Helium: milkên, taybetmendiyên, application

Helium - gazê ya sekinî koma 18 ji ser sifrê dewrî. Ev duyemîn lightest element piştî notronan e. Helium - gazê bê reng, bîn û tama ku li agirê -268,9 ° C. avî dibe xala kelîna û xala qerisîn xwe kêmtir ku ji maddeyek zanîn din. Ev tenê ji hêmana ku ne bi sarbûn at zext seqayê normal xurtkirina ne ye. Ew ji bo ku dewlet solid bar kir, divê 25 ji atmosfera be, Germahîya ji 1 K.

History of vedîtina

Helium li atmosfera gazê ya li derdora rojê de hatibû dîtin, stêrnasê French Pierre Zhansenom ku li sala 1868 di dema eclipse a line zer geş di lîstika ji chromosphere solar dîtin hatiye. Di destpêkê de hat texmînkirin, ku ev xeta temsîl sodium element ya. Di heman salê de, English stêrnasê Dzhozef Norman Lockyer a line zer di lîstika solar, ku ew ji bo xetên sodium zanîn qebûl nakin, dît D ₁ û D _2, û ji ber vê yekê ku ew bi navê a line D _3. Lockyer wê encamê ku ew ji aliyê madeyeke di nenas Rojê li ser erdê ji ber kirin. Ew û kîmyager Edward Frankland li element title li bikaranîna navê Greek 'Helios' Ronahiyê.

Di 1895 de, dermanxaneyek Brîtanyayê Sir Uilyam Ramzay hebûna helium li ser erdê xwe ispat kiriye. Wî stand test cleveite madenê uranyumê-deynin, û piştî lêkolîna li gazên avakirin di dema germkirinê, ku dît ku xeta zer geş di lîstika li hev bi line ya D _3, dît di lîstika rojî. Bi vî awayî, a element nû di dawiyê de hat sazkirin. Di 1903 Ramsay û Frederick Soddy dît ku helium berhemê de, rizîbûn spontan ji maddeyên radyoaktîf e.

Belavkariya di xwezayê de

Girse ji helium 23% yên girseyî giştî ya gerdûnê ye, û hêmana duyem ya herî zêde di qada e. Ev di stêran, ku hydrogen ji fusion di encamê avakirin li Şama. Tevî ku Helyûmê di atmosferê di giranîya 1 part 200 th e. (5 ppm) û di yên hindik û mîneralan radyoaktîf, gland biruzka, herweha çavkanîyên mîneral, mîqdarên mezin yên li element found in Dewletên Yekbûyî yên Amerîkayê (bi taybetî li Texas, New dihewîne Mexico City, Kansas, Oklahoma, Utah, û Arizona) wek component (ji 7.6%) yên gaza xwezayî. Biçûk û rezervên wê yên li Australiya, Cezaîr, Poland, Qatar û Rûsya hatin dîtin. Di giranîya crust helium bi tenê li ser 8 ppb e.

isotopes

Bingeha her yek ji atom helium de dihewîne du proton û du, di heman demê de, wek ku bi elementên din, ev isotopes. Ew ji yek ji şeş neutrons de dihewîne, bi vî awayî hejmara girseyî xwe bibitin ji sê ji bo heşt. Stable ji van hêmanên ku weight bi helium hejmara wê ya atomî 3 ⁽³ He) û 4 ⁽⁴ Wî) biryardar in. Hemû din radyoaktîf û bi lez birizin nav madên din. helium erdê ye beşek eslî yê planet ne, ev wek encama rizîbûnê radyoaktîf ava bû. keriyên Alpha durist dikit ji madeyên giran radyoaktîf bi Îzotop ⁴ Ew nucleus. Helium nade qederekî mezin di atmosferê de berhevkirina ne, ji ber ku gravity erdê de ye ku ew pêşî ji, hêdî-hêdî ji radyatorê nav vala ne bes e. Rêçên ³ Ew li dinyayê bi şirove, rizîbûn beta neyînî hydrogen kêm-3 element (tritium). ⁴ Ew herî hevpar ya isotopes aram e: ⁴ ratio ji wî atomên ber bi ³ Ew e li ser 700 hezar to 1 atmosfera û li ser 7 milyon by 1 li hin madenê dewlemend-helium ..

