Химический элемент гелий (he) — строение, свойства и общая характеристика инертного газа

Применение гелия

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
• используется в качестве хладагента для получения сверхнизких температур (в частности, для перевода металлов в сверхпроводящее состояние)
• для наполнения воздухоплавающих судов (дирижабли и аэростаты) — при незначительной по сравнению с водородом потере в подъемной силе гелий в силу негорючести абсолютно безопасен
• в дыхательных смесях для глубоководного погружения (см. Баллон для дайвинга)
• для наполнения воздушных шариков и оболочек 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
• нуклид 3He активно используется в технике нейтронного рассеяния в качестве поляризатора и наполнителя для позиционно-чувствительных нейтронных детекторов
• нуклид 3He является перспективным топливом для термоядерной энергетики

В геологии

Гелий — удобный индикатор для геологов. При помощи гелиевой съёмки можно определять на поверхности Земли расположение глубинных разломов. Гелий, как продукт распада радиоактивных элементов, насыщающих верхний слой земной коры, просачивается по трещинам, поднимается в атмосферу. Около таких трещин и особенно в местах их пересечения концентрация гелия более высокая. Это явление было впервые установлено советским геофизиком И. Н. Яницким во время поисков урановых руд. Эта закономерность используется для исследования глубинного строения Земли и поиска руд цветных и редких металлов.

Примесь твердого гелия

Введение примесей в твердый гелий дает голубое твердое вещество, которое плавится при более высокой температуре, чем чистый гелий. Для цезия максимальное поглощение составляет 750 нм, а для рубидия максимальное поглощение составляет 640 нм. Это связано с металлическими кластерами диаметром около 10 нм. Однако низкая концентрация кластеров в этом веществе не должна быть достаточной для затвердевания гелия, поскольку количество металла в твердом теле меньше, чем в миллиардной части, чем количество примесных твердых частиц конденсата гелия, а жидкий гелий не «смачивает» металлический цезий. Твердое тело, возможно, связано с гелиевыми снежками, прикрепленными к ионам Cs + (или Rb + ). Снежный ком — это оболочка, содержащая атомы гелия, затвердевшие в определенных положениях вокруг иона. Атомы гелия иммобилизованы в снежном коме за счет поляризации. Нейтральные металлические атомы в жидком гелии также окружены пузырьком, вызванным отталкиванием электронов. Они имеют типичные размеры от 10 до 14 Å в диаметре. Свободные электроны в жидком гелии заключены в пузырек диаметром 17 Å. Под давлением 25 атмосфер электронный пузырек уменьшается до 11 Å.

[править] Применение

Гелий используют для создания инертной и защитной атмосферы при сварке, резке и плавке металлов, при перекачке ракетного топлива, для наполнения дирижаблей и аэростатов, как компонент среды гелий-неоновых лазеров, как газ-носитель в газовой хроматографии. Гелий-3 используется для наполнения газовых нейтронных детекторов, как рабочее тело гелиевых течеискателей. Жидкий гелий — уникальный хладагент в экспериментальной физике, что позволяет использовать сверхнизкие температуры в научных исследованиях (например, при изучении электрической сверхпроводимости). Благодаря тому, что гелий очень плохо растворяется в крови, его используют как составную часть искусственного воздуха, подаваемого для дыхания водолазам. Замена азота на гелий предотвращает кессонную болезнь (при вдыхании обычного воздуха азот под повышенным давлением растворяется в крови, а затем выделяется из нее в виде пузырьков, которые закупоривают мелкие сосуды).

Изотопы и модификации гелия. Гелий-I и гелий-II:

Изотопы гелия – разновидности атомов (и ядер) химического элемента гелия, имеющие разное содержание нейтронов в ядре.

Всего известно на данный момент времени 8 изотопов, но только два из них стабильны. Остальные представляют собой шесть искусственных радиоактивных изотопа.

Природный гелий состоит из двух стабильных изотопов: 4He (изотопная распространённость – 99,99986 %) и гораздо более редкого 3He (0,00014 %, содержание гелия-3 в разных природных источниках может варьировать в довольно широких пределах).

