Razlika između verzija stranice "Helij"

Uredi veze
S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Pregled historije
[pregledana izmjena][pregledana izmjena]
← Starija izmjenaNovija izmjena →
Uklonjeni sadržaj Dodani sadržaj
VizualnoWikitekst
No edit summary
No edit summary
Red 134: Red 134:


== Historija ==
== Historija ==
⚫
Prvi dokaz postojanja helija dobijen je 18. augusta [[1868]]. godine, kao svijetla žuta linija talasne dužine 587,49 [[nanometar]]a u spektru [[hromosfera|hromosfere]] Sunca. Liniju je otkrio francuski astronom [[Jules Janssen]] tokom potpunog pomračenja Sunca u gradu Guntur, [[Indija]].<ref name="kochar" /> U prvi mah, za ovu liniju se smatralo da je [[natrij]]eva. Ubrzo 20. oktobra iste godine, engleski astronom Norman Lockyer je posmatrao istu žutu liniju u [[Spektar (fizika)|sunčevom spektru]] koju je nazvao D3 Fraunhoferova linija jer je bila u blizini tada već poznatih D1 i D2 linija natrija.<ref name="enc" /> On je zaključio da je ona uzrokovana elementom na Suncu koji je nepoznat na Zemlji. Lockyer i engleski hemičar Edward Frankland dali su ime novom elementu po grčkoj riječi za Sunce ἥλιος (helios).<ref name="baloon" /><ref name="thomson" />
[[Datoteka:Helium spectrum.jpg|lijevo|thumb|Spektralne linije helija]]
[[Datoteka:Helium spectrum.jpg|lijevo|thumb|Spektralne linije helija]]
⚫
Prvi dokaz postojanja helija dobijen je 18. augusta [[1868]]. godine, kao svijetla žuta linija talasne dužine 587,49 [[nanometar]]a u spektru [[hromosfera|hromosfere]] Sunca. Liniju je otkrio francuski astronom [[Jules Janssen]] tokom potpunog pomračenja Sunca u gradu Guntur, [[Indija]].<ref name="kochar" /> U prvi mah, za ovu liniju se smatralo da je [[natrij]]eva. Ubrzo 20. oktobra iste godine, engleski astronom Norman Lockyer je posmatrao istu žutu liniju u [[Spektar (fizika)|sunčevom spektru]] koju je nazvao D3 Fraunhoferova linija jer je bila u blizini tada već poznatih D1 i D2 linija natrija.<ref name="enc" /> On je zaključio da je ona uzrokovana elementom na Suncu koji je nepoznat na Zemlji. Lockyer i engleski hemičar Edward Frankland dali su ime novom elementu po grčkoj riječi za Sunce ἥλιος (helios).<ref name="baloon" /><ref name="thomson" />

Italijanski fizičar [[Luigi Palmieri]] prvi je otkrio 1882. godine postojanje helija na Zemlji, putem njegovih D3 spektralnih linija pri analizi lave na [[Vezuv]]u. Škotski hemičar [[William Ramsay]] 26. marta 1895. godine uspio je izolirati helij na Zemlji tretiranjem minerala cleveita (jednog oblika [[uraninit]]a sadržaja najmanje 10% rijetkih zemnih elemenata) mineralnim [[kiseline|kiselinama]]. Ramsay je tražio [[argon]], ali je nakon što je odvojio dušik i kisik iz gasa oslobođenih [[sumporna kiselina|sumpornom kiselinom]], primijetio je svijetlu žutu spektralnu liniju koja je odgovarala D3 liniji posmatranoj u spektru Sunca.<ref name="enc" /><ref name="ramsay" /> Ovi uzroci su identificirani kao helij od stranek Lockyera i britanskog fizičara [[William Crookes]]a. Nezavisno od njih, helij je izdvojen iz cleveita iste godine, nakon što su hemičari Per Teodor Cleve i Abraham Langlet u švedskom gradu [[Uppsala]] prikupili dovoljno gasa da tačno odrede njegovu atomsku težinu.<ref name="emsley" /><ref name="langlet" /> Helij je također izolirao i američki geohemičar [[William Francis Hillebrand]] prije Ramsayevog otkrića, kada je primijetio neuobičajene spektralne linije tokom testiranja uzorka minerala uraninita. Međutim, Hillebrand je te linije pripisao [[dušik]]u.
Italijanski fizičar [[Luigi Palmieri]] prvi je otkrio 1882. godine postojanje helija na Zemlji, putem njegovih D3 spektralnih linija pri analizi lave na [[Vezuv]]u. Škotski hemičar [[William Ramsay]] 26. marta 1895. godine uspio je izolirati helij na Zemlji tretiranjem minerala cleveita (jednog oblika [[uraninit]]a sadržaja najmanje 10% rijetkih zemnih elemenata) mineralnim [[kiseline|kiselinama]]. Ramsay je tražio [[argon]], ali je nakon što je odvojio dušik i kisik iz gasa oslobođenih [[sumporna kiselina|sumpornom kiselinom]], primijetio je svijetlu žutu spektralnu liniju koja je odgovarala D3 liniji posmatranoj u spektru Sunca.<ref name="enc" /><ref name="ramsay" /> Ovi uzroci su identificirani kao helij od stranek Lockyera i britanskog fizičara [[William Crookes]]a. Nezavisno od njih, helij je izdvojen iz cleveita iste godine, nakon što su hemičari Per Teodor Cleve i Abraham Langlet u švedskom gradu [[Uppsala]] prikupili dovoljno gasa da tačno odrede njegovu atomsku težinu.<ref name="emsley" /><ref name="langlet" /> Helij je također izolirao i američki geohemičar [[William Francis Hillebrand]] prije Ramsayevog otkrića, kada je primijetio neuobičajene spektralne linije tokom testiranja uzorka minerala uraninita. Međutim, Hillebrand je te linije pripisao [[dušik]]u.

