Helij

Helij,  ₂He

Helij u periodnom sistemu
↓                                                                     ↓                                                             →                                                             →
Hemijski element, Simbol, Atomski broj	Helij, He, 2
Serija	Plemeniti gasovi
Grupa, Perioda, Blok	18, 1, s
Izgled	bezbojni gas
Zastupljenost	4 · 10−7 %
Atomske osobine
Atomska masa	4,002602 u
Atomski radijus (izračunat)	128 () pm
Kovalentni radijus	28 pm
Van der Waalsov radijus	140 pm
Elektronska konfiguracija	1s2
Broj elektrona u energetskom nivou	2
1. energija ionizacije	2372,3 kJ/mol
2. energija ionizacije	5250,5 kJ/mol
Fizikalne osobine
Agregatno stanje	plinovito
Kristalna struktura	heksagonalna
Gustoća	0,1786 kg/m3
Magnetizam	dijamagnetičan (${\displaystyle \chi _{m}}$ = −1,1 · 10−9)[1]
Tačka topljenja	0,95 K (−272,2 °C)
Tačka ključanja	4,22 K (−268,93 °C)
Molarni volumen	22,4 · 10−3 m3/mol
Toplota isparavanja	0,0829 kJ/mol
Toplota topljenja	0,0138 kJ/mol
Pritisak pare	100 k Pa pri 4,21 K
Brzina zvuka	972 m/s pri 273,15 K
Specifična toplota	5193 J/(kg · K)
Specifična električna provodljivost	0 S/m
Toplotna provodljivost	0,1513 W/(m · K)
Hemijske osobine
Oksidacioni broj	0
Oksid	nema
Elektrodni potencijal	-
Elektronegativnost	- (Pauling-skala)
Izotopi
Izo RP t1/2 RA ER (MeV) PR 3He 0,000137 % Stabilan 4He 99,999863 % Stabilan 5He sin 7 · 10−24 s n 0,60 4He 6He sin 806,7 ms β− 3,508 6Li 7He sin 2,9 · 10−21 s n 0,60 6He 8He sin 119 ms β− + n 7Li 9He sin 7 · 10−21 s n 8He 10He sin 2,7 · 10−21 s n 9He
Sigurnosno obavještenje
Oznake upozorenja Simbol nepoznat
Obavještenja o riziku i sigurnosti	R: ? S: 9-23[2]
Ako je moguće i u upotrebi, koriste se osnovne SI jedinice. Ako nije drugačije označeno, svi podaci dobijeni su mjerenjima u normalnim uvjetima.

Helij (latinski: helium) jest hemijski element sa simbolom He i atomskim brojem 2. On je bezbojni, neotrovni monoatomski gas, bez ukusa i mirisa. Spada u plemenite gasove. Njegova tačka topljenja i ključanja su najniže među svim hemijskim elementima, a u prirodi postoji isključivo kao gas, dok pod ekstremnim uslovima temperature i pritiska može se prevesti u tečno stanje. On je drugi hemijski element po lahkoći, odmah poslije vodika, te drugi po rasprostranjenosti u svemiru, čineći oko 24% ukupne elementarne mase, odnosno više od 12 puta veću masu nego svi teži elementi zajedno.

Njegova rasprostranjenost je sličnih vrijednosti i na Suncu i Jupiteru. To je iz razloga visoke nuklearne vezujuće energe helija ⁴ He (po nukleonu) u odnosu na sljedeća tri elementa nakon helija. Ova vezujuća energija helija ⁴He je razlog zašto je on proizvod i nuklearne fuzije i radioaktivnog raspada. Najveći dio helija u svemiru je upravo izotop ⁴He, a vjeruje se da je nastao tokom Velikog praska. Velike količine novog helija se stvaraju nuklearnom fuzijom vodika u zvijezdama.

Helij je dobio ime po grčkom božanstvu Helios koje je predstavljalo Sunce. Prvi put je zapažen proučavanjem nepoznate žute spektralne linije u sunčevoj svjetlosti tokom pomračenja Sunca 1868. godine koje je primijetio francuski astronom Jules Janssen. Janssen zajedno sa Normanom Lockyerom se smatra otkrivačem elementa. Lockyer je prvi objavio da bi te žute linije mogle biti naznaka novog elementa, kojem je on i dao ime. Formalno otkriće helija uslijedilo je 1895. godine, kada su dvojica švedskih hemičara Per Teodor Cleve i Nils Abraham Langlet pronašli helij kojeg je otpuštala uranijeva ruda cleveit. Godine 1903. velike rezerve helija su pronađene u poljima prirodnog gasa u dijelovima SAD, koje su i danas najveći proizvođač helija na svijetu.

Helij se koristi u kriotehnici (što je najveća oblast njegove upotrebe, trošeći oko četvrtine ukupne proizvodnje), naročito za hlađenje superprovodničnih magneta, što se najviše koristi za skenere magnetne rezonance. Druge industrijske upotrebe helija, kao što je gas za pritisak i čišćenje, za stvaranje zaštite atmosfere i lučno zavarivanje te procese rasta kristala, koriste oko polovine svjetske proizvodnje gasa. Dobro poznato korištenje helija je i kao gasa za balone i cepeline,^[3] međutim u tu svrhu koriste se zanimarive količine proizvodnje. Kao i kod bilo kojeg gasa čija se gustoća razlikuje od običnog zraka, udisanjem male količine helija privremeno se mijenja boja i kvalitet ljudskog glasa. U naučnom istraživanju, ponašanje dvije fluidne faze helija ⁴ He (helij I i helij II) je važno za istraživače koji proučavaju kvantnu mehaniku (naročito osobine superfluidnosti) te one koji istražuju fenomene poput superprovodljivosti koja se javlja kod supstanci blizu apsolutne nule.

Na Zemlji je on relativno rijedak, samo 0,00052% po zapremini u atmosferi. Najveći dio zemaljskog helija koji danas postoji stvoren je prirodnim radioaktivnim raspadom težih radioaktivnih elemenata (torija i uranija, mada postoje i drugi primjeri), jer se alfa čestica emitirana tokom takvih raspada sastoji od nukleona helija-4. Ovaj radiogenski helij je zarobljen zajedno sa prirodnim gasom u koncentracijama koje dostižu i do 7% po zapremini, a takav helij se danas komercijalno vadi procesom odvajanja na niskim temperaturama zvanim frakciona destilacija. Helija ima u organičenim količinama i jedan je od malobrojnih elemenata koji mogu, nakon što dospiju u atmosferu, podignu se u najviše slojeve atmosfere i odu u svemir.^[4]

1. ^ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom crc
2. ^ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom gasekatalog
3. ^ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom away
4. ^ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom steve