Гелий в атмосфере, почти весь состоящий из тяжёлого нуклида 4He, является продуктом α-распада тяжёлых радиоактивных элементов (урана, тория, актиния), лишь незначительная его часть является реликтовой (то есть захваченной миллиарды лет назад уплотнявшейся космической пылью, из которой образовалась Земля). Ежегодно накапливается в доступных для изучения толщах Земли и вод (25-28)⋅106 м³ гелия.

Содержание 3He в выделенном из атмосферы гелии ничтожно мало, отношение 3He/4He для воздуха равно 1,1⋅10−6, а для гелия из природных газов 1,4⋅10−7. Установлено, что 3He получается в результате β-распада тяжёлого нуклида водорода – трития, который образуется в ряде ядерных реакций в земной коре и верхних слоях атмосферы.

Звёздный гелий (гелий Вселенной) – продукт термоядерной реакции синтеза ядер водорода, протекающей на Солнце и звездах по протон-протонному и углеродно-азотному циклам.

Искусственно получены также другие – тяжёлые радиоактивные изотопы гелия с массовыми числами 5-10:

– 5He, состоящий из двух протонов и трех нейтронов,

– 6He, состоящий из двух протонов и четырех нейтронов,

– 7He, состоящий из двух протонов и пяти нейтронов,

– 8He, состоящий из двух протонов и шести нейтронов.

– 9He, состоящий из двух протонов и семи нейтронов.

– 10He, состоящий из двух протонов и восьми нейтронов.

Свойства атома гелия:

200	Свойства атома
201	Атомная масса (молярная масса)	4,002602(2) а.е.м. (г/моль)
202	Электронная конфигурация	1s2
203	Электронная оболочка	K2 L0 M0 N0 O0 P0 Q0 R0
204	Радиус атома (вычисленный)	31 пм
205	Эмпирический радиус атома
206	Ковалентный радиус	28 пм
207	Радиус иона (кристаллический)
208	Радиус Ван-дер-Ваальса	140 пм
209	Электроны, Протоны, Нейтроны	2 электрона, 2 протона, 2 нейтрона
210	Семейство (блок)	элемент s-семейства
211	Период в периодической таблице	1
212	Группа в периодической таблице	18-ая группа (по старой классификации – главная подгруппа 8-ой группы)
213	Эмиссионный спектр излучения

Еще не вечный, но уже безвредный

В Лос-Аламосской национальной лаборатории имени Э. Ферми (штат Нью-Мексико) разработан новый двигатель, который может серьезно изменить представления об автомобиле как одном из главных источников загрязнения. При сопоставимом с двигателем внутреннего сгорания коэффициенте полезного действия (30–40%) он лишен основных его недостатков: движущихся частей, нуждающихся в смазке для уменьшения трения и износа, и вредных для окружающей среды выбросов продуктов неполного сгорания топлива.

По сути, речь идет об усовершенствовании хорошо известного двигателя внешнего сгорания, предложенного шотландским священником Р. Стирлингом еще в 1816 г. Этот двигатель не получил широкого распространения на автотранспорте из-за более сложной по сравнению с двигателем внутреннего сгорания конструкции, большей материалоемкости и стоимости. Но термоакустический преобразователь энергии, предложенный американскими учеными, в котором рабочим телом служит сжатый гелий, выгодно отличается от своего предшественника отсутствием громоздких теплообменников, препятствовавших его использованию в легковых автомобилях, и в недалеком будущем способен стать экологически приемлемой альтернативой не только двигателя внутреннего сгорания, но и преобразователя солнечной энергии, холодильника, кондиционера. Масштабы его применения пока даже трудно представить.

