Հելիում

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
2 ՋրածինՀելիումԼիթիում
He

Ne
Ջրածին Հելիում Լիթիում Բերիլիում Բորр Ածխածին Ազոտ Թթվածին Ֆտոր Նեոն Նատրիում Մագնեզիում Ալյումին Սիլիցիում Ֆոսֆոր Ծծումբ Քլոր Արգոն Կալիում Կալցիում Սկանդիում Տիտան Վանադիում Քրոմ Մանգան Երկաթ Կոբալտ Նիկել Պղինձ Ցինկ Գալիում Գերմանիում Արսեն Սելեն Բրոմ Կրիպտոն Ռուբիդիում Ստրոնցիում Իտրիում Ցիրկոնիում Նիոբիում Մոլիբդեն Տեխնեցիում Ռութենիում Ռոդիում Պալադիում Արծաթ Կադմիում Ինդիում Անագ Ծարիր Թելուր Յոդ Քսենոն Ցեզիում Բարիում Լանթան Ցերիում Պրազեոդիում Նեոդիում Պրոմեթիում Սամարիում Եվրոպիում Գադոլինիում Տերբիում Դիսպրոզիում Հոլմիում Էրբիում Թուլիում Իտերբիում Լյուտեցիում Հաֆնիում Տանտալ Վոլֆրամ Ռենիում Օսմիում Իրիդիում Պլատին Ոսի Սնդիկ Թալիում Կապար Բիսմունտ Պոլոնիում Աստատ Ռադոն Ֆրանցիում Ռադիում Ակտինիում Թորիում Պրոտակտիում Ուրան Նեպտունիում Պլուտոնիում Ամերիցիում Կյուրիում Բերկլիում Կալիֆորնիում Էյնշտեյնիում Ֆերմիում Մենդելեևիում Նոբելիում Լոուրենցիում Ռեզերֆորդիում Դուբնիում Սիբորգիում Բորիում Հասիում Մեյտներիում Դարմշտադտիում Ռենտգենիում Կոպերնիցիում Ունունտրիում Ֆլերովիում Ունունպենտիում Լիվերմորիում Ունունսեպտիում ՈւնունօկտիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
2He
Hexagonal.svg
Electron shell 002 Helium.svg
Պարզ նյութի արտաքին տեսք
Շիկացած հելիումը խողովակում
Անգույն, անհոտ, անհամ իներտ գազ
Helium spectrum visible.png
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Հելիում / Helium (He), 2
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
4,002602(2)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա 1s2
Ատոմի շառավիղ ? (31)[2] պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտային շառավիղ 28 պմ
Իոնի շառավիղ 93 պմ
Էլեկտրաբացասականություն 4,5 (Պոլինգի սանդղակ)
Օքսիդացման աստիճաններ 0
Իոնիզացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 2361,3(24,47) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 0,147 գ/սմ3 (−270 °C-ում);
0,00017846 ( +20 °C-ում) գ/սմ³
Հալման ջերմաստիճան 0,95 K
Եռման ջերմաստիճան 0,95 K[3]
Մոլյար ջերմունակություն 20,79[4] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ 31,8 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղացանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք վեցանկյուն
Բյուրեղացանցի տվյալներ a=3,570 Å; c=5,84
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն (300 Կ) 0,152 Վտ/(մ·Կ)
2
Հելիում
He
4,0026
1s2


Հելիում լատ.՝ Helium, գտնվում է Մենդելևի պարբերական համակարգի երկրորդ խմբի գլխավոր ենթախմբում, որի նշանն է He և ատոմային թիվը՝ 2։ Իներտ գազ է, կարգահամարը՝ 2, ատոմական զանգվածը՝ 4,0026:

Բնածին հելիումը բաղկացած է երկու կայուն իզոտոպից՝ 3He և 4He (վերջինը անհամեմատ շատ է):

Հելիումը տիեզերքում ամենատարածվաց տարերից է, զբաղեցնում է երկրորդ տեղը՝ ջրածնից հետո։ Բացի այդ հելիումը քիմիական նյութերում երկրորդ տարրն է իր փափկությամբ (ջրածնից հետո): Գոյություն ունեցող բոլոր հայտի նյութերից ունի ամենացածրն եռման ջերմաստիճանը։

Պատմություն[խմբագրել]

1868 թվականին ֆրանսիացի Ժ. ժանսենը և անգլիացի Զ. Ն. Լոկիերը արեգակի սպեկտրում հայտնաբերեցին վառ դեղին գիծ, որը չէր վերագրվում այդ ժամանակ հայտնի որևէ տարրի։ 1871 թվականին Զ. Ն. Լոկիերը պարզեց, որ դա նոր տարր է Արեգակի վրա և անվանեց «Հելում» (հին հուն․՝ ἥλιος - «Արեգակ»): 1895 թվականին անգլիացի Ու. Ռամզայը ռադիոակտիվ կլևեիտ հանքաքարերի տաքացումից անջատված գազի սպեկտրում գտավ նույն դեղին գիծը[5][6]:

Երկրի վրա հելիում քիչ է. 1 մ3 օդը պարունակում է 5,24 սմ3 հելիում, իսկ երկրի յուրաքանչյուր կիլոգրամ նյութը՝ 0,003 մգ։ Տիեզերքում ըստ տարածվածության հելիում երկրորդն է՝ ջրածնից հետո, երկրի վրա 4He իզոտոպը մշտապես առաջանում է ուրանի, թորիումի և ռադիոակտիվ այլ տարրերի տրոհմամբ։ Երկրակեղևում հելիումի պարունակությունը 3•10-7 % է (ըստ զանգվածի): 4He+ ատոմի միջուկները (բաղկացած են 2 պրոտոնից և 2 նեյտրոնից) կոչվում են ալֆա-մասնիկներ: 4He-ում նուկլոնների (պրոտոնների և նեյտրոնների) կապի էներգիան ունի առավելագույն արժեք (28,2937 ՄԷՎ), որի պատճառով էլ ջրածնի միջուկներից (պրոտոններից) 4He-ի միջուկների առաջացումն ուղեկցվում է մեծ քանակությամբ էներգիայի անջատմամբ։ Համարում են, որ այդ միջուկային ռեակցիան՝

41H = 4He + 2β+ + 2υ,

արեգակի և նման այլ աստղերի էներգիայի հիմնական աղբյուրն է։

Ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել]

Սովորական պայմաններում հելիում անհոտ, միատոմ գազ է, խտությունը՝ 0,17846 գ/լ, եռման ջերմաստիճանը՝ -268,93 °C: Ատոմների համեմատաբար թույլ փոխազդեցության պատճառով հելիումը ավելի ցածր ջերմաստիճանում է հեղուկանում, քան ցանկացած այլ գազ: Առավելագույն ջերմաստիճանը, որից ցածր նա կարող է հեղուկացվել (կրիտիկական ջերմաստիճանը՝ Tk) 5,20 K է։

Բնականոն ճնշման պայմաններում հելիումը միակ հեղուկն է, որ չի պնդանում հնարավոր ամենացածր ջերմաստիճաններում, պնդանում է միայն 25 մթնոլորտից բարձր։

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել]

Tλ=2,19 K ջերմաստիճանի և բնականոն ճնշման դեպքում տեղի է ունենում երկրորդ սեռի ֆազային անցում։ Այդ ջերմաստիճանից բարձր հելիումը կոչվում է He I, ցածրի դեպքում՝ He II: Ֆազային անցման ջերմաստիճանի տիրույթում նկատվում են ջերմունակության անոմալ աճ և այլ բնորոշ երևույթներ։ 1938 թվականին Պ. Լ. Կապիցան հայտնաբերեց He II-ի գերհոսունության երևույթը, որը բացատրեց Լ. Դ. Լանդաուն (1941) քվանտամեխանիկական պատկերացումների հիման վրա։

Կիրառություն[խմբագրել]

Հեղուկ հելիումը օգտագործվում է գիտական զանազան հետազոտություններում՝ որպես սառեցնող միջոց։ էլեկտրոնի նկատմամբ խնամակցություն չունի։

Հելիումը քիմիական կայուն միացություն չի առաջացնում. արդյունաբերության մեջ ստանում են հելիում պարունակող բնական գազերից՝ անջատելով այն խորը սառեցմամբ (բոլոր գազերը հեղուկանում են, բացի հելիումից):

Բարձր ջերմահաղորդականության, քիմիական իներտության և նեյտրոնների հետ միջուկային ռեակցիայի մեջ մտնելու շատ քիչ ունակության շնորհիվ հելիումն օգտագործում են ատոմային ռեակտորները սառեցնելու, իսկ ոչ մեծ խտության և անայրելիության շնորհիվ՝ օդապարիկները լցնելու համար։ Շնորհիվ իներտության, հելիումը լայնորեն օգտագործում են պաշտպանական մթնոլորտ ստեղծելու՝ ակտիվ մետաղները հալելիս, կտրելիս և եռացնելիս։

Հելիումը ավելի պակաս էլեկտրահաղորդիչ է, քան արգոնը, այդ պատճառով հելիումը մթնոլորտում էլեկտրական աղեղը տալիս է ավելի բարձր ջերմաստիճան, որով նշանակալիորեն բարձրանում է աղեղային եռակցման արագությունը։

Արժեք[խմբագրել]

  • 2009 թվականին մասնավոր ընկերություններում գազային հելիումի գները կազմում էին 2,5-3 $/մ³[7]:
  • 2010 թվականին Եվրոպայում հեղուկ հելիումի գները 1 լիտրը կազմում էր մոտ 11 եվրո: 2012 թվականին 1 լիտրը 23 եվրո։

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (en) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. «Size of helium in several environments»։ www.webelements.com։ http://www.webelements.com/helium/atom_sizes.html։ Վերցված է 2009 թ․ հուլիսի 10։ 
  3. Соколов В. Б. Гелий // Химическая энциклопедия / гл. редактор Кнунянц И. Л.. — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 513-514. — ISBN 5-85270-008-8.
  4. Соколов В. Б. Гелий // Химическая энциклопедия / гл. редактор Кнунянц И. Л.. — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 513-514. — ISBN 5-85270-008-8.
  5. Kochhar, R. K. French astronomers in India during the 17th - 19th centuries (en) // Journal of the British Astronomical Association. — 1991. — Т. 101. — № 2. — С. 95-100.
  6. Финкельштейн Д.Н. Глава II. Открытие инертных газов и периодический закон Менделеева // Инертные газы. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1979. — С. 40-46. — 200 с. — («Наука и технический прогресс»). — 19 000 экз.
  7. http://www.ngtp.ru/rub/3/15_2009.pdf Нефтегазовая технология. Теория и практика. 2009 (4) ISSN 2070-5379.

Տես նաև[խմբագրել]

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]


Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից։ CC-BY-SA-icon-80x15.png