ჰელიუმი: განსხვავება გადახედვებს შორის

Jump to navigation Jump to search
არ არის რედაქტირების რეზიუმე
{{ქიმიური ელემენტი|[[ფაილი:He-TableImage.png|400px]] ჰელიუმი / Helium (He) | 2 | [[ფაილი:Helium-glow.jpg|thumb|[[აირი]] [[ფერი]]ს, [[გემო]]სა და [[სუნი]]ს გარეშე]] | 4,002602|(31)<ref name="webelements_size">{{cite web|url=http://www.webelements.com/helium/atom_sizes.html|author=|title=Size of helium in several environments|work=|publisher=www.webelements.com|datepublished=|accessdate=2009-07-10|lang=en|description=}}</ref> | 2361,3(24,47)| 1s<sup><nowiki>2</nowiki></sup> | 28<ref name="webelements_size"/> | 93<ref name="webelements_size"/> | 4,5 | 0 |0|0,147 ( -270&nbsp;°C) 0,00017846 (+20 °C) | 20,79 | (300 K) 0.1513|(2.5 მპა წნევისას) 0.95 K , −272.20&nbsp;°C, −457.96&nbsp;°F | 0.0138 | 4.22 K , −268.93&nbsp;°C, −452.07&nbsp;°F | 0.0829 | 31,8 | ჰექსაგონალური|3,570 | 1,633|0 }}
{{ელემენტის დაფა
|ფერი= LightSkyBlue
 
== ისტორია ==
 
[[1868]] წლის 18 აგვისტოს ფრანგმა მეცნიერმა [[პიერ ჟულ სეზარ ჟანსენი|პიერ ჟანსენმა]] [[ინდოეთი]]ს ქალაქ [[გუნტური|გუნტურში]] ყოფნის დროს მზის სრული დაბნელებისას პირველად შეძლო მზის [[ქრომოსფერო]]ს გამოკვლევა. ჟანსენმა შეძლო [[სპექტროსკოპი]]ს ისე აწყობა რომ [[მზის გვირგვინი]]ს [[სპექტრი|სპექტრზე]] თვალთვალი შეიძლებოდა არა მარტო მზის დაბნელებისას არამედ ჩვეულებრივ დღესაც კი. მეორე დღესვე მზის [[პროტუბერანცია|პროტუბერანციების]] [[სპექტროსკოპია]]მ წყალბადის ლურჯ, მწვნე-ცისფერ და წითელ ხაზებთან ერთად გამოავლინა ძალიან კაშკაშა ყვითელი ხაზი, თავდაპირველად ჟანსენმა და სხვა ასტრონომებმაც ის მიიღეს [[ნატრიუმი]]ს D ხაზად. ჟანსენმა დაუყოვნებლად დაწერა ამის შესახებ [[საფრანგეთის მეცნიერებათა აკადემია]]ში. შედეგად დადგენილ იქნა, რომ მზის სპექტრში ყვითელი ფერის ხაზი არ ემთხვევა ნატრიუმის ხაზს და არ ეკუთვნის იმ დროისათვის ცნობილ არცერთ ქიმიურ ელემენტს<ref>Kochhar, R. K., French astronomers in India during the 17th - 19th centuries, http://articles.adsabs.harvard.edu//full/1991JBAA..101...95K/0000099.000.html Journal of the British Astronomical Association, 1991 წ, ტ 101, #2, ფ 95-100, ინგლისური</ref><ref name="finkelstein1">ფინკელშტეინი დ.ნ. II თავი. ინერტული აირების აღმოჩენა და მენდელეევის პერიოდული სისტემა, ინერტული აირები, http://www.book-ua.org/FILES/chem/25_11_2007/ch1434.djvu მე-2 გამოცემა, მოსკოვი, გამ. მენიერება, 1979 წ., ფ 40-46 სერია «მეცნიერება და ტექნიკური პროგრესი» ტირაჟი 19000</ref>.
 
