گاز هلیوم
گاز هلیوم سبک ترین گاز نجیب و دومین عنصر سبک است. نماد شیمیایی هلیوم He است. هلیوم یک گاز غیر سمی ، بی مزه ، غیر قابل اشتعال ، بدون بو ، بی رنگ ، بی مزه ، بی اثر ، تک هسته ای است. ایزوتوپهای پایدار هلیوم هلیوم -3 و هلیوم -4 هستند. فراوانی ایزوتوپی هلیوم -3 0.000137٪ است. گاز هلیوم -3 از 2 پروتون و 1 نوترون تشکیل شده است. گاز هلیوم -4 از 2 پروتون و 2 نوترون تشکیل شده است. فراوانی ایزوتوپی هلیوم -4 99.999863٪ است. هلیوم دارای ویژگی های منحصر به فرد زیر است:
- نقطه جوش آن 4.22 K (-268.93 درجه سانتی گراد) بسیار کمتر از سایر عناصر شناخته شده است.
- گاز هلیوم در فشار جوی طبیعی جامد نمی شود ، بنابراین نقطه ذوب ندارد. سایر عناصر شناخته شده دارای نقطه ذوب بالاتری هستند. هلیم در فشار 25 اتمسفر و دمای 0.95 K (-272.2 درجه سانتی گراد) جامد است. با افزایش فشار ، درجه حرارت در هلیوم جامد اتفاق می افتد ، به همین ترتیب افزایش می یابد. وقتی فشار 114000 اتمسفر است ، هلیوم جامد در دمای اتاق اتفاق می افتد.
- کاملاً بی اثر است ، بنابراین مولکول های پایدار ایجاد نمی کند.
- گاز هلیوم هفت برابر سبک تر از هوا است. آنقدر سبک است که نیروی جاذبه زمین آنقدر قوی نیست که بتواند آن را نگه دارد. وقتی هلیوم در جو آزاد می شود ، هلیوم به فضا فرار می کند.
- هدایت حرارتی هلیم نسبتاً زیاد است. 0.1513W/(m·K) است. رسانایی گرمایی هلیوم پنج برابر بیشتر از رسانایی گرمایی هوا است.
- سرعت هلیم 970 متر بر ثانیه است ، بنابراین هلیوم صدا را سه برابر سریعتر از هوا هدایت می کند.
- هلیوم در اثر تابش رادیواکتیو نمی شود.
- هلیم به دلیل این واقعیت که فقط دو الکترون کاملاً کمترین پوسته انرژی را پر می کنند ، دارای پتانسیل یونیزاسیون نسبتاً بالایی است.
- ضریب شکست هلیوم بسیار کم 1.000036 است.
- هلیوم دارای گرانروی کم 0.0186 سانتی گراد است.
- هلیوم در دمای نزدیک به صفر مطلق به یک مایع تبدیل می شود. ابر مایعات مایعی با ویسکوزیته صفر است ، بنابراین ابر مایعات به سمت بالا و از دیواره ظروف جریان می یابد. حالت ابر مایع را هلیوم II می نامند. سایر عناصر شناخته شده در دمای نزدیک به صفر مطلق تبدیل به مایع نمی شوند.