Получение

В промышленности гелий получают из гелийсодержащих природных газов (в настоящее время эксплуатируются главным образом месторождения, содержащие > 0,1 % гелия). От других газов гелий отделяют методом глубокого охлаждения, используя то, что он сжижается труднее всех остальных газов. Охлаждение производят дросселированием в несколько стадий очищая его от CO₂ и углеводородов. В результате получается смесь гелия, неона и водорода. Эту смесь, т. н. сырой гелий, (He — 70-90 % об.) очищают от водорода (4-5 %) с помощью CuO при 650—800 К. Окончательная очистка достигается охлаждением оставшейся смеси кипящим под вакуумом N2 и адсорбцией примесей на активном угле в адсорберах, также охлаждаемых жидким N2. Производят гелий технической чистоты (99,80 % по объёму гелий) и высокой чистоты (99,985 %).
В России газообразный гелий получают из природного и нефтяного газов. В настоящее время гелий извлекается на гелиевом заводе ООО «Газпром добыча Оренбург» в Оренбурге из газа с низким содержанием гелия (до 0,055 % об.), поэтому российский гелий имеет высокую себестоимость. Актуальной проблемой является освоение и комплексная переработка природных газов крупных месторождений Восточной Сибири с высоким содержанием гелия (0,15-1 % об.), что позволит намного снизить его себестоимость.
По производству гелия лидируют США (140 млн м³ в год), затем — Алжир (16 млн м³). Россия занимает третье место в мире — 6 млн м³ в год. Мировые запасы гелия составляют 45,6 млрд м³.

Другие заметки по химии

Спектроскопия

Когда другие учёные поняли, что с помощью спектроскопии можно
идентифицировать имеющиеся на Солнце химические элементы, они приступили к
изучению солнечного спектра, пытаясь найти линии, которые мог не заметить
Фраунгофер. В 1868 году двое исследователей независимо друг от друга наблюдали
за солнечным затмением и, в частности, за спектром короны. В результате обоим
удалось обнаружить новую линию, которая располагалась рядом с двумя уже хорошо
известными полосками натрия. Она получила название D3. Один из
учёных позже установил, что линия не принадлежала натрию или какому-либо
другому известному элементу, поэтому сделал смелое предположение, что это нечто
ещё неизвестное.

Новый элемент был назван гелием — в честь Гелиоса, древнегреческого бога Солнца. В течение какого-то времени открытие нового элемента признавалось не всеми. Обнаружить что-то новое, ни разу не прикоснувшись к нему? Это действительно было очень странно. Кроме того, в периодической таблице Менделеева попросту не было места для этого элемента. Некоторые учёные предполагали даже, что новая линия на солнечном спектре принадлежала водороду, и её просто ранее не замечали.

Периодическая таблица Менделеева. Источник таблицы: https://ru.wikipedia.org

Гелий был настолько редок и инертен, что получить его на Земле было
чем-то сродни подвигу. Однако в 1895 году химик из Университетского колледжа
Лондона в результате радиоактивного распада урана выделил нечто ранее
неизвестное. Новый элемент имел внутри спектра отличительную линию D3, поэтому
учёный сделал вывод, что это гелий. Надо сказать, что в рамках своего
эксперимента он пытался найти другой благородный газ, аргон. Он выделил его, но
чуть позже. После открытия гелия и аргона Менделеев добавил в свою
периодическую таблицу новую группу элементов.

Дискредитированные или маловероятные наблюдения

Многочисленные исследователи пытались создать химические соединения гелия в начале двадцатого века. В 1895 году Л. Трост и Л. Оврард полагали, что они стали свидетелями реакции между парами магния и гелием (а также аргоном ) из-за спектра гелия, исчезающего из трубки, через которую они проходили. В 1906 году У. Тернант Кук утверждал, что заметил реакцию гелия с парами кадмия или ртути , наблюдая увеличение плотности пара. Пары цинка не реагируют с гелием.

Дж. Дж. Мэнли утверждал, что в 1925 г. обнаружил газообразный гелид ртути HeHg HgHe ₁₀ ; опубликовал результаты в Nature , но затем у него возникли проблемы с поиском стабильной композиции, и в конце концов он сдался.

