Helium
grunnstoff med kjemisk symbol He og atomnummer 2 / From Wikipedia, the free encyclopedia
Helium er et grunnstoff med symbol He og atomnummer 2. Det er en fargeløs, luktfri, smakløs, ikke-giftig gass og den første i edelgass-gruppen i periodesystemet. Kokepunktet for helium er blant de laveste av alle grunnstoffene.
Helium | |||
---|---|---|---|
Basisdata | |||
Navn | Helium | ||
Symbol | He | ||
Atomnummer | 2 | ||
Utseende | Fargeløs | ||
Plass i periodesystemet | |||
Gruppe | 18 | ||
Periode | 1 | ||
Blokk | s | ||
Kjemisk serie | Edelgass | ||
Atomegenskaper | |||
Atomvekt | 4,002602 u | ||
Empirisk atomradius | 128 pm | ||
Kalkulert atomradius | 31 pm | ||
Kovalent atomradius | 32 pm | ||
Elektronkonfigurasjon | 1s2 | ||
Elektroner per energinivå | 2 | ||
Oksidasjonstilstander | 0 | ||
Krystallstruktur | Tettpakket kubisk | ||
Fysiske egenskaper | |||
Stofftilstand | Gass | ||
Smeltepunkt | -272,2 °C | ||
Kokepunkt | -268,93 °C | ||
Molart volum | 2,1·10-5 m³/mol | ||
Tetthet | 0,1785 kg/m³ | ||
Hardhet | MV | ||
Kritisk temperatur | -267,96 °C | ||
Kritisk trykk | MV | ||
Kritisk tetthet | MV | ||
Fordampningsvarme | 0,0845 kJ/mol | ||
Smeltevarme | 5,23 kJ/mol | ||
Damptrykk | MV | ||
Lydfart | 970 m/s ved 293,15 K | ||
Diverse | |||
Spesifikk varmekapasitet | 5 193 J/(kg·K) | ||
Elektrisk ledningsevne | 0 S/m | ||
Termisk konduktivitet | 0,152 W/(m·K) | ||
Etter hydrogen er helium det letteste og mest forekommende grunnstoffet i det observerbare universet. Helium utgjør omtrent 24 % av den totale massen til alle grunnstoffene, tilsvarende tolv ganger massen til alle de tyngre grunnstoffene til sammen. Lignende forekomst av grunnstoffet finner man også i solen og i Jupiter. Dette kommer av den svært høye kjernefysiske bindingsenergien (per nukleon) til helium-4 med hensyn til de neste tre grunnstoffene etter helium. Bindingsenergien til helium-4 forklarer også hvorfor den er et produkt av både kjernefysisk fusjon og radioaktivt henfall. Det meste av heliumet i universet er helium-4, og det antas å ha blitt dannet under Big Bang. Store mengder nytt helium blir dannet av kjernefysisk fusjon av hydrogen i stjerner.
Helium er oppkalt etter den greske guden for solen, Helios. Den ble først oppdaget av den franske astronomen Jules Janssen i 1868, da som en ukjent gul spektrallinje-signatur i sollyset under en solformørkelse. Janssen er sammen med Norman Lockyer kreditert med oppdagelsen av grunnstoffet. Lockyer var den første til å foreslå at linjen kom som følge av et nytt grunnstoff, som han navnga. Den formelle oppdagelsen av grunnstoffet ble gjort av to svenske kjemikere, Per Teodor Cleve og Nils Abraham Langlet, i 1895. De fant at helium kom fra uranmalmet Cleveitt. I 1903 ble store reserver av helium funnet i naturgassfelt i deler av USA.
Flytende helium brukes innen kuldeteknikk (dets største enkeltbruk, bestående av omtrent én fjerdedel av produksjonen), spesielt innen kjøling av superledende magneter, hvor den største kommersielle applikasjonen er MRI-scannere. Den andre industrielle bruken av helium – slik som trykk- og spylegass, beskyttelse ved buesveising og i prosesser som å dyrke krystaller for å lage slikonskiver – utgjør halvparten av gassen som produseres. Et velkjent, men mindre utbredt bruksområde, er som løftegass i ballonger og luftskip.[1] Som med enhver gass med tetthet ulik luftens, fører inhalerering av små mengder helium til midlertidig endring en klangen og kvaliteten til en persons stemme. Innen vitenskapelig forskning er oppførselen til de to væskefasene til helium-4 (helium I og helium II) viktig for forskere som studerer kvantemekanikk (spesielt egenskapene til superfluiditet) og for de som ser på fenomener som superleding produsert i materie nær det absolutte nullpunkt.
På jorden er helium relativt sjelden – 5,2 ppm etter volum i atmosfæren. Det meste av det jordiske heliumet som finnes i dag dannes av naturlig radioaktivt henfall av tyngre radioaktive grunnstoff (thorium og uran, selv om det finnes andre eksempler) etter hvert som alfapartiler utstrålt fra slike henfall består av helium-4-kjerner. Dette radiogene heliumet fanges i naturgass i konsentrasjoner opp til 7 % per volum, og vinnes ut derfra til kommersiell bruk via en lavtemperaturprosess kalt fraksjonert destillasjon.