الهيليوم Helium والخواص الفيزيائية والكيميائية للهيليوم

– الهيليوم He عنصر من عناصر الجدول الدوري ، العدد الذري= 2 ، العدد الكتلي = 4

– التوزيع الإلكتروني للهيليوم: 1S²

– هو غاز عديم اللون والرائحة، ذو وميض أرجواني في حالة البلازما.

– له أقل درجات الغليان والانصهار مقارنة ببقية العناصر.

– والهيليـوم لا يوجد إلا في الحالة الغازية باستثناء ظروف خاصة جداً.

– كما أنه لا يتحول إلى الحالة الصلبة إلا تحت ضغوط كبيرة والذي يتغير بغير حجم المادة الصلبة.

 نظائر الهيليوم

– هناك ثمانية نظائر معروفة، ولكن النظيرين Helium-3 ، Helium-4 الوحيدين المستقرين 

– أما البقية لها نشاط إشعاعي، وتتحول بسرعة إلى عناصر أ خرى أكثر النظائر انتشاراً هو Helium-4  وهو يتكون من جسيم ألفا في نواته الذرية، وهو أكثر الجسيمات استقراراً

– كما أن النظير Helium-3  نادر على الأرض وهو ينتج من التريتيوم بعد إشعاعه الإلكتروني خلال تحلل بيتا.

– الجدول الأتي يوضح بعض الخواص العامة للهيليـوم كما يلي:

اكتشافه ووجوده في الطبيعة

– اكُتشف عنصر الهيليوم عام 1868 بواسطة “يانسن” “P. Janssen” الفلكي الفرنسي الذي لاحظ لأول مرة خطاً أصفراً لامعاً في الطيف الضوئي للشمس، ولهذا أطلق عليه اسم الهيليـوم.

– الهيليوم كلمة مشتقة من اللغة الإغريقية وتعني الشمس.

– حضر الهيليوم لأول مرة من قبل العالم البريطاني رامزي “Ramsay” عام 1895م بفصله من أحد المعادن الأرضية، واكتشف وجوده ضمن نواتج الانحلال الإشعاعي لعنصر الراديوم، ثم فصل بكميات كبيرة من الغاز الطبيعي في الولايات المتحدة.

– يعتبر الهيليـوم من العناصر النادرة جدا، لذلك فهو ينتمي إلى مجموعة الغازات النادرة.

– المصدر الرئيسي له هو الهواء حيث تبلغ نسبته المئوية الحجمي 5.24 × 10^-4 كما أنه يوجد في منابع المياه المعدنية وكذلك في غازات البترول والغاز الطبيعي.

طرق تحضير الهيليوم

– ينتج الهيليوم عن تحلل العناصر المشعة، إذ أن أشعة ألفا هي نوى الهيليوم.

– الغاز الطبيعي هو المنبع الرئيسي لتحضير الهيليـوم، إذ يبرد هذا الغاز إلى درجة حرارة أعلى بقليل من درجة غليان الهيليـوم، ثم يتم عزل الغازات غير المرغوب فيها ونحصل بذلك على الهيليـوم بنسبة 99%

الخواص الكيميائية للهيليوم

– التوزيع الإلكتروني للهيليـوم: 1S² لذلك فأن ذرات هذا العنصر ذات تركيب إلكتروني مكتمل وهذا يعني أنها ثابتة جدا، فهي غير ميالة للارتباط مع نفسها لتشكيل جزيئات ثنائية وحتى مع غيرها من العناصر، وانما توجد بشكل ذرات منفصلة، لذا دعي بالغاز الخامل.

– لا يستطيع الهيليـوم الدخول في أي تفاعل كيميائي وذلك لخفته.

استخدامات عنصر الهيليوم

(1) يمزج الهيليوم مع الأكسجين لاستخدامه في الطب وفي الغواصات في الأعماق الكبيرة.

(2) يستعمل الهيليـوم في ملء المناطيد لكونه أ خف من الهواء وأقل خطراً من الهيدروجين.

(3) كما يستعمل في التجارب التي تدرس عند الدرجات المنخفضة جدا وذلك لأن درجة غليانه تعتبر من أقلّ درجات الغليان للمواد المعروفة، بالإضافة إلى ذلك يمكن استعماله أيضا في توليد الأجواء الخاملة في التفاعلات الكيميائية.

(4) يستعمل في عمليات اللحام بالقوس الكهربائي