Taybetiyên fîzîkî yên helium

ji germa û melting xala em babete lowest in. Ji bo vê yekê, helium wek gazê ji bilî di şert û mercên extreme heye. gazê ye, ew di avê de hilweşiya kêmtir ji ya din a gazê, û rêjeya belavkirina bi riya laşê saxlem e sê caran ji vê mezintir yên hewayî. index wêre xwe ji nêzîktrîn nêzîkatiyên 1.

The Gehînerî termal ji helium bi tenê ji bo hydrogen Gehînerî termalê, germa taybet û xwe gellekî bilind duyemîn e. Li Germiya asayî ew di dema vebûna tenûrê ye, û li jêr 40 K - cooled. Ji ber vê yekê, li T <40 K helium dikarin bên nav a avî berfireh bîya.

Element an insulator e, eger ew e ku di dewletê de ionized ne. As bi din gazên esîl, helium heye asta enerjiya metastable, ku rê ji aliyê bidawîbûna electric ionized were kirin dema ku voltaja e li jêr potansiyela ionization de.

Helium-4 li ku ev du formên avî de bêhempa ye. Asayî gazî helium ez û li Germiya bibitin ji xala kelîna 4.21 K heye (-268,9 ° C) li ser 2,18 K (-271 ° C). Gehînerî termal Lower ji 2,18 K ⁴ He 1000 caran zêdetir dibû ku ji sifir dibe. Ev forma bi navê helium II, ji wanên ku ji rêzê. Ev superfluid hatiye: vîskozîtî ewqas kêm e, ku ew ne dikarin bê pîvandin. Helium II belav nav a film tenik li ser erdê madeyeke ku têkildar e, û ev fîlm bêyî ciddî yên li dijî gravity diherikin.

Less bi firawanî helium-3 Navdêr sê qonaxên cuda avî, du yên ku superfluid in. Superfluidity di ⁴ Ew ji aliyê fîzîknasekî Sovyetê hat dîtin Petrom Leonidovichem Kapitsey di nîvê salên 1930î de, û diyardeya eynî di ³ Wî pêşî bi Douglas D. Osheroff, David M. Lee, û Robert C. Richardson yên Dewletên Yekbûyî yên Amerîkayê di sala 1972 de dît bû.

A têkelê avî ji du isotopes ji helium-3 û -4 li Germiya jêr 0.8 K (-272.4 ° C) is nav du tebeqe dabeş - ku di eslê xwe paqij ³ Wî û ⁴ têkelê Ew bi 6% ji helium-3. Dawîlêanîna ³ Ew di ⁴ Ew bi bandora sar e, ku di strukturên cryostat bikaranîn ku di dereca helium jêr 0.01 K e ecibandî (-273,14 ° C) û parast ji bo çend rojan.

connections

Di bin şert û mercên normal, helium kîmya bêruh e. Di extreme dikare element, terkîb ku li indicators germahîya û zexta normal in stabîl ne biafirînin. Ji bo nimûne, helium dikarin compounds bi îyot, tungsten, fluorine, phosphorus û kewkurtê form, dema ku ji bo bidawîbûna ronahiya elektrîkê an jî bi bombebaranê de ne û elektronek li dewletê plasma ya rastî. Bi vî awayî ew HeNe, HgHe _10, Stranên ₂ û nebûbûn, gerdî Ew ₂ ⁺ ₂ Not ^++, heh ⁺ û ⁺ hed hat ^afirandin. Ev teknîka hatiye jî molekulek bêalî Ew ₂ û HgHe bû.

plasma

Li gerdûnê advantageously belavkirin helium ionized, ku milkê cuda ji bihaya ji gerdî. The elektron û protonan girêdayî ne bû, û ev a Gehînerî elektrîkê pir bilind, heta di dewletê bi qismî ionized. Li ser keriyên doz e û ji aliyê zeviyên magnetic û elektrîkê bandor. Ji bo nimûne, li ber bayê solar bi nebûbûn, helium bi ionized magnetosphere hydrogen erdê re têkildar in, sedema li borealis aurora.