 
=== დედამიწის ქერქი ===
 
მერვე ჯგუფის ფარგლებში ''ჰელიუმს'' დედამიწის ქერქში შემცველობით მეორე ადგილი უჭირავს ([[არგონი]]ს შემდეგ)<ref name="abundance">{{cite web|url=http://www.webelements.com/periodicity/abundance_crust/|format=|author=|title=Abundance in Earth's crust|work=|publisher=www.webelements.com|datepublished=|accessdate=2009-07-11|lang=en|description=}}</ref>.
 
 
== განსაზღვრა ==
 
ხარისხობრივად ჰელიუმს განსაზღვრავენ [[სპექტრული ანალიზი]]ს მეშვეობით [[ემისიური სპექტრი]]თ (დამახასიათებელი ხაზები 587,56 ნმ და 388,86 ნმ), რაოდენობრივად — [[მას-სპექტრომეტრია|მას-სპექტრომეტრიული]] და [[ქრომატოგრაფია|ქრომატოგრაფიული]] ანალიზების მეთოდებით, ასევე მეთოდებით რომლებიც ეფუძნებიან ფიზიკური თვისებების ცვლილებებს (სიმკვრივე, თბოგამტარობა და სხვა).
 
== ფიზიკური თვისებები ==
 
ჰელიუმი — პრაქტიკულად ინერტული ქიმიური ელემენტია.
 
ჰელიუმით შევსებულ მილებში დენის გატარებისას შეიმჩნევა სხვადასხვა ფერის განმუხტვები, რომლებიც უმთავრესად დამოკიდებულია მილებში აირის [[წნევა]]ზე. ჩვეულებრივ ჰელიუმის სპექტრიდან ხილული შუქის ფერი არის ყვითელი. წნევის შემცირებასთან ერთად ხდება ფერების ცვლა — ვარდისფერი, ნარინჯისფერი, ყვითელი, კაშკაშა-ყვითელი, მოყვითალო-მწვანე და მწვანე. ეს დაკავშირებულია ჰელიუმის [[ემისიური სპექტრი|სპექტრში]] არსებულ ხაზების რამდენიმე სერიაზე, რომელიც მდებარეობს [[ინფრაწითელი გამოსხივება|ინფრაწითელსა]] და [[ულტრაიისფერი გამოსხივება|ულტრაიისფერს]] შორის დიაპაზონში, სპექტრის ხილვად ნაწილში მნიშვნელოვანი ხაზები მდებარეობენ 706,52 ნმ და 447,14 ნმ-ს შორის<ref name="finkelstein2"/>. წნევის შემცირება იწვევს [[ელექტრონი]]ს [[თავისუფალი გარბენის სიგრძე|თავისუფალი გარბენის სიგრძის]] ზრდას, ანუ მისი ენერგიის ზრდას ჰელიუმის ატომებთან შეჯახებისას. ეს იწვევს ატომების გადაყვანას დიდი ენერგიის აღზნებულ მდგომარეობაში, რის შედეგად ხდება სპექტრული ხაზების შერევა ინფრაწითელიდან ულტრაიისფრამდე.
 
ჰელიუმი ყველაზე ცუდად იხსნება წყალში, ვიდრე სხვა ცნობილი აირი. 1 ლ წყალში 20&nbsp;°C ტემპერატურისას იხანება მიახლოებით 8,8&nbsp;მლ (9,78 - 0&nbsp;°C, 10,10 - 80&nbsp;°C), [[ეთანოლი|ეთანოლში]] — 2,8 (15&nbsp;°C), 3,2 (25&nbsp;°C). მისი დიფუზიის სიჩქარე მყარ სხეულებში სამჯერ უფრო მაღალია ვიდრე, [[ჰაერი]]სა, და მიახლოებით 65 % მაღალია, ვიდრე წყალბადის.
მისი დიფუზიის სიჩქარე მყარ სხეულებში სამჯერ უფრო მაღალია ვიდრე, [[ჰაერი]]სა, და მიახლოებით 65 % მაღალია, ვიდრე წყალბადის.
 
