Гелій
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Ге́лій — хімічний елемент з атомним номером 2, який очолює групу інертних газів в періодичній таблиці.
Гелій нетоксичний, не має кольору, запаху і смаку. За нормальних умов є одноатомним газом. Його точка кипіння (T = 4,216 K) найменша серед всіх елементів. При атмосферному тиску він не переходить в тверду фазу навіть при абсолютному нулі. Твердий гелій отриманий лише при тиску понад 25 атмосфер. Екстремальні умови також необхідні для створення нечисленних хімічних сполук гелію, всі вони нестабільні при стандартній температурі й тиску. Природний гелій складається з двох стабільних ізотопів: 4He (ізотопна поширеність — 99,99986 %), і набагато рідкіснішого 3He (0,00014 %; вміст гелію-3 в різних природних джерелах може варіювати в досить широких межах). Відомі ще шість штучних радіоактивних ізотопів гелію.
Гелій займає друге місце за поширеністю у Всесвіті й легкістю (після водню). Проте на Землі гелій рідкісний. Практично весь гелій Всесвіту утворився в перші декілька хвилин після Великого Вибуху, в час первинного нуклеосинтезу. У сучасному Всесвіті майже весь новий гелій створюється в результаті термоядерного синтезу водню в зірках. На Землі він створюється в результаті альфа-розпаду важких елементів (альфа-частинки, випромінювані при альфа-розпаді — це ядра гелію-4). Частина гелію, що виник при альфі-розпаді й просочувався крізь породи земної кори, захоплюється природним газом, концентрація гелію в якому може досягати 7% від об'єму. Гелій здобувається з природного газу процесом низькотемпературного розділення, що називається фракційною перегонкою.
Зміст |
[ред.] Історія
Відкриття гелію почалося з 1868 року, коли при спостереженні сонячного затемнення астрономи француз П. Ж. Жансан і англієць Д. Н. Лок'єр незалежно один від одного виявили в спектрі сонячної корони жовту лінію (вона отримала назву D3-лінії), яку не можна було приписати жодному з відомих у той час елементів. У 1871 Лок'єр пояснив її походження присутністю на Сонці нового елементу. У 1895 році англієць Вільям Рамзай виділив з природної радіоактивної руди клевеїту газ, в спектрі якого спостерігалася та ж D3-лінія.
[ред.] Походження назви
Лок'єр дав гелію ім'я, що відображає історію його відкриття (від грец. Helios — сонце). Оскільки Локк'єр вважав, що виявлений елемент — метал, він використовував в латинській назві елементу закінчення «ium» (відповідає українському закінченню «ій»), яке зазвичай уживається в назві металів. Таким чином, гелій задовго до свого відкриття на Землі отримав ім'я, яке закінченням відрізняє його від назв решти інертних газів.
[ред.] Отримання
В даний час гелій виділяють з природних газів, користуючись методом глибокого охолоджування (гелій зріджується важче за решту газів). Родовища таких газів є в Росії, США, Канаді і ПАР. Гелій міститься також в деяких мінералах (монациті, торіаніті й інших), при цьому з 1 кг мінералу при нагріванні можна виділити до 10 л гелію.
[ред.] Надплинність
При температурі 2.1768 K рідкий гелій переходить у стан, в якому втрачає в'язкість. Такий стан називається надплинним або станом гелію II. В надплинному стані гелій має низку цікавих властвостей, наприклад, повзе вгору стінками посудини, тягнеться до джерела тепла тощо.
[ред.] Застосування
Гелій використовують для створення інертної і захисної атмосфери при зварюванні, різанні і плавці металів, при перекачуванні ракетного палива, для наповнення дирижаблів і аеростатів, як компонент середовища гелій-неонових лазерів. Гелій-3 використовується для наповнення газових нейтронних детекторів, як робоче тіло гелієвих течошукачів . Рідкий гелій, рідина, яка конденсується при найнижчій температурі, — унікальний холодоагент в експериментальній фізиці, що дозволяє використовувати наднизькі температури в наукових дослідженнях (наприклад, при вивченні електричної надпровідності). Завдяки тому, що гелій дуже погано розчиняється в крові, його використовують як складову частину штучного повітря, що подається для дихання водолазам. Заміна азоту на гелій запобігає кесонній хворобі (при вдиханні звичайного повітря азот під підвищеним тиском розчиняється в крові, а потім виділяється з неї у вигляді бульбашок, які закупорюють дрібні судини).
[ред.] Дивись також
