Гелій

Відео: миленький ОРУ гелієм ВІД БОЛЮ | c Пашею Мікуса

гелій - хімічний елемент з атомним номером 2, який очолює групу інертних газів в періодичній таблиці.
Гелій нетоксичний, не має кольору, запаху і смаку. При нормальних умовах є одноатомних 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 і тиску. Природний гелій складається з двох стабільних ізотопів: 4 He (ізотопна поширеність - 99,99986%), і набагато більш рідкісного 3 He (0,00014% - зміст 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 і легкістю (після водню). Однак на Землі гелій рідкісний. Практично весь гелій Всесвіту утворився в перші кілька хвилин після Великого Вибуху, під 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, які випромінює при альфа-розпаді - це ядра гелію-4). Частина гелію, що виник при альфа-розпаді і просочувався крізь породи земної кори, захоплюється природним газом, концентрація гелію в якому може досягати 7% від обсягу. Гелій видобувається з природного газу процесом низькотемпературного поділу, яке називається фракційної перегонкою.
Історія
Спектральні лінії гелію Відкриття гелію почалося з 1868 року, коли при спостереженні сонячного затемнення астрономи француз П. Ж. Жансан і англієць Д. Н. Лок. Прем`єр незалежно одна від одної виявили в спектрі сонячної корони жовту лінію (вона отримала назву D 3-лінії), яку не можна було приписати жодному з відомих в той час елементів. У 1871 Локьер 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 D 3-лінія.
походження назви
Локкьер дав гелію ім`я, що відбиває історію його відкриття (грец. Helios - сонце). Оскільки Локкьер вважав, що виявлений елемент - метал, він використовував в латинській назві елементу закінчення «ium» (відповідає українським закінченню «й»), яке зазвичай вживається в назві металів. Таким чином, гелій задовго до свого відкриття на Землі отримав ім`я, яке закінченням відрізняє його від назв інших інертних газів.
поширення
У Всесвіті


Серед усіх елементів гелій посідає друге місце за поширеністю у Всесвіті після водню - близько 23% по масі. Однак на планетах земної групи (Меркурій, Венера, Земля, Марс) гелію мало. Практично весь гелій Всесвіту утворився в перші кілька хвилин після Великого Вибуху в ході реакцій первинного нуклеосинтезу. У сучасному Всесвіті майже весь новий гелій утворюється в результаті термоядерного синтезу з водню в надрах зірок (див. Протон-протонний цикл, вуглецево-азотний цикл). На Землі він утворюється в результаті альфа-розпаду важких елементів - урану і торію. Частина гелио, що виник в результаті альфа-розпаду і мігрує через породи земної кори, захоплюється природним газом, концентрація гелію в якому може досягати 8-16% об.
У земній корі
Серед елементів восьмої групи гелій за Кларком в земній корі займає друге місце (після аргону). Зміст гелію в атмосфері Землі (утворюється в результаті радіоактивного розпаду Ac, Th, U) - 5,27 x 10 -4% об. і 7,24 x 10 -5% по масі. Запаси гелію в атмосфері, літосфері і гідросфері Землі оцінюється в 5 x 10 14 м 3.
Гелій в природному газі міститься в концентраціях як правило до 2% об. Дуже рідко зустрічаються скупчення природних газів, в яких вміст гелію досягає 8-16% об. Максимальна концентрація гелію відзначається в уран-і торійвмісніх мінералах: клевеїту, фергюсоніті, самарскита, гадолинита, монацит (монацитів піски в Індії і Бразилії), торіаніта - від 0,8 до 10,5 л / кг. Всі природні гази, що містять гелій в концентраціях крупніше 0,02% діляться на чотири групи:

а) бідні - концентрація гелію 0,02-0,05% -
б) багаті - 0,05-0,30% -
в) дуже багаті - 0,30-1,0% -


г) унікально багаті -gt; 1,0%.

Часто при оцінці запасів і ресурсів гелію групу «в» і «г» об`єднують в одну. В Україні, Росії, Казахстані та інших країнах колишнього СРСР запаси гелію класифікують за категоріями А, B, C 1, С 2, а ресурси - за категоріями С 3, Д 1 і Д 2.
отримання
В даний час гелій виділяють з природних газів, користуючись методом глибокого охолодження (гелій скраплюється важче всіх інших газів). Родовища таких газів в Росії, США, Канаді та ПАР. Гелій міститься також в деяких мінералах (монацит, торіаніта і інших), при цьому з 1 кг мінералу при нагріванні можна виділити до 10 л гелію.
надтекучість
При температурі 2.1768 K рідкий гелій переходить в стан, в якому втрачає в`язкість. Такий стан називається надплинних або станом гелію II. У сверхтекучем стані гелій має низку цікавих властвостей, наприклад, повзе вгору стінками судини, тягнеться до джерела тепла і т.д.
застосування
Світіння наповненою гелієм газорозрядної лампи Гелій використовують для створення інертного і захисної атмосфери при зварюванні, різанні і плавці металів, при перекачуванні ракетного палива, для наповнення дирижаблів і аеростатів, як компонент середовища гелій-неонових лазерів, як газ-носій в газовій хроматографії. Гелій-3 використовується для наповнення газових нейтронних детекторів, як робоче тіло гелієвих течошукачів. Рідкий гелій, рідина, яка конденсується при низькій температурі, - унікальний холодоагент в експериментальної фізики, 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 гелієм запобігає кесонної хвороби (при вдиханні звичайного повітря азот під підвищеним тиском розчиняється в крові, а потім виділяється з неї у вигляді бульбашок, які закупорюють дрібні судини).

Увага, тільки СЬОГОДНІ!