[[გარდატეხის მაჩვენებელი]] [[გარდატეხის კოეფიციენტი]] ათთან ახლოსაა, ყველაზე უფრო ახლოს ვიდრე ყველა სხვა აირის მაჩვენებელი. ამ აირს გააჩნია უარყოფითი [[ჯოულ-ტომსონის ეფექტი#ტემპერატურის ცვლილება|ჯოულ-ტომსონის კოეფიციენტი]] გარემოს ნორმალური ტემპერატურის პირობებში, ანუ ის ხურდება როდესაც მას აძლევენ საშუალებას მოცულობაში თავისუფლამ გაიზარდოს. მხოლოდ ჯოული-ტომსონის ინვერსიის ტემპერატურის ქვევით (მიახლოებით 40 К ნორმალური წნევის დროს) ის ცივდება თავისუფალი გაფართოების დროს. ამ ტემპერატურის ქვევით გაცივებისას, გაფართოებითი გაცივებით ჰელიუმი შეიძლება გათხევადდეს. ასეთი გაცივება ხდება [[დეტანდერი]]ს დახმარებით.
ამ ტემპერატურის ქვევით გაცივებისას, გაფართოებითი გაცივებით ჰელიუმი შეიძლება გათხევადდეს. ასეთი გაცივება ხდება [[დეტანდერი]]ს დახმარებით.
 
=== კონდენსირებული ფაზების თვისებები ===
[[1908]] წელს [[ჰეიკე კამერლინგ-ონესი]]მ პირველმა შეძლო მიეღო თხევადი ჰელიუმი. [[მყარი ჰელიუმი]]ს მიღება შესაძლებელი გახდა მხოლოდ 25 ატმოსფეროს წნევის და 1 K ტემპერატურის პირობებში ([[ვილემ ჰენდრიკ კეეზომი]], [[1926]]). კეეზომმა ასევე აღმოაჩინა ჰელიუმ-4 (<sup>4</sup>He) ფაზური გადასვლის არსებობა 2,17K17 K ტემპერატურის დროს; დაასახელა ჰელიუმ-I და ჰელიუმ-II ფაზები (2,17K-ის ქვევით). [[1938]] წელს [[პეტრე კაპიცა]]მ აღმოაჩინა, რომ ჰელიუმ-II არ გააჩნია [[სიბლანტე]] ([[ზედენადობა|ზედენადობის]] მოვლენა). ჰელიუმ-3-ში ზედენადობა წარმოიქმნება მხოლოდ 0,0026 К ტემპერატურის ქვევით. ჰელიუმის ზედენადობა მიეკუთვნება ეგრეთ წოდებულ [[კვანტური სითხე|კვანტური სითხის]] კლასს, რომლის მაკროსკოპიული ქცევა შეიძლება აღწერილი იქნეს მხოლოდ [[კვანტური მექანიკა|კვანტური მექანიკის]] მეშვეობით. [[2004]] წელს გამოჩნდა შეტყობინება [[მყარი ჰელიუმი]]ს ზედენადობის აღმოჩენის შესახებ (ე.წ. სუპერსოლიდის ეფექტი) მისი კვლევისას ტორსიულ ოსცილიატორში. მაგრამ ბევრი მკვლევარი ამტკიცებს, რომ 2004 წელს აღმოჩენილ ეფექტს არ აქვს არავითარი კავშირი კრისტალის ზედენადობასთან. ამ მომენტისათვის გრძელდება მრავალრიცხოვანი ექსპერიმენტალური და თეორიული კვლევები, რომლის მიზანია გაირკვეს ამ ბუნებრივი მოვლენის ნამდვილი ბუნება.
 
