Гелий: касиеттери, өзгөчөлүктөрү, өтүнмө

Гелий - мезгилдик 18 топтун инерттүү газ. Бул суутек кийин экинчи Жартканга элементи болуп саналат. Гелий - түс жок газ, -268,9 жыт жана температурасында суюк болуп, даамы ° Сден кайноо чекити жана анын бузулбай башка белгилүү заттын караганда төмөн. Бул нормалдуу басым боюнча муздатуучу бекемдөөгө эмес, бир гана элементи болуп саналат. Ал 1 К. температурада, 25-чөйрөгө катуу абалда болушу керек көчүп

ачылыш тарыхы

Гелий күн курчап турган газ маанайда табылган, French астроном Пирр Zhansenom 1868-жылы Асмаа да ошол күн chromosphere спектринин жаркыраган сары сызык тапты. Башында бул линия элемент натрий билдирет деп ойлошкон. Ошол эле жылы, англис астроном Dzhozef Норман Локиер белгилүү натрий саптарына ылайык _оп-1 жана _2-D, ошондуктан ал аны сап D деп аталган жок, күн аралыктын ичинде сары сызык байкалган _3. Локиер ал жер бетинде Sun белгисиз бир зат менен шартталган деген жыйынтыкка келишкен. Ал жана химик Эдуард грек аты 'Helios', жекш колдонуп бойунча элементти Frankland

1895-жылы Улуу Британиянын химик сэр Uilyam Ramzay жер бетинде гелий бар экенин далилдеди. Ал үлгү cleveite уран-камтуучу минералдар кабыл алып, жылуулук пайда газдарды жүргүзгөндөн кийин, бул аралыктын ичинде ачык сары түстөгү сызык күн аралыктын ичинде байкалган сызык D _3, дал келет деп табылды. Ошентип, жаңы элемент акыры орнотулган. 1903-жылы Ramsay жана Frederick Soddy гелий уулуу заттардын өзүнөн-ажыроосунун натыйжасында пайда болгон деп табылган.

Табияттагы бөлүштүрүү

гелий массалык ааламдын жалпы массасынын 23%, ал эми элемент космоско экинчи кездешет. Бул суутек натыйжасында синтез кылган үчүн түзүлөт жылдыздар, топтолгон. маанайда гелий 1-бөлүгүндө, 200-декабрга чейин бир топтолушу болсо да (5 промилле). жана ажыроо кендерди аз өлчөмдө метеорит бези, ошондой эле минералдык булактары, Америка Кошмо Штаттары (айрыкча Техастагы табылган элементтин ири өлчөмдө, New камтылган Мехико Сити, Канзас, Оклахома, Юта, жана Аризона) жаратылыш газын компоненти (7,6%) болуп саналат. Чакан жана анын запасы Австралия, Алжир, Poland, Катар жана Орусия табылган. Жер кабыгынын гелий гана 8 PPB болуп саналат.

изотоптор

гелий атомунда ар бир негизги эки протон бар, бирок, башка элементтер менен эле, ал туруктуу изотобу бар. Алар бир алты нейтрон чейин камтыйт, алардын массалык саны үч жылдан сегиз чейин. Бул туруктуу элементтер бар, салмагы гелий атомдук саны 3 ⁽³⁾ жана 4 ⁽⁴⁾ тарабынан аныкталат. Бардык башка уулуу заттар, тездик менен башка заттарды алып куурап жок. Жердин гелий планетанын алгачкы бөлүгү эмес, ажыроо натыйжасында пайда болгон. ажыроо оор заттардын Ядродон чыккан Alpha бөлүкчөлөр ⁴ Ал ядросун изотобу бар. Жердин тартылуу күчү акырындык менен космоско аны алдын алуу үчүн жетиштүү эмес, себеби гелий, чөйрөдө көп санда топтолбойт. дүйнөдө ³ Ал издеринин терс бета бузулушу суутек сейрек 3 элементти (тритий) түшүндүрүлөт. ⁴ Ал туруктуу изотоптордун көбүнчө: ⁴ Ал катышы ³ Ал 700 мин 1 маанайда жана 7 млн 1 айрым гелий-бай минералдар менен керек болгон атомдордун ..