[[Datoteka:2 Helium.png|lijevo|thumb|200px|Tečni helij]]
[[Ernest Rutherford]] i [[Thomas Royds]] demonstrirali su 1907. godine da su alfa čestice zapravo jezgra atoma helija, tako što su omogućili da čestice uđu u tanki stakleni zid [[vakuum]]irane cijevi, a zatim su vršili pražnjenja u cijevi proučavajući spektar novog gasa u cijevi. Godine 1908. holandski fizičar Heike Kamerlingh Onnes je uspio prevesti helij u tečno stanje tako što ga je ohladio do temperature od 1 K.<ref name="onnes" /> Pokušao je i da dođe do čvrstog helija i dalje snižavajući temperaturu, međutim helij nema trojnu tačku temperature na kojoj su čvrsto, tečno i gasovito stanje u ekvilibriju. Onnesov učenik Willem Hendrik Keesom je 1926. godine uspio da dobije kocku čvrstog helija od 1 cm<sup>3</sup> tako što je dodatno povećao vanjski pritisak.<ref name="time29" /> Ruski fizičar [[Peter Leonidovič Kapica]] otkrio je 1938. godine helij-4 koji gotovo nema [[viskoznost]] pri gotovo apsolutnoj nuli. Taj fenomen se naziva [[superfluidnost]].<ref name="kapica" /> Ovaj fenomen je povezan sa Bose-Einsteinovom kondenzacijom. Isti fenomen je posmatran 1972. godine kod helija-3, ali na temperaturama mnogo bližim apsolutnoj nuli, što je uspjelo američkim fizičarima Douglas D. Osheroffu, David M. Leeju i Robert C. Richardsonu. Za fenomen kod helija-3 smatra se da je povezan sa uparivanjem helij-3 [[fermion]]a u [[bozon]]e, analogno Cooperovim parovima elektrona koji daju superprovodljivost.<ref name="osher" />


== Rasprostranjenost ==
== Rasprostranjenost ==
Red 174: Red 178:
<ref name="emsley">Emsley, John (2001). ''Nature's Building Blocks'', Oxford: Oxford University Press. str. 175–179. ISBN 0-19-850341-5</ref>
<ref name="emsley">Emsley, John (2001). ''Nature's Building Blocks'', Oxford: Oxford University Press. str. 175–179. ISBN 0-19-850341-5</ref>
<ref name="langlet">Langlet, N. A. (1895). ''Das Atomgewicht des Heliums''. Zeitschrift für anorganische Chemie (njem.) 10 (1): 289–292. {{doi|10.1002/zaac.1895010013}}0</ref>
<ref name="langlet">Langlet, N. A. (1895). ''Das Atomgewicht des Heliums''. Zeitschrift für anorganische Chemie (njem.) 10 (1): 289–292. {{doi|10.1002/zaac.1895010013}}0</ref>
<ref name="onnes">van Delft, Dirk (2008). ''[http://dx.doi.org/10.1063%2F1.2897948 Little cup of Helium, big Science]'', Physics Today 61 (3): 36–42.</ref>
<ref name="time29">''[http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,751945,00.html Coldest Cold]''. Time Inc. 1929</ref>
<ref name="kapica">Kapitza, P. (1938). "Viscosity of Liquid Helium below the λ-Point". Nature 141 (3558): 74. {{doi|10.1038/141074a0}}</ref>
<ref name="osher">Osheroff, D. D.; Richardson, R. C.; Lee, D. M. (1972). ''Evidence for a New Phase of Solid He<sup>3</sup>''. Phys. Rev. Lett. 28 (14): 885–888 {{doi|10.1103/PhysRevLett.28.885}}</ref>
}}
}}