Между 1925 и 1940 годами в Буэнос-Айресе Орасио Дамианович изучал различные комбинации металла и гелия, включая бериллий (BeHe), железо (FeHe), палладий (PdHe), платину (Pt ₃ He), висмут и уран . Чтобы сделать эти вещества, электрические разряды ударили гелий в поверхность металла. Позже они были понижены из статуса соединений до статуса сплавов.

Platinum helide, Pt ₃ Он был дискредитирован Дж. Г. Уоллером в 1960 году.

Гелид палладия, PdHe, образуется при распаде трития в тритиде палладия , гелий ( 3 He) остается в твердом веществе в виде раствора.

Бумер заявил об открытии гелида вольфрама WHe ₂ в виде черного твердого вещества. Он образуется за счет электрического разряда в гелии с нагретой вольфрамовой нитью. При растворении в азотной кислоте или гидроксид калия , кислоты вольфрамовых форм и гелия в побегах пузырьков. Электрический разряд имел ток 5 мА и 1000 В при давлении гелия от 0,05 до 0,5 мм рт. Ст. Функциональные токи электролиза составляют от 2 до 20 мА, и лучше всего подходит 5-10 мА. Процесс идет медленно при 200 В. и 0,02 мм рт. Ст. Паров ртути ускоряет испарение вольфрама в пять раз. Поиски этого предложил Эрнест Резерфорд . Он был дискредитирован Дж. Г. Уоллером в 1960 году. Бумер также изучал комбинации ртути, йода, серы и фосфора с гелием. Комбинации ртути и йода и гелия разложились при температуре около −70 ° C. Комбинации серы и гелия с фосфором разложились при температуре около −120 ° C.

Дигелид висмута, BiHe 2

Х. Креффт и Р. Ромпе заявили о реакциях между гелием и натрием, калием, цинком, рубидием, индием и таллием.

Применение

Гелий используется:

• в воздухоплавании – как наполнитель для дирижаблей, аэростатов, аэрозондов и даже бытовых воздушных шариков: гелий тяжелее водорода, но зато абсолютно не горюч;
• как защитная газовая оболочка в металлургии при плавке сверхчистых металлов;
• как хладогент при экспериментах со сверхнизкими температурами и сверхпроводимостью: вещество, холоднее жидкого гелия, получить можно только при электромагнитном охлаждении;
• как элемент дыхательной смеси для сверхглубоких погружений, чтобы избежать кислородного отравления. Иногда приходится на батискафах и других подводных аппаратах использовать микрофоны специальной конструкции, чтобы на поверхности могли понимать «мультяшную» речь подводников;
• для заполнения гасосветных трубок (в газоразрядных устройствах гелий светится бело-красным светом);
• как инертный наполнитель в пищевой промышленности и в производстве сверхточных устройств (например, некоторых моделей магнитных дисков);
• как индикатор в геологической съёмке при поиске глубинных разломов земной коры или залежей урановых руд;
• в космонавтике и военном деле – для продувки баков ракетных двигателей на жидком топливе.

В целом гелий – достаточно дорогое вещество, потому что выделить его в чистом виде можно лишь при глубоком охлаждении газа.

Роль в природе

Почти весь гелий во Вселенной образовался в первые минуты после Большого Взрыва в период первичного нуклеосинтеза. В космосе новые порции элемента образуются в ходе термоядерных реакций в недрах звёзд, на Земле – в результате распада тяжёлых элементов: альфа-частицы – это ядра гелия, которые затем, захватывая электроны, образуют атомы.

В атмосфере Земли гелий содержится в очень малых количествах: этот исключительно лёгкий газ быстро поднимается в верхние слои атмосферы и сдувается солнечным ветром. В недрах планеты запасы куда больше: образующиеся при альфа-распаде атомы гелия захватываются природным газом, в результате чего на некоторых месторождениях количество этого вещества может достигать до 16% по объёму (обычно всё же не больше 2%).

Гелий-3 как термоядерное топливо

Несмотря на полезность данного изотопа для вышеупомянутых сфер, главы государств рассматривают его в первую очередь как термоядерное топливо.

