Հելիում

Հելիում , գտնվում է Մենդելևի պարբերական համակարգի երկրորդ խմբի գլխավոր ենթախմբում, որի նշանն է He և ատոմային թիվը՝ 2։ Իներտ գազ է, կարգահամարը՝ 2, ատոմական զանգվածը՝ 4,0026:

Բնածին հելիումը բաղկացած է երկու կայուն իզոտոպից՝ 3He և 4He (վերջինը անհամեմատ շատ է)։

Հելիումը տիեզերքում ամենատարածված տարերից է, զբաղեցնում է երկրորդ տեղը՝ ջրածնից հետո։ Բացի այդ հելիումը քիմիական նյութերում երկրորդ տարրն է իր փափկությամբ (ջրածնից հետո)։ Գոյություն ունեցող բոլոր հայտնի նյութերից ունի ամենացածր եռման ջերմաստիճանը։

Պատմություն 
1868 թվականին ֆրանսիացի Ժ. ժանսենը և անգլիացի Զ. Ն. Լոկիերը արեգակի սպեկտրում հայտնաբերեցին վառ դեղին գիծ, որը չէր վերագրվում այդ ժամանակ հայտնի որևէ տարրի։ 1871 թվականին Զ. Ն. Լոկիերը պարզեց, որ դա նոր տարր է Արեգակի վրա և անվանեց «Հելում» ( - «Արեգակ»)։ 1895 թվականին անգլիացի Ու. Ռամզայը ռադիոակտիվ կլևեիտ հանքաքարերի տաքացումից անջատված գազի սպեկտրում գտավ նույն դեղին գիծը։

Երկրի վրա հելիում քիչ է. 1 մ³ օդը պարունակում է 5,24 սմ² հելիում, իսկ երկրի յուրաքանչյուր կիլոգրամ նյութը՝ 0,003 մգ։ Տիեզերքում ըստ տարածվածության հելիումը երկրորդն է՝ ջրածնից հետո, երկրի վրա 4He իզոտոպը մշտապես առաջանում է ուրանի, թորիումի և ռադիոակտիվ այլ տարրերի տրոհմամբ։ Երկրակեղևում հելիումի պարունակությունը 3•10−7 % է (ըստ զանգվածի)։ 4He+ ատոմի միջուկները (բաղկացած են 2 պրոտոնից և 2 նեյտրոնից) կոչվում են ալֆա-մասնիկներ։ 4He-ում նուկլոնների (պրոտոնների և նեյտրոնների) կապի էներգիան ունի առավելագույն արժեք (28,2937 ՄԷՎ), որի պատճառով էլ ջրածնի միջուկներից (պրոտոններից) 4He-ի միջուկների առաջացումն ուղեկցվում է մեծ քանակությամբ էներգիայի անջատմամբ։ Համարում են, որ այդ միջուկային ռեակցիան՝

41H = 4He + 2β+ + 2υ, 
արեգակի և նման այլ աստղերի էներգիայի հիմնական աղբյուրն է։

Ֆիզիկական հատկություններ 
Սովորական պայմաններում հելիում անհոտ, միատոմ գազ է, խտությունը՝ 0,17846 գ/լ, եռման ջերմաստիճանը՝ -268,93 °C: Ատոմների համեմատաբար թույլ փոխազդեցության պատճառով հելիումը ավելի ցածր ջերմաստիճանում է հեղուկանում, քան ցանկացած այլ գազ։ Առավելագույն ջերմաստիճանը, որից ցածր նա կարող է հեղուկացվել (կրիտիկական ջերմաստիճանը՝ Tk) 5,20 K է։

Բնականոն ճնշման պայմաններում հելիումը միակ հեղուկն է, որ չի պնդանում հնարավոր ամենացածր ջերմաստիճաններում, պնդանում է միայն 25 մթնոլորտից բարձր։

Քիմիական հատկություններ 
Tλ=2,19 K ջերմաստիճանի և բնականոն ճնշման դեպքում տեղի է ունենում երկրորդ սեռի ֆազային անցում։ Այդ ջերմաստիճանից բարձր հելիումը կոչվում է He I, ցածրի դեպքում՝ He II: Ֆազային անցման ջերմաստիճանի տիրույթում նկատվում են ջերմունակության անոմալ աճ և այլ բնորոշ երևույթներ։ 1938 թվականին Պ. Լ. Կապիցան հայտնաբերեց He II-ի գերհոսունության երևույթը, որը բացատրեց Լ. Դ. Լանդաուն (1941) քվանտամեխանիկական պատկերացումների հիման վրա։

Կիրառություն 
Հեղուկ հելիումը օգտագործվում է գիտական զանազան հետազոտություններում՝ որպես սառեցնող միջոց։ Էլեկտրոնի նկատմամբ խնամակցություն չունի։

Հելիումը քիմիական կայուն միացություն չի առաջացնում. արդյունաբերության մեջ ստանում են հելիում պարունակող բնական գազերից՝ անջատելով այն խորը սառեցմամբ (բոլոր գազերը հեղուկանում են, բացի հելիումից)։

Բարձր ջերմահաղորդականության, քիմիական իներտության և նեյտրոնների հետ միջուկային ռեակցիայի մեջ մտնելու շատ քիչ ունակության շնորհիվ հելիումն օգտագործում են ատոմային ռեակտորները սառեցնելու, իսկ ոչ մեծ խտության և անայրելիության շնորհիվ՝ օդապարիկները լցնելու համար։ Շնորհիվ իներտության, հելիումը լայնորեն օգտագործում են պաշտպանական մթնոլորտ ստեղծելու՝ ակտիվ մետաղները հալելիս, կտրելիս և եռացնելիս։

Հելիումը ավելի պակաս էլեկտրահաղորդիչ է, քան արգոնը, այդ պատճառով հելիումը մթնոլորտում էլեկտրական աղեղը տալիս է ավելի բարձր ջերմաստիճան, որով նշանակալիորեն բարձրանում է աղեղային եռակցման արագությունը։

Արժեք 
 2009 թվականին մասնավոր ընկերություններում գազային հելիումի գները կազմում էին 2,5-3 $/մ³:
 2010 թվականին Եվրոպայում հեղուկ հելիումի գները 1 լիտրը կազմում էր մոտ 11 եվրո։ 
 2012 թվականին 1 լիտրը 23 եվրո։

Տես նաև 
 Պարբերական աղյուսակ

Ծանոթագրություններ

Արտաքին հղումներ 
 Հելումը Webelements-ում

Ոչ մետաղներ
Ազնիվ գազեր
Սննդային հավելումներ
Հելիում