гелий физикалык касиеттери

Бул нерсе кайноо, эрүү пункту төмөнкү болуп саналат. Ушул себептен улам, гелий экстремалдык шарттарда башка бир газ катары гана бар эле. Анын айтымында, газ жана башка газ аз сууда эриген жана катуу орган аркылуу таркатуу боюнча чен абанын салыштырмалуу үч эсе жогору. жакын, анын Катаракта индекси жакындап 1.

гелий жылуулук өткөрүмдүүлүк гана суутек жылуулук өткөрүмдүүлүк, өзгөчө жылуулук жана анын укмуштуу жогору бир экинчи болуп саналат. кадимки температурада бул экспансия учурунда кызуу болуп, төмөнкү 40 K - чечилген. Ошондуктан, т <40 K гелий жайылтуу аркылуу бир суюктукка айландырылат болот.

иондоштурулбаган абалда эмес болсо, элемент, бир түшүндүрмө болот. башка асыл газдар менен эле, гелий бир чыңалуу болуусу дарамети төмөн болгондо электр агызуу менен ион- жол бир metastable энергияны жазыла элек.

Гелий-4 эки суюктук бар деп атала алат. Өзгөчө деп аталат гелий Мен жана 4.21 K Кайноо чекитине чейинки температурада бар (-268,9 ° C) жөнүндө 2:18 K үчүн (-271 ° С). Төмөнкү 2:18 жылуулук өткөрүмдүүлүк K ⁴ Ал жезден караганда 1000 эсе жогору болот. Бул түрү гелий деп аталат II, карапайым аны айырмалай. Бул superfluid жатат: илешкектүүлүгү ал өлчөөгө мүмкүн болбогон абдан эле төмөн болуп саналат. Гелий II тиешелүү кандайдыр бир заттын бетинде ичке тасмасы жайып, бул фильм да, жердин тартылуу күчү менен сүрүлүү жок агып жатат.

Анча көп гелий-3 superfluid эки алардын ичинен үч башка суюк этаптарды түзөт. СССР менен да ал ачылган ⁴ Superfluidity Petrom Leonidovichem Kapitsey 1930-жылдардын орто ченинде, жана ³ Ал биринчи Дуглас D. Osheroff, David M. Lee, жана Роберт Купер 1972-жылы Кошмо Штаттардын Ричардсон тарабынан байкалбай калган ошол эле көрүнүш.

эки изотоптордун бир суюктук аралашмасы гелий-3 жана -4 0,8 K (-272.4 ° C) температурадан ылдый, эки кабат бөлүнөт - бир олуттуу таза ³ жана ⁴ Ал аралашмасы гелий-3 6% менен. ³ Ал бузуу ⁴ Ал гелий температурасы төмөн 0,01 K болгон cryostat курулуштарында колдонулат муздатуу таасири менен коштолгон (-273,14 ° С) жана бир нече күн кармалып турат.

байланыштар

Кадимки шарттарда, гелий химиялык инерттүү болуп саналат. абдан нормалдуу басым жана температура менен көрсөткүчтөрдүн туруктуу эмес, бир татаал элементин түзө аласыз. Мисалы, гелий электрдик тер агызуу же плазма абалынан электрон бомбалоосу менен келгенде, йод, кумуш, желек, канал жана күкүрт + менен кошулмаларды пайда кыла алышат. Ошентип, HeNe, HgHe _10, Whe ₂ жана молекулярдык иондорду Ал ₂ ⁺ ₂ эмес, ^++, Heh ⁺ жана Hed ^{+ түзүлдү.} Бул ыкма, ошондой эле, ал ₂ HgHe нейтралдуу молекула болуп калды.

плазма

Ааламда артыкчылыктуу Алардын касиеттери молекулалык чейин бир кыйла айырмаланат иондоштурулбаган гелийди, таратылган. электрон менен протон менен байланышкан, ал да жарым-жартылай да иондошпой мамлекет абдан жогорку электр өткөргүчтүгү ээ эмес. заряддуу бөлүкчөлөрдүн жөнүндө магнит жана электр талаалар абдан таасирин тийгизген. Мисалы, гелий иондору менен күн шамалында уюлу алып, иондоштурулбаган суутек Magnetosphere жер менен өз ара.