Как известно, современные атомные электростанции используют ядерную цепную реакцию, в результате которой происходит ядерный распад с выделением энергии. Термоядерный же реактор, синтезирующий более тяжелое вещество с выделением энергии, имеет ряд преимуществ перед ядерным реактором, работа которого основывается на реакциях распада:

Использование в реакторах гелия-3 снижает риск повторения Чернобыльской катастрофы

• Минимальная вероятность того, что мощность реакции в термоядерном реакторе внезапно подскочит.
• Отсутствие продуктов сгорания.
• Для работы термоядерного реактора не требуется топливо, которое используется для разработки ядерного оружия. Это не позволит вести террористическую деятельность, выработку термоядерного топлива для оружия, под предлогом добычи энергии за счет этого топлива.
• Радиоактивные отходы, вырабатываемые такими реакторами, несут меньше вреда для окружающей среды, а также имеют значительно меньший период полураспада.
• Водород, выступающий в роли топлива для термоядерных реакторов, может добываться из морской воды, а значит, представлен на Земле в практически неисчерпаемом объеме.

Добыча водорода достаточно проста — добыть немного можно даже в домашних условиях

Несмотря на то, что в промышленных рамках термоядерный реактор еще не будет использоваться в ближайшее десятилетие, ученым уже удалось выяснить перспективность гелия-3 как будущего топлива для такого рода реакторов.

Первым аргументом в пользу использования данного изотопа в управляемом ядерном синтезе является тот факт, что в результате реакции будет излучаться в десятки раз меньший поток нейтронов. Что не только позволит избежать значительной направленной радиоактивности, но и заметно увеличит сроки эксплуатации оборудования.

Вместо нейтронов такой реактор будет излучать протоны, что является вторым аргументом в пользу гелия-3. В отличие от нейтронов, протоны можно легко использовать для дополнительной выработки электроэнергии (в магнитогидродинамическом генераторе).

Модель магнитогидродинамической установки

Кроме того, гелий-3 не несет опасности во время хранения и не требует больших затрат на содержание, а в случае аварии на реакторе радиоактивность его выброса будет практически нулевая. Для сравнения, реакция ядерного синтеза с участием гелия-3 принесет количество энергии, равное энергии, высвободившейся в результате сгорания 15 млн тонн нефти. По оценкам американских ученых 40 000 кг гелия-3 достаточно, чтобы выработать электричество, потребляемое США за год. В 2009-м году же изотоп оценивался около 930 долларов за литр .

Что такое гелий

Гелий — это элемент с атомным номером 2 и газообразное вещество. Химический символ гелия — Он. Электронная конфигурация гелия 1с2, Атомный символ гелия 4₂Он. Атом гелия состоит из 2 протонов и 2 нейтронов в ядре вместе с 2 электронами в его 1-й орбитали. Следовательно, атомная масса гелия составляет 4,002602 а.е.м. При комнатной температуре и давлении гелий является бесцветным газом без запаха. Гелий считается вторым по распространенности элементом во вселенной. Он существует как одноатомный газ.

Рисунок 1: Химическая структура атома гелия

Температура плавления гелия составляет около -272,2оС, что является очень низким значением. Точка кипения гелия дана как -268оC. Это делает его газом для более широкого диапазона температур. В периодической таблице элементов гелий классифицируется как блочный элемент s, но размещается в правом боковом углу таблицы. Это потому, что гелий является инертным газом, который не будет подвергаться химическим реакциям. Это также неметаллический.

Поскольку гелий является благородным газом, он показывает только нулевую степень окисления. Существует два известных изотопа гелия. Они есть 3Он изотоп и 4Он изотоп. 4Он является наиболее распространенной формой среди них, и его численность составляет 99%. Оба эти изотопа стабильны, и радиоактивного распада не наблюдается. Однако есть и другие изотопы. Они нестабильны и радиоактивны.

