چگونه واکنش نشان ندهیم

هلیوم (او) یک گاز بی اثر است و متعلق به گازهای نجیب، گروه 18، جدول تناوبی است. به صورت گازی بی رنگ، بی بو، بی مزه و غیر سمی وجود دارد. نام خود را از خدای یونانی هلیوس، خدای خورشید گرفته است. فرآیند طولانی تجزیه آلفای رادیواکتیو اورانیوم و توریم عنصر هلیم را تشکیل می دهد. بنابراین، یک منبع تجدید ناپذیر است.

ده حقیقت جالب در مورد هلیوم

1. هلیم تنها عنصری است که با استفاده از روش‌های خنک‌کننده مؤثر تحت فشار معمولی جو جامد نمی‌شود. انرژی نقطه صفر سیستم برای انجماد بسیار زیاد است.
2. ایالات متحده تقریباً 90 درصد هلیوم جهان را تولید می کند.
3. تقاضای هلیوم در طول جنگ جهانی دوم افزایش یافت. صنایع دستی سبک تر از هوا از آن استفاده می کردند.
4. طیف‌سنج جرمی هلیوم برای شناسایی و مکان‌یابی نشت‌های کوچک در پروژه منهتن که در آن اولین سلاح‌های هسته‌ای ساخته شد، استفاده شد.
5. قانون هلیم در سال 1925 صادرات هلیوم را ممنوع کرد زیرا غیر قابل تجدید است.
6. سوخت موشک در طول جنگ سرد و مسابقه فضایی از هلیوم به عنوان خنک کننده استفاده می کرد.
7. هلیوم را می توان از طریق خنک کننده انبساط مایع کرد.
8. حرارت دادن تحت فشار بالا می تواند هلیوم را وارد قفس کربن توخالی فولرن ها کند.
9. تقطیر جزئی می تواند هلیوم را از گاز طبیعی در مقیاس بزرگ برای مقاصد صنعتی در مقیاس بزرگ استخراج کند.
10. از سال 2005، هلیوم استخراج شده از ذخایر گاز طبیعی در کانزاس، اوکلاهاما، و میدان پانهندل در تگزاس در حال تخلیه و فروش است. انتظار می رود تا سال 2021 به طور کامل تخلیه شود.
11. سیاره زحل از 3 درصد هلیوم تشکیل شده است.

هلیوم در جدول تناوبی

هلیم دارای نماد اتمی He و عدد اتمی 2 است. هلیم گاز نجیب در گروه 18، آخرین گروه از عناصر جدول تناوبی است. این دومین عنصر سبک و بی اثرترین عنصر است.

این عنصر بالای نئون، عنصر 10 قرار دارد. هلیم دارای 2 الکترون است که لایه ظرفیتی آن، پوسته 1s را کامل می کند. این پیکربندی الکترون بسیار پایدار است و توضیح می دهد که چرا هلیوم تا این حد بی اثر است.

عنصر هلیم چگونه ساخته می شود؟

هلیم دومین عنصر فراوان در کیهان است که بعد از هیدروژن در رتبه دوم قرار دارد، اما به سرعت در حال کاهش است. درست است؛ هلیوم جدید را نمی توان در آزمایشگاه تولید کرد زیرا یک منبع تجدید ناپذیر است و در طول زمان از طریق واپاشی آلفای رادیواکتیو در سنگ ها به کندی شکل می گیرد. این عنصر به عنوان یک عنصر متفاوت و سنگین‌تر شروع می‌شود و وقتی در معرض عناصر رادیواکتیو مانند اورانیوم، رادیوم یا پلوتونیوم قرار می‌گیرد، شروع به تجزیه می‌کند. واپاشی به این معنی است که عنصر شکافته شده و دو اتم کوچکتر و سبکتر را تشکیل می دهد که اندازه آنها نابرابر است که یکی از آنها هلیم است!

سوپر سیال هلیوم-4

هلیوم-4 ابر سیال حالت بسیار جالبی از ماده است زیرا مانند مایعی با ویسکوزیته صفر رفتار می کند. در نتیجه، این ویسکوزیته صفر به سیال اجازه می دهد تا کارهای دیوانه کننده ای مانند جریان در سربالایی را بدون نیروی محرکه قابل درک انجام دهد. در واقع، این رفتار به ظاهر مخالف گرانش، هلیوم-4 ابر سیال را به ماده ای جذاب تبدیل می کند.