АКШ депозиттердин ачылыш

Dexter, Канзас-жылы, 1903-жылы бургулоо кийин, ал эмес күйүүчү газ менен алынган. Башында ал гелийди бар экенин билишчү эмес. Кайсы газ табылган, аныкталган мамлекеттик Erasmus Haworth геолог, анын үлгүлөрү жана химиктер Kedi Gamiltona Дөөт McFarland аркылуу Канзас University ал 72% азот бар экенин топтогон, 15% метандан турат, 1% суутек менен 12% аныкталган эмес. кийинки талдоо кийин, изилдөөчүлөр гелий-жылдын үлгүсүндөгү бул 1,84% ашык. Ошентип, биз бул химиялык элемент, ал жаратылыш газынын алынышы мүмкүн Great Plains, көөдөнүндөгү көп санда бар экенин билем.

өнөр жай өндүрүшү

Бул Америка Кошмо Штаттары гелий лидери дүйнөнүн өндүрүш кылган. Сэр Ричард Threlfall тарабынан сунуш боюнча, АКШ аскер Биринчи дүйнөлүк плотиналык шарлар даярдоо эмес күйүүчү көтөрүп газ менен камсыз кылуу согуш маалында бул затты өндүрүү үч пилоттук чакан өсүмдүк каржыланат. Бул газ, жок эле дегенде, 100 литр гана алынган, бирок бул программа боюнча, 5700 м ³ 92 пайыз Ал жалпы өндүрүлгөн. Бул жалпы сумманын бир бөлүгүн дүйнөнүн биринчи гелий отуна колдонулган АКШнын аскер Хэмптон жолдордун анын кыз саякатта болгонун C-7, (Virginia) Боллинг аянтында (Washington, DC) 7-декабрь, 1921.

Ошол убакта температурасы суюктук аз газ жараяны жетиштүү Биринчи дүйнөлүк согуш учурунда олуттуу иштелип чыккан эмес да, өндүрүштүк уланткан. Гелий көбүнчө аба-жылы көтөрүп газ катары колдонулат. ага болгон суроо-талап бир инжектордук, ширетүү менен пайдаланылган учурда, экинчи дүйнөлүк согуштун мезгилинде өскөн. элемент да атомдук бомба "Манхэттен" түзүүгө зор мааниге ээ.

АКШнын Улуттук камдык

1925-жылы, АКШнын өкмөтү Амарилло гелий Улуттук кам түзгөн, Техас, согуш жана тынчтык соода кемелерди убагында аскердик кемелерди камсыз кылуу. газды пайдалануу үчүн Экинчи Дүйнөнүн кийин түштү, ал эми баалуу кагаздар жана башка бардык нерселер сыяктуу, ал космоско жана кансыз согуш учурунда, кычкылтек, суутек ракетанын куйуучу өндүрүүдө пайдаланылуучу муздатканга жеткирет, камсыз кылуу үчүн 1950-жылы жогорулаган. 1965-жылы Америка Кошмо Штаттарында гелий колдонуу, согуш багынткан керектөөнүн эсептен сегиз эсе көп.

гелий 1960 Mining бюро Streak 5 жеке компаниялардын боюнча мыйзамды кабыл алгандан кийин, жаратылыш газын элементин алууга укуктуу. Бул программа Амарилло, Техас жакын өкмөт жарым-жартылай азайып газ менен өсүмдүктөр туташтыруу үчүн 425-км газ куурун курду болгон. Гелий-азот аралашмасы жер астында сактоодо салынып, ага эч кандай кереги жок чейин ошол жерде калды.

1995-жылга чейин, массасынын көлөмү миллиард куб метр чогулду, АКШ Конгресси 1996-жылы ал жерден этап түрткү 1,4 миллиард доллар Улуттук коруктун карызы, ал эми. Жаратылыш ресурстары министрлигинин гелий менчиктештирүү боюнча мыйзам 1996-жылы кабыл алуу 2005-жылы жоюу дүкөнү ачылды.