Verzija na dan 29 januar 2014 u 11:54

Šablon:Infokutija Hemijski element Helij (latinski helium) je hemijski elemenat 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 vodonika, 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 vodonika 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,[1] 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.[2]

Historija

Spektralne linije helija

Prvi dokaz postojanja helija dobijen je 18. augusta 1868. godine, kao svijetla žuta linija talasne dužine 587,49 nanometara u spektru hromosfere Sunca. Liniju je otkrio francuski astronom Jules Janssen tokom potpunog pomračenja Sunca u gradu Guntur, Indija.[3] U prvi mah, za ovu liniju se smatralo da je natrijeva. Ubrzo 20. oktobra iste godine, engleski astronom Norman Lockyer je posmatrao istu žutu liniju u sunčevom spektru koju je nazvao D3 Fraunhoferova linija jer je bila u blizini tada već poznatih D1 i D2 linija natrija.[4] On je zaključio da je ona uzrokovana elementom na Suncu koji je nepoznat na Zemlji. Lockyer i engleski hemičar Edward Frankland dali su ime novom elementu po grčkoj riječi za Sunce ἥλιος (helios).[5][6]

Italijanski fizičar Luigi Palmieri prvi je otkrio 1882. godine postojanje helija na Zemlji, putem njegovih D3 spektralnih linija pri analizi lave na Vezuvu. Škotski hemičar William Ramsay 26. marta 1895. godine uspio je izolirati helij na Zemlji tretiranjem minerala cleveita (jednog oblika uraninita sadržaja najmanje 10% rijetkih zemnih elemenata) mineralnim kiselinama. Ramsay je tražio argon, ali je nakon što je odvojio dušik i kisik iz gasa oslobođenih sumpornom kiselinom, primijetio je svijetlu žutu spektralnu liniju koja je odgovarala D3 liniji posmatranoj u spektru Sunca.[4][7] Ovi uzroci su identificirani kao helij od stranek Lockyera i britanskog fizičara William Crookesa. Nezavisno od njih, helij je izdvojen iz cleveita iste godine, nakon što su hemičari Per Teodor Cleve i Abraham Langlet u švedskom gradu Uppsala prikupili dovoljno gasa da tačno odrede njegovu atomsku težinu.[8][9] Helij je također izolirao i američki geohemičar William Francis Hillebrand prije Ramsayevog otkrića, kada je primijetio neuobičajene spektralne linije tokom testiranja uzorka minerala uraninita. Međutim, Hillebrand je te linije pripisao dušiku.

Tečni helij

Ernest Rutherford i Thomas Royds demonstrirali su 1907. godine da su alfa čestice zapravo jezgra atoma helija, tako što su omogućili da čestice uđu u tanki stakleni zid vakuumirane cijevi, a zatim su vršili pražnjenja u cijevi proučavajući spektar novog gasa u cijevi. Godine 1908. holandski fizičar Heike Kamerlingh Onnes je uspio prevesti helij u tečno stanje tako što ga je ohladio do temperature od 1 K.[10] Pokušao je i da dođe do čvrstog helija i dalje snižavajući temperaturu, međutim helij nema trojnu tačku temperature na kojoj su čvrsto, tečno i gasovito stanje u ekvilibriju. Onnesov učenik Willem Hendrik Keesom je 1926. godine uspio da dobije kocku čvrstog helija od 1 cm3 tako što je dodatno povećao vanjski pritisak.[11] Ruski fizičar Peter Leonidovič Kapica otkrio je 1938. godine helij-4 koji gotovo nema viskoznost pri gotovo apsolutnoj nuli. Taj fenomen se naziva superfluidnost.[12] Ovaj fenomen je povezan sa Bose-Einsteinovom kondenzacijom. Isti fenomen je posmatran 1972. godine kod helija-3, ali na temperaturama mnogo bližim apsolutnoj nuli, što je uspjelo američkim fizičarima Douglas D. Osheroffu, David M. Leeju i Robert C. Richardsonu. Za fenomen kod helija-3 smatra se da je povezan sa uparivanjem helij-3 fermiona u bozone, analogno Cooperovim parovima elektrona koji daju superprovodljivost.[13]