محققان تحت تخصص دکتر پیتر تابورک در حال انجام تحقیقاتی در مورد قلمرو غیرعادی سیالات کوانتومی در آزمایشگاه مواد با دمای پایین واقع در دانشگاه کالیفرنیا، ایروین هستند. این آزمایشگاه تحقیقاتی را در مورد انتقال فاز سیالات کوانتومی و همچنین جامدات کوانتومی انجام می دهد.

برنامه های کاربردی در دنیای امروز

هلیم یک اتم بسیار پایدار است که آن را گازی بی اثر می کند. با عناصر دیگر ترکیب نمی‌شود و می‌تواند حالت خالص و عنصری خود را حفظ کند، و آن را به یکی از گازهای مفید هنگام کار با ترکیبات رطوبت‌رسان تبدیل می‌کند. محیط رطوبت اتمسفر یا با ابزارهای حساسی مانند GCMS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry) را از بین می برد.

مردم از هلیوم برای منفجر کردن بالن ها استفاده می کنند زیرا چگالی آن کمتر از هوا برای شناور شدن است. همچنین صدای شما را تغییر می دهد. سرعت صوت در هلیوم بسیار سریعتر از سرعت صوت در هوا است. در نتیجه، صدای شما بالاتر می آید زیرا امواج صوتی با سرعت بیشتری رخ می دهند. کاربرد اصلی هلیوم برای منفجر کردن بادکنک ها در جشن تولد یا خنده دار کردن صدای شما نیست، بلکه کاربرد بسیار حیاتی تری در برودتی دارد. دستگاه‌های MRI (تصویربرداری تشدید مغناطیسی) و رایانه‌های کوانتومی از فناوری اطلاعات به عنوان یک عامل خنک‌کننده فوق‌العاده استفاده می‌کنند، زیرا نقطه جوش بسیار پایین آن (-268.9) است.^oج).

تاریخ هلیوم

چه کسی هلیم را کشف کرد؟

هلیوم تاریخچه بسیار جالبی دارد. اولین بار در سال 1868 به عنوان یک خط زرد در طیف خورشید توسط ژول یانسن مشاهده شد که فکر می کرد سدیم است. نورمن لاکیر نیز شاهد این طیف بود، به این نتیجه رسید که عنصر جدیدی است و آن را هلیوس، کلمه یونانی برای “خورشید” نامید.

در سال 1881، لوئیجی پالمیری برای اولین بار هلیوم را روی زمین کشف کرد. در سال 1895، سر ویلیام رمزی هلیوم را از ماده معدنی کلویت جدا کرد. ویلیام فرانسیس هیلبراند نیز هلیوم را جدا کرد، اما به اشتباه آن را به عنوان نیتروژن شناسایی کرد. هیلباند آنقدر خوب بود که به رمزی تبریک گفت. بنابراین می توان گفت که سر ویلیام رمزی هلیوم را در زمین “کشف” کرد.

خواص فیزیکی از عنصر هلیم

• نماد اتمی: او
• نقطه ذوب: N/A
• نقطه جوش: -268.928^oC, -452.07^oF, 4.222 K
• چگالی: 0.000164 گرم بر سانتی متر³ در 20 درجه سانتیگراد
• وزن اتمی: 4.003 u
• عدد اتمی: 2
• الکترونگاتیوی: برای گازهای نجیب قابل استفاده نیست
• فراوانی طبیعی هلیم: دومین عنصر فراوان بعد از هیدروژن
• پیکربندی پوسته الکترونی: 1 ثانیه²
• ایزوتوپ ها: ³او،⁴او
• سمیت: غیر سمی

از کجا می توانم هلیوم بخرم؟

هلیوم توسط شرکت های شیمیایی تامین کننده صنایع در دسترس است. با این حال، در بسیاری از فروشگاه هایی که بادکنک های مهمانی می فروشند نیز موجود است. شرکت های گاز طبیعی آن را، یک عنصر تجدید ناپذیر، از محصولات جانبی چاه ها تامین می کنند. کل عرضه ایالات متحده توسط یک شرکت خصوصی کنترل می شود، و از آنجایی که ذخایر هلیم به طور فزاینده ای کمیاب می شود، افزایش زیادی در هزینه هر فوت مکعب وجود خواهد داشت.

خواندن جالب

همه چیز در مورد یدید سرب
آیا گالیم یک فلز است؟
تسلط بر شیمی
چگونه رادرفورد نیتروژن را کشف کرد