Гелий

Гелий (He) – инертный газ, являющийся вторым элементом периодической системы элементов, а так же вторым элементом по легкости и распространенности во Вселенной. Он относится к простым веществам и при стандартных условиях (Standard temperature and pressure) представляет собой одноатомный газ. Гелий не имеет вкуса, цвета, запаха и не содержит токсинов. Среди всех простых веществ, гелий имеет наименьшую точку кипения (T = 4,216 K). При атмосферном давлении получить твердый гелий невозможно, даже при температурах, близких к абсолютному нулю – для перехода в твердую форму, гелию необходимо давление выше 25 атмосфер. Химических соединений гелия мало и все при стандартных условиях они нестабильны.
Встречающийся в природе гелий состоит из двух стабильных изотопов – He и 4He. Изотоп “He” встречается очень редко (изотопная распространённость 0,00014 %) при 99,99986 % у изотопа 4He. Помимо природных, известны так же 6 искусственных радиоактивных изотопов гелия.
Появлением практически всего, имеющегося во Вселенной, гелия послужил первичный нуклеосинтез, протекавший в первые минуты после Большого взрыва.
В настоящее время практически весь гелий образуется из водорода в результате термоядерного синтеза, происходящего в недрах звезд. На нашей планете гелий образуется в процессе альфа-распада тяжёлых элементов. Та часть, гелия, которой удается просочится сквозь Земную кору, выходит наружу в составе природного газа и может составлять до 7 % от его состава. Что бы выделить гелий из природного газа, используется фракционная перегонка – процесс низкотемпературного разделения элементов.

История
18 августа 1868 года французский учёный Жансен во время полного солнечного затмения в Индии впервые исследовал хромосферу Солнца. Спектрография солнечных протуберанцев выявила новую жёлтую линию, которая не принадлежали ни одному из ранее известных химических элементов. Как далее выяснилось новая линия была различима и без затмения. Жансен немедленно написал об этом во Французскую Академию Наук. [1]
Спустя два месяца 20 октября английский астроном Норман Локьер, не зная о разработках французского коллеги, провёл те же исследования, но не покидая Лондона и не дожидаясь солнечного затмения. Он и предложил дать новому элементу название «гелий». Интересно, что письмо и Жансена и Локьера пришло во Французскую Академию Наук в один день (в те времена письма из Индии сильно задерживались) и честь открытия принадлежит обоим учёным. Впервые новый элемент был открыт не на Земле, а на Солнце, причём для открытия использовался чрезвычайно простой инструмент, каковым являлся спектроскоп 19-го века.
Только в 1895 году гелий обнаружил на Земле при разложении минерала клевеита англичанин Уильям Рамзай. Шведские химики П. Клеве и Н. Ленгле установили атомный вес нового элемента. Еще до Рамзая гелий выделил также американский химик Фрэнсис Хиллебранд, однако он ошибочно полагал, что получил азот и в письме Рамзаю признал за ним приоритет открытия. Впоследствии линия гелия была обнаружена и в пробах вулканических газов и газов, выделяемых радиоактивными изотопами.
Рамзай исследуя различные вещества и минералы обнаружил, что гелий в них сопутствует урану и торию. Но только значительно позже в 1906 году Резерфорд и Ройдс установили, что альфа-частицы радиоактивных элементов представляют собой ядра гелия. Эти исследования положили начало современной теории строения атома.

Получение
В промышленности гелий получается путём фракционной перегонки природного газа, в котором гелия содержится около 7%. Так как гелий имеет низкую температуру кипения, то сжижение происходит при низкой температуре и высоком давлении.

Применение
Уникальные свойства гелия широко используются в промышленности и народном хозяйстве:
* в металлургии в качестве защитного инертного газа для выплавки чистых металлов
* в пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E939, в качестве пропеллента и упаковочного газа[3]
* используется в качестве хладагента для получения сверхнизких температур (в частности, для перевода металлов в сверхпроводящее состояние)
* для наполнения воздухоплавающих судов (дирижабли)
* в дыхательных смесях для глубоководного погружения (см. Баллон для дайвинга)
* для надувания воздушных шариков и метеорологических зондов
* для заполнения газоразрядных трубок
* в качестве теплоносителя в некоторых типах ядерных реакторов
* в качестве носителя в газовой хроматографии
* для поиска утечек в трубопроводах и котлах (см. Гелиевый течеискатель)
* как компонент рабочего тела в гелий-неоновых лазерах
* 3He активно используется в технике нейтронного рассеяния в качестве поляризатора и наполнителя для позиционно-чувствительных нейтронных детекторов
* для изменения тембра голосовых связок (эффект повышенной тональности голоса)

Источник: ru.wikipedia.org