Rasprostranjenost

U litosferi helij se također javlja, ali u veoma malim količinama. Praktično sav helij koji je postojao na Zemlji nije mogao da gradi jedinjenja sa drugim elementima pa je zbog male mase napustio atmosferu Zemlje.

Izotopi i osobine

Javlja se u obliku 2 postojana izotopa - 3He i 4He kao i 6 nepostojanih: 5He, 6He, 7He, 8He, 9He i 10He. Nema nikakav biološki značaj.

Upotreba

  • Helij se u tečnom obliku koristi za hlađenje tamo gdje su potrebne veoma niske temperature, zbog njegove niske tačke ključanja.
  • Tečni helij koristi se za magnetne rezonance.
  • Kao najlakši siguran gas (nezapaljiv) koristio se za punjenje balona. Sada se sve rjeđe koristi zbog velikih troškova pri dobijanju, a umjesto njega se najčešće koristi zagrijan zrak.
  • Zbog male rastvorljivosti u krvi koristi se kao sastojak mješavine za ronjenje na velikim dubinama.

Dobijanje helija

Helij se dobija uglavnom iz zemnog gasa koji je bogat ovim elementom. Ovog bogatog helijem gasa najviše ima u SAD. Helij se dobija i frakcionom destilacijom tečnog zraka.

Svjetska produkcija helija iznosi oko 4500 tona u toku godine.

Vanjski linkovi

Reference

  1. ^ Melinda Rose, Photonics Spectra, oktobar 2008.
  2. ^ Connor, Steve (2010). Why the world is running out of helium – Science – News. The Independent
  3. ^ Kochhar, R. K. (1991). French astronomers in India during the 17th – 19th centuries. Journal of the British Astronomical Association 101 (2): 95–100
  4. ^ a b Clifford A. Hampel (1968). The Encyclopedia of the Chemical Elements. New York: Van Nostrand Reinhold. str. 256–268. ISBN 0-442-15598-0.
  5. ^ Sir Norman Lockyer – discovery of the element that he named helium" Balloon Professional Magazine, 7. august 2009.
  6. ^ Thomson, William (3.8.1871). "Inaugural Address of Sir William Thompson". Nature. 4 (92): 261–278 [268]. Provjerite vrijednost datuma u parametru: |date= (pomoć) doi:10.1038/004261a0
  7. ^ Ramsay, William (1895). On a Gas Showing the Spectrum of Helium, the Reputed Cause of D3 , One of the Lines in the Coronal Spectrum. Preliminary Note. Proceedings of the Royal Society of London 58 (347–352): 65–67. doi:10.1098/rspl.1895.0006.
  8. ^ Emsley, John (2001). Nature's Building Blocks, Oxford: Oxford University Press. str. 175–179. ISBN 0-19-850341-5
  9. ^ Langlet, N. A. (1895). Das Atomgewicht des Heliums. Zeitschrift für anorganische Chemie (njem.) 10 (1): 289–292. doi:10.1002/zaac.18950100130
  10. ^ van Delft, Dirk (2008). Little cup of Helium, big Science, Physics Today 61 (3): 36–42.
  11. ^ Coldest Cold. Time Inc. 1929
  12. ^ Kapitza, P. (1938). "Viscosity of Liquid Helium below the λ-Point". Nature 141 (3558): 74. doi:10.1038/141074a0
  13. ^ Osheroff, D. D.; Richardson, R. C.; Lee, D. M. (1972). Evidence for a New Phase of Solid He3. Phys. Rev. Lett. 28 (14): 885–888 doi:10.1103/PhysRevLett.28.885
Greška kod citiranja: <ref> oznaka s imenom "crc" definirana u <references> nije korištena u ranijem tekstu.


Šablon:Link FA Šablon:Link FA Šablon:Link FA Šablon:Link FA Šablon:Link FA Šablon:Link FA

Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=Helij&oldid=2341410"