Гелий широко используется в воздушных шарах. Кроме того, гелий используется для обеспечения контролируемой атмосферы для многих реакций синтеза (таких как синтез кристаллов кремния) благодаря его высокой инертности. Он также используется в качестве инертного экрана для дуговой сварки

Гелий можно преобразовать в жидкую форму, которая известна как жидкий гелий и используется в качестве важного криогенного материала

Применение гелия:

Гелий используется во многих областях промышленности и быту:

– в металлургии в качестве защитного инертного газа для выплавки чистых металлов;

– в пищевой промышленности (зарегистрирован в качестве пищевой добавки E939) как пропеллент и упаковочный газ;

– в качестве хладагента для получения сверхнизких температур (в частности, для перевода металлов в сверхпроводящее состояние);

– для наполнения воздухоплавающих судов (дирижаблей и аэростатов). В отличие от водорода гелий в силу негорючести абсолютно безопасен;

– в дыхательных смесях для глубоководного погружения;

– для наполнения воздушных шариков и оболочек метеорологических зондов;

– для заполнения газоразрядных трубок;

– как компонент рабочего тела в гелий-неоновых лазерах;

– в качестве носителя в газовой хроматографии;

– и пр.

1. 1. Водород
2. 2. Гелий
3. 3. Литий
4. 4. Бериллий
5. 5. Бор
6. 6. Углерод
7. 7. Азот
8. 8. Кислород
9. 9. Фтор
10. 10. Неон
11. 11. Натрий
12. 12. Магний
13. 13. Алюминий
14. 14. Кремний
15. 15. Фосфор
16. 16. Сера
17. 17. Хлор
18. 18. Аргон
19. 19. Калий
20. 20. Кальций
21. 21. Скандий
22. 22. Титан
23. 23. Ванадий
24. 24. Хром
25. 25. Марганец
26. 26. Железо
27. 27. Кобальт
28. 28. Никель
29. 29. Медь
30. 30. Цинк
31. 31. Галлий
32. 32. Германий
33. 33. Мышьяк
34. 34. Селен
35. 35. Бром
36. 36. Криптон
37. 37. Рубидий
38. 38. Стронций
39. 39. Иттрий
40. 40. Цирконий
41. 41. Ниобий
42. 42. Молибден
43. 43. Технеций
44. 44. Рутений
45. 45. Родий
46. 46. Палладий
47. 47. Серебро
48. 48. Кадмий
49. 49. Индий
50. 50. Олово
51. 51. Сурьма
52. 52. Теллур
53. 53. Йод
54. 54. Ксенон
55. 55. Цезий
56. 56. Барий
57. 57. Лантан
58. 58. Церий
59. 59. Празеодим
60. 60. Неодим
61. 61. Прометий
62. 62. Самарий
63. 63. Европий
64. 64. Гадолиний
65. 65. Тербий
66. 66. Диспрозий
67. 67. Гольмий
68. 68. Эрбий
69. 69. Тулий
70. 70. Иттербий
71. 71. Лютеций
72. 72. Гафний
73. 73. Тантал
74. 74. Вольфрам
75. 75. Рений
76. 76. Осмий
77. 77. Иридий
78. 78. Платина
79. 79. Золото
80. 80. Ртуть
81. 81. Таллий
82. 82. Свинец
83. 83. Висмут
84. 84. Полоний
85. 85. Астат
86. 86. Радон
87. 87. Франций
88. 88. Радий
89. 89. Актиний
90. 90. Торий
91. 91. Протактиний
92. 92. Уран
93. 93. Нептуний
94. 94. Плутоний
95. 95. Америций
96. 96. Кюрий
97. 97. Берклий
98. 98. Калифорний
99. 99. Эйнштейний
100. 100. Фермий
101. 101. Менделеевий
102. 102. Нобелий
103. 103. Лоуренсий
104. 104. Резерфордий
105. 105. Дубний
106. 106. Сиборгий
107. 107. Борий
108. 108. Хассий
109. 109. Мейтнерий
110. 110. Дармштадтий
111. 111. Рентгений
112. 112. Коперниций
113. 113. Нихоний
114. 114. Флеровий
115. 115. Московий
116. 116. Ливерморий
117. 117. Теннессин
118. 118. Оганесон

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Helium
2. https://de.wikipedia.org/wiki/Helium
3. https://ru.wikipedia.org/wiki/Гелий
4. http://chemister.ru/Database/properties.php?dbid=1&id=212
5. https://chemicalstudy.ru/geliy-svoystva-atoma-himicheskie-i-fizicheskie-svoystva/

Примечание:  Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Найти что-нибудь еще?

