az univerzumban.
A fizikai tulajdonságai Hélium. Normális körülmények között a hélium - egyatomos gáz színtelen és szagtalan. Sűrűség 0,17846 g / l, B.P. -268,93 ° C, op -272,2 ° C-on Hővezető képesség (0 ° C-on) 143,8 · 10 -3 W / (cm · K) [343,4 x 10 -6 cal / (cm · ° · s)]. Héliumatom sugara által meghatározott különböző módszerekkel, kezdve 0,85-1,33 Å. 1 liter vízben 20 ° C-on oldódik körülbelül 8,8 ml hélium. Hélium primer ionizációs energia nagyobb, mint bármely más elemet, - 39.38 · 10 -13 J (24,58 eV); elektron-affinitása nincs hélium. Folyékony hélium, amely kizárólag 4 He, több olyan egyedülálló tulajdonságokkal rendelkezik.
Kémiai tulajdonságait hélium. A mai napig, megkísérli, hogy készítsen stabil kémiai vegyületek Hélium sikertelen.
Első hélium. Az iparban Hélium elő hélium-hordozó földgáz (jelenleg kihasználható elsősorban betétek tartalmazó> 0,1% hélium). Hélium más gázoktól elválasztott mélyhűtés, az a tény, hogy a cseppfolyósított nehezebb minden egyéb gáz.
Alkalmazása Hélium. Mivel a tehetetlenségi hélium széles körben használják, hogy hozzon létre egy védőgázas olvadás során, vágás és hegesztés az aktív fémek. A hélium kevesebb, elektromosan vezető, mint más inert gáz - argon és ennek következtében elektromos ív atmoszférában Hélium ad magasabb hőmérsékletek, amely jelentősen növeli a sebességet a ívhegesztés. Mivel a kis sűrűségű, kombinálva éghetetlenségének héliumot használnak, hogy kitöltse a sztratoszféra. A hővezetés hélium, a kémiai semlegesség és a rendkívül alacsony képes belépni egy nukleáris reakció neutronokkal lehetővé teszik, hogy használja a hélium kihűlni atomreaktorok. Folyékony hélium a leghidegebb folyadék a Földön, egy hűtőközeg különböző kutatás. Annak megállapítására, a tartalmát hélium egyik módszer, hogy meghatározzuk az abszolút kor székhelyű radioaktív ásványok. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a hélium nagyon rosszul oldódik a vérben, akkor komponenseként használjuk mesterséges szállított levegő légzésre búvárok (szubsztitúció a nitrogén Hélium megakadályozza a dekompressziós betegség). Vizsgált alkalmazásának lehetőségét légkörében hélium és egy űrhajó kabin.
Folyékony hélium. A viszonylag gyenge kölcsönhatás héliumatomok vezet az a tény, hogy továbbra is gáz-halmazállapotú, hogy alacsonyabb hőmérsékleten, mint bármely más gáz. A maximális hőmérséklet, amely alatt meg lehet cseppfolyósított (a kritikus hőmérséklete Tc) egyenlő 5,20 K. folyékony hélium - csak fagyálló: Hélium normál nyomáson is folyékony marad önkényesen alacsony hőmérsékleten, és megszilárdul csak nagyobb nyomáson 2,5 MN / m 2 (25 atm).