Piştî peydakirina kanên li Amerîka

Piştî bîran de 1903 li Dexter, Kansas, ew bi gazê ne-êmin bidestxistin bû. Di destpêkê de, ew hat zanîn ku ew dihewîne Helyûmê dike. Kîjan gazê hate dîtin, dewleta diyarkirin Erasmus Haworth Jeolîstekî, ku testên xwe û li Zanîngeha Kansas bi rêya dermanxane Kedi Gamiltona û David McFarland berhev hatiye dîtin, ku ew dihewîne 72% nîtrojenê, 15% gaza metanê, 1% hydrogen û% 12 hat diyarkirin ne bû. Piştî ku Pawlos analîzên li dû de jî, ku lêkolînerên ku, 1.84% ji ku test ji helium dîtin. Îcar em dizanin ku ev element kîmyayî amade qederekî mezin di kûrahiya Plains baş e, ku mirov dikare ji gaza xwezayî kolandin e.

berhemanîna pîşesazî

Ev made hatiye li United States hilberînê ya cîhanê de ji Rêberê Helyûmê dike. Li pêşniyara Sir Richard Threlfall, deryayîya Amerîka ve tê fînansekirin û sê plant pîlot biçûk ji bo vê berhemê de hilikeka di dema Şerê Cîhanê yê Yekem ji bo misogerkirina balloons dengdana li lightweight gazê rakirina ne-êmin. Li gorî vê bernameyê bi giştî ji 5700 m ³ 92 ji sedî ew hatin çêkirin, lê belê ev tenê bi kêmî ve 100 lître gaz bidestxistin bû. Beşek ji vê midehê li yekem ya cîhanê de helium Airship hat bikaranîn deryayîya Amerîka ve C-7, ku voyage maiden xwe ji Hampton Rê kir (Virginia) li Bollien Field (Washington, DC) December 7, 1921.

Tevî ku di pêvajoya gazê avî germiya nizm di wê demê de bû têra xwe bi pêş ne be di dema Şerê Cîhanê yê Yekem girîng, hilberîna dewam kir. Helium awayekî giştî wekî gazê lift li balafirên bikaranîn. Daxwaza ji bo ew di dema Şerê Cîhanê yê Duyemîn zêde, dema ew bi welding arc shielded hat bikaranîn. The element jî xwedî girîngiyeke mezin di çêkirina bombeya atomî "Manhattan".

reserve Netewî ya Amerîkî

Di sala 1925 de, ku hikûmeta Dewletên Yekbûyî ya reserve Neteweyî ya helium di Amarillo, Texas afirandin, ji bo ne airships leşkerî di dema şer û airships bazirganî di dema aştiyê de. Karanîna gazê avêt piştî Duyemîn ê Cîhanê de, lê di borsayê de di sala 1950 hate zêdekirin ku ne, di nav tiştên din, ew wek coolant di produksiyona propellant oksîjenê-hydrogen di dema race space û Şerê Sar de bi kar p'êşk'êşî. Bikaranîna helium li Dewletên Yekbûyî yên Amerîkayê di sala 1965, heşt caran bêtir ji mezaxtina peak di herbê de.

Piştî qebûlkirina zagona li ser helium 1960 Buroya Madenê Streak 5 şîrketên taybet ji bo derxistin û element ji gaza xwezayî. Ev bername xeta 425-km hatibû avakirin, ji bo girêdana di van santralan bi hikûmeta qismî, pakîya warê gazê nêzîkî Amarillo, Texas. Bêna Helium-nîtrojen pompe nav depo metroyan de, û li wir man, heta ku pêwîst nake di wê de heye.

By 1995, ji volume of stock civiyan bû mîlyar metre kûp, di dema ku deynên ji rezervan ya Niştimanî ya 1.4 milyar dolar, ku Kongresa Amerîka li sala 1996 li himberî asta out of it. Piştî qebûlkirina li 1996 ya zagona li ser taybetkirina Wezareta helium Çavkaniyên Xwezayî ya di sala 2005 de destpê dikana azarên.