== ქიმიური თვისებები ==
ჰელიუმი — [[მენდელეევის ცხრილი]]ს ([[ინერტული აირები]]) მეერვე ჯგუფის ქიმიურად ყველაზე ნაკლებად აქტიური ელემენტია <ref>{{წიგნი
|ავტორი = ფაუსტოვსკი ვ. გ., როვინსკი ა. ე., პეტროვსკი ი. ვ.
<ref>{{წიგნი
|ნაწილი =
|ავტორი = ფაუსტოვსკი ვ.გ., როვინსკი ა. ე. პეტროვსკი ი.ვ.
|სათაური = ინერტული აირები
|ნაწილი =
|ორიგინალი =
|სათაური = ინერტული აირები
|ბმული =
|ორიგინალი =
|გამოცემა = გამოც. 2
|ბმული =
|გამოცემა = გამოც. 2
|პასუხისმგებელი =
|ადგილი = მ.
|გამომცემლობა = ატომიზდატი
|წელი = 1972
|ტომი =
|ფურცელი =
|ფურცლები = 352
|isbn =
}}</ref>. ჰელიუმის ბევრი ნაერთი არსებობს მხოლოდ აიროვან ფაზაში - ე.წ. [[ექსიმერი|ექსიმერული მოლეკულების]] სახით, რომლებსაც გააჩნიათ სტაბილური მდგრადი აღგზნებული ელექტრონული მდგომარეობა და არამდგრადი ძირითადი მდგომარეობა. ჰელიუმი წარმოქმნის ორ ატომიან მოლეკულებს He<sub>2</sub><sup>+</sup>, ფტორიდს HeF, ქლორიდს HeCl (ექსიმერული მოლეკულები წარმოიქმნება ელექტრონული განმუხტვის დროს ან ჰელიუმის და [[ფტორიფთორი]]ს ან ჰელიუმისა და [[ქლორი]]ს ნარევების [[ულტრაიისფერი გამოსხივება|ულტრაიისფერი დასხივებით]]).
 
ცნობილია ჰელიუმის ქიმიური ნაერთი LiHe (შესაძლებელია, მხედველობაშია ნაერთი LiHe<sub>7</sub>[http://www.ufn.ru/ufn85/ufn85_11/Russian/r8511f.pdf], [http://ufn.ru/ufn80/ufn80_5/Russian/r805i.pdf]).
== იზოტოპები ==
{{Main|ჰელიუმის იზოტოპები}}
 
ბუნებრივი ჰელიუმი შედგება ორი მდგრადი [[იზოტოპი]]საგან: <sup>4</sup>He ([[იზოტოპური გავრცობადობა]] — 99,99986 %) და შედარებით იშვიათი [[ჰელიუმ-3|<sup><nowiki>3</nowiki></sup>He]] (0,00014 %; ჰელიუმ-3-ის შემცველობა ბუნებრივ წყაროებში შეიძლება მერყეობდეს საკმაოდ ფართო საზღვრებში). ცნობილია ჰელიუმის კიდევ ექვსი რადიოაქტიური იზოტოპი.
 
მრეწველობაში ჰელიუმს იღებენ ჰელიუმ შემცველ ბუნებრივი აირებიდან (ძირითადად ამისათვის გამოიყენება საბადოები სადაც ჰელიუმის შემცველობა > 0,1 %-ზე). სხვა აირებიდან ჰელიუმს გამოყოფენ ღრმა გაყინვის მეთოდით, იმ თვისების გამოყენებით რომ ის თხევადდება ყველა აირზე ძნელად.
გაცივებას აწარმოებენ დროსელირების რამდენიმე სტადიით მისი გაწმენდით CO<sub>2</sub> და [[ნახშირწყალბადები]]საგან. შედეგად მიიღება ჰელიუმის, [[ნეონი]]სა და [[წყალბადი]]ს ნარევი.
 
ამ ნარევს, ე.წ. ნედლ ჰელიუმს, (He — 70-90 % ) ასუფთავებენ წკალბადისაგან (4-5 %) CuO-ს მეშვეობით 650—800 К ტემპერატურის პირობებში.
მისი საბოლოო გაწმენდა მიიღწევა დარჩენილი ნარევის ღრმა გაცივებით N<sub>2</sub>-ის ვაკუუმში დუღილით და მინარევების ადსორბერებში აქტიური ნახშირის მეშვეობით [[ადსორბცია|ადსორბციით]], რომლებიც თავის მხრივ ასევე ცივდებიან N<sub>2</sub>. ჰელიუმს აწარმოებენ - ტექნიკური სისუფთავის სიწმინდის (99,80 % ჰელიუმის მოცულობით) და მაღალი სიწმინდის (99,985 %).
 
* [http://helium-scan.narod.ru ჰელიუმის გადაღება]
 
== სქოლიო ==
{{სქოლიო}}
<references />
 
{{პერიოდული ცხრილი}}

სანავიგაციო მენიუ