Helium | kemiskt element
Helium är ett kemiskt grundämne. Det har den kemiska symbolen He, atomnummer 2 och en atomvikt på cirka 4,002602. Det finns 9 isotoper av helium, varav endast två är stabila. Dessa är3 He och4 He. 4He är den överlägset vanligaste isotopen.
Helium kallas en ädelgas eftersom den inte regelbundet blandas med andra kemikalier och bildar nya föreningar. Den har den lägsta kokpunkten av alla grundämnen. Det är det näst vanligaste grundämnet i universum, efter väte, och har ingen färg eller lukt. Helium har dock ett röd-orange sken när det placeras i ett elektriskt fält. Helium reagerar vanligtvis inte med något annat. Astronomer upptäckte förekomsten av helium 1868, när dess spektrum identifierades i ljus från solen. Detta var innan det upptäcktes på jorden.
Helium används för att fylla ballonger och luftskepp eftersom dess densitet är lättare än luft. Det brinner inte och är därför säkert för den typen av användning. Det används också i vissa typer av glödlampor. Människor kan andas in helium: det får deras röster att låta högre än normalt. Detta är ett skämt, men det är farligt eftersom om de andas in för mycket kan hypoxi skada eller döda dem eftersom de inte andas normal luft. Att andas in för mycket helium kan också orsaka långtidseffekter på stämbanden.
Helium skapas genom kärnfusion i solen och liknande stjärnor. Under denna process smälter två väteatomer samman till en heliumatom. På jorden bildas helium genom det naturliga radioaktiva sönderfallet av tunga radioaktiva grundämnen som torium och uran, även om det finns andra exempel. De alfapartiklar som avges vid sådana sönderfall består av helium-4-kärnor.
Eftersom den är mycket lätt är helium den gas som används för att fylla luftskepp som Goodyear-luftskeppet.
Historia
Helium upptäcktes av den franske astronomen Pierre Janssen den 18 augusti 1868 som en ljusgul linje i spektrumet i solens kromosfär. Man trodde att linjen var natrium. Samma år observerade även den engelske astronomen Norman Lockyer den och fann att den orsakades av ett nytt grundämne. Lockyer och den engelske kemisten Edward Frankland namngav grundämnet helium, från det grekiska ordet för solen, ἥλιος (helios).
Egenskaper
Helium är den näst minst reaktiva ädelgasen efter neon. Den är den näst minst reaktiva av alla grundämnen. Den är kemiskt inert och enatomig under alla standardförhållanden. Helium är den minst vattenlösliga monatomiska gasen.
Använder
Helium används som skyddsgas vid odling av kisel- och germaniumkristaller, vid framställning av titan och zirkonium samt vid gaskromatografi, eftersom det är inert. Helium används som skyddsgas vid bågsvetsning.
Helium blandas med syre och andra gaser vid djupdykning eftersom det inte orsakar kvävenarkos.
Helium används också för att kondensera väte och syre för att göra raketbränsle. Det används för att avlägsna bränsle och oxidationsmedel från markstödsutrustning innan raketen startar. Det används för att kyla flytande väte i rymdfarkoster före raketuppskjutning.
Helium används som värmeöverföringsmedium i vissa kärnreaktorer som kyls ned med gas. Helium används också i vissa hårddiskar. Helium vid låga temperaturer används i kryoteknik.
Leverans
Helium har blivit sällsynt på jorden. Om det kommer ut i luften lämnar det planeten. Till skillnad från väte, som reagerar med syre för att bilda vatten, är helium inte reaktivt. Det förblir som en gas. Under många år efter 1925 års heliumlag samlade USA helium i en nationell heliumreserv. Amerikanskt helium kommer från brunnar i Great Plains-området. För närvarande levereras mer helium från Qatar än från USA.
Flera forskningsorganisationer har gjort uttalanden om bristen och bevarandet av helium. Dessa organisationer utfärdade policyrekommendationer så tidigt som 1995 och så sent som 2016 och uppmanade USA:s regering att lagra och bevara helium på grund av de naturliga gränserna för heliumtillgången och grundämnets unika karaktär. För forskare är helium oersättligt eftersom det är nödvändigt för att producera mycket låga temperaturer. Helium vid låga temperaturer används i kryogenik och i vissa kryogeniska tillämpningar. Flytande helium används för att kyla vissa metaller till de extremt låga temperaturer som krävs för supraledning, t.ex. i supraledande magneter för magnetisk resonansavbildning.
Frågor och svar
F: Vad är den kemiska symbolen för helium?
S: Den kemiska symbolen för helium är He.
F: Hur många isotoper av helium finns det?
S: Det finns nio isotoper av helium, varav endast två är stabila.
Fråga: Vad gör helium till en ädelgas?
Svar: Helium kallas en ädelgas eftersom den inte regelbundet blandas med andra kemikalier och bildar nya föreningar.
Fråga: Vilken färg och lukt har helium?
S: Helium har ingen färg eller lukt. När det placeras i ett elektriskt fält får det dock ett röd-orange sken.
Fråga: När upptäcktes förekomsten av helium för första gången av astronomer?
Svar: Astronomer upptäckte först förekomsten av helium 1868 när dess spektrum identifierades i ljuset från solen. Detta var innan det upptäcktes på jorden.
F: Vilka användningsområden har helium på jorden?
S: På jorden används helium för att fylla ballonger och luftskepp på grund av dess lägre densitet än luft, samt i vissa typer av glödlampor. Det kan också andas in, men det kan vara farligt om man andas in för mycket, eftersom det kan orsaka hypoxi som kan skada eller döda någon som inte andas in normal luft och långtidseffekter på stämbanden.
F: Hur skapas helium naturligt på jorden?
S: På jorden tillverkas helium genom det naturliga radioaktiva sönderfallet av tunga radioaktiva grundämnen som torium och uran, även om det finns andra exempel. De alfapartiklar som avges vid sådana sönderfall består av helium-4-kärnor.