Paqij û hilberîna

Helium çêkirin, heta 1945 sal a kurikî yên li ser 98% bû, yên din jî% 2 di nîtrojen e ku ji bo airships têr bûn. Li sala 1945, ew çenek 99.9 ji sedî gazê ji bo bikaranîna li welding arc çêkirin. By 1949, ya di dilpakî, ji element di encamê 99,995% gihîşt.

Ji gelek salan ve li Dewletên Yekbûyî zêdetir ji 90% ji helium bazirganî li cîhanê tê çêkirin. Ji sala 2004 an de, her sal ew ji 140 milyon m ^3,% 85 yên ku derdikevin holê li Dewletên Yekbûyî yên Amerîkayê, 10% ji li Cezayîrê pêk hat, û yên din kar kirin - li Rûsya û Polonyayê. Çavkaniyên serekî yên helium di cîhanê de di warên gaza xwezayî ji Texas, Oklahoma û Kansas in.

Di pêvajoya ji bo bi destxistina

Helium (dilpakî, 98.2%), ji songeya gaza xwezayî ji aliyê pêkhateyên dî li Germiya nizm û li zextên bilind xelas bike. The adsorption gazên din aktîfkirin cooled carbon dikarin di dilpakî, ji 99,995% bidestveanîna. A çenek helium çêkirin di dema û li songeya hewayî li ser asteke mezin. Ji 900 ton ji ezmên dikarin li ser 3.17 metre kûp bistînin. gazê m.

Fields ji sepanê

gazê Noble hatiye dîtin di warên cuda de tê sepandin.

• Helium, ku milkên rê ji bo bidestxistina germahiya pir kêm e, ji wekî şaxekî sar li LHC, MRI dezgay magnet superconducting û spectrometers keyf magnetic navokî, alavên satelîtê, herweha ji bo û li songeya oksîjenê û hîdrojenê li fuzeyên "Apollo" tê bikaranîn.
• Ji ber ku gaza bêruh ji bo hesinkaran bafûn û yên din. Metals di berhemęn ji lîdera û Têlên êlmanî.
• .. Ji bo zexta li ser tankên sotemeniyê yên motorên moşeka, bi taybetî jî yên xebatê yên li ser hîdrojenê avî, t ji bo bi tenê gaza Helyûmê dike diparêze, dewleta xwe ya cudabûnan û dema hydrogen avî dimîne);
• He-Ne taximê gazê bi kar lêgerînê ya barcode li ser ofîsa box li supermarketan.
• mîkroskop, Helium-ion destûrê dide te ku get the best image ji elektronîk.
• Ji ber ku li permeability bilind yên gazê ya esîl tê bikaranîn, ji bo ceribandinê belavajî, ji bo nimûne di sîstemên hewayî-conditioning car, herweha tijîkirin bi lez li airbag li ser klîba nû.
• taqan Low destûrê gogan decorative tije bi Helyûmê dike. The gazê bêruh dewsa gaza hîdrojenê teqemenî li airships û balonên. Ji bo nimûne, li ser sînorê, balonên helium bi bikaranîn û ji bo rakirina aletekî de.
• The coolant cryogenic tê bikaranîn, ji ber ku agirê Elementa kîmyayî ya li herî kêm dewletê rohn bikin.
• Helium, ku xanîyên ku ne a reactivity kêm û solubility avê (û xwîn), di têkelê bi oksîjenê sepanê li formulên respiratory bo noqbûna bi tûp û xweyîkirina kar caisson dîtin hatiye.
• Meteorites û kevir in ji bo naveroka vê element ji bo destnîşankirina temenê xwe analîz dike.

Helium: taybetiyên element

Ew milkên fîzîkî sereke ne wiha ne:

• hejmara wê ya atomî: 2.
• The girseyî xizmekî atom helium li: 4,0026.
• Dûrmûş xala: no.
• xala kelîna: -268,9 ° C.
• Tîrî (1 atm, 0 ° C): 0,1785 g / n.
• dewletê oxidation 0.