Таза жана өндүрүштүк

Гелий 1945-жылы 98% га тазалыгын чейин өндүрүлгөн, башкалары 2% кемелерди жетиштүү азот болгон. 1945-жылы, ал ширетүү колдонуу үчүн газ 99,9 пайызга бир аз сумма өндүрүлөт. 1949-жылга чейин, анын натыйжасында элементтин тазалыгы 99,995% жетти.

көп жылдар бою Кошмо Штаттар дүйнөдөгү соода гелий 90% дан ашуун өндүрүлгөн. 2004-жылдан баштап, жыл сайын аны Кошмо Штаттарында пайда болгон 140 млн м ^3, 85% иштелип чыккан, 10% Алжирде ишке ашырылган, ал эми калган - Россия жана Poland менен. дүйнөдө гелий негизги булагы Техас, Оклахома жана Канзас табигый газ кендери бар.

алуу тартиби

Гелий (тазалык 98,2%) төмөн температурада башка компоненттери жана жогорку басымдарда жаратылыш газ liquefaction кайтарылат. башка газдардын зат көмүр 99,995% тазалыгына жетишебиз жандандырылган чечилген. ири өлчөмдө аба liquefaction учурунда гелий бир аз сумма өндүрүлөт. абанын 900 тоннага жакын 3.17 куб метр газ ала алабыз. м газ.

Колдонуу чөйрөлөрү

Инертүү газ, ар түрдүү тармактарда ишке ашырылып келүүдө.

• касиеттери өтө төмөн температура алууга уруксат гелий, LHC бир муздатуу реагент болуп колдонулат, MRI издөөлөрдө магниттик аппараттарында жана ядролук магниттик-резонанстык Spectrometers, спутник жабдуулары, ошондой эле ракеталардын кычкылтек менен суутек liquefaction үчүн "Аполлон".
• алюминий жана башкаларды, ширетүүчү карата инерттүү газ. өткөргүчтөр жана оптикалык була өндүрүшкө Metals.
• .. ракета кыймылдаткычтарынын отун танктар менен кысым түзүү үчүн, өзгөчө суутек суюк бойдон гана гелий, газ т, суюк суутек боюнча иштеп жаткан адамдар бирикмелерге, анын абалын сактап);
• Ал-Ne газ Lasers супермаркеттеринде кассасында штрихкодду Башташ үчүн колдонулат.
• Гелий-ион микроскоп электрондук караганда мыкты сүрөттү алууга мүмкүндүк берет.
• Улам тектүү газ жогорку ачыктыгы унаа желдетүү системалары менен, мисалы, өзү агып сыноо үчүн колдонулат, ошондой эле тез толтуруу менен кагылышуу боюнча коопсуздук жаздыкчасы.
• Төмөн тыгыздыгы гелий толтурулган кооздук топторду түзөт. инерттүү газ кемелерди жана шарлар жарылуучу суутек газы алмаштырылган. Мисалы, метеорологияга, гелий шарлары ченегич аспап көтөрүп үчүн колдонулат.
• минималдуу мүмкүн болгон суюк абалда химиялык элементтин температурасы бери суперөткөргүч тосол, колдонулат.
• Гелий, касиеттери, аны бир аз Reactivity жана суу эригичтиги камсыз (жана кан), кычкылтек менен аралашманын сүзүү дем аныктамаларындагы арыз жана септик иштерин өткөрүү болду.
• Метеориттер жана тектер, алардын жашын аныктоо үчүн бул элементтин мазмуну үчүн талдоого алынат.

Гелий: элементтердин касиеттери

Ал негизги физикалык касиеттери болуп төмөнкүлөр саналат:

• Атомдук саны: 2.
• гелий атомунда салыштырмалуу массалык: 4,0026.
• Эрүү: жок.
• Кайноо температурасы: -268,9 ° С.
• Жыштыгы (1 атм, 0 ° C): 0,1785 г / н.
• кычкылдануу мамлекеттик 0.