карта сайта

гелий атомная масса степень окисления валентность плотность температура кипения плавления физические химические свойства структура теплопроводность электропроводность кристаллическая решеткаатом нарисовать строение число протонов в ядре строение электронных оболочек электронная формула конфигурация схема строения электронной оболочки заряд ядра состав масса орбита уровни модель радиус энергия электрона переход скорость спектр длина волны молекулярная масса объем атома электронные формулы сколько атомов в молекуле гелиясколько электронов в атоме свойства металлические неметаллические термодинамические 

Коэффициент востребованности
2 196

Опровержение теории химической инертности

По плотности они делятся на легкие: гелий и неон и тяжелые — все остальные. Гелий самый легкий газ в природе, он легче воздуха в 7 раз. Аргон открывает группу тяжелых газов. Жидкий аргон тяжелее не только воздуха, но и воды.

С увеличением поляризуемости от гелия к радону, увеличиваются радиусы атомов, а также возрастает растворимость в воде и абсорбируемость. Газообразный гелий с трудом можно собрать в закрытый сосуд. Аргон, по сравнению с гелием, уже более вязкий. Его можно перелить из сосуда в сосуд. С увеличением атомной массы и радиуса атома у газов уменьшается теплопроводность, повышается температура кипения. Кроме того, увеличивается возможность деформации внешних электронных слоёв, а значит создается предпосылка химической связи.

Это подтверждается простым опытом. Если погрузить пробирку в сосуд с жидким гелием, то жидкость будет ползти вверх по наружной стенке пробирки и опускаться по внутренней. Если пробирку приподнять, то гелий начинает двигаться в обратную сторону, выравнивая уровни. Когда пробирку вынимают, то гелий продолжает стекать по ней и капать вниз.

Это свойство у гелия открыл советский физик, академик Петр Леонидович Капица. В 1962 году канадский химик Нил Бартлетт, наконец, опроверг теорию химической инертности благородных газов. Ему удалось в процессе гетерогенного катализа синтезировать соединение ксенона с гексафторидом платины (Xe+PtF6=Xe (PtF6)x).

Событие это было также сенсационно, как заявление Рамзая об инертности аргона. Это позволило инертным газам покинуть нулевую группу. Инертные газы в таблице Менделеева справедливо заняли свое место в восьмой группе.

В клатратных соединениях связь молекулярная, валентные электроны в них не взаимодействуют. Клатраты нестойкие соединения, в растворах они быстро распадаются на составные части. Их можно использовать как удобные формы для хранения благородных газов.

Транспортировка гелия

Два сосуда Дьюара по 250 л с жидким гелием.

Для транспортировки газообразного гелия используются стальные баллоны (ГОСТ 949-73) коричневого цвета, помещаемые в специализированные контейнеры. Для перевозки можно использовать все виды транспорта при соблюдении соответствующих правил перевозки газов.

Для перевозки жидкого гелия применяются специальные транспортные сосуды типа СТГ-10, СТГ-25 и т. п. светло-серого цвета объёмом 10, 25, 40, 250 и 500 литров, соответственно. При выполнении определённых правил транспортировки может использоваться железнодорожный, автомобильный и другие виды транспорта. Сосуды с жидким гелием обязательно должны храниться в вертикальном положении.

Похожие записи:

Реликтовое излучение Совместимость львов и весов: союз, заключенный на небесах Близнецы и рыбы совместимость в дружбе Фаза луны 30 мая 2018 года Стрелец: совместимость с другими знаками. кто подходит для стрельца? Гороскоп для даты рождения07 мая 2021