Objav: Pierre Janssen a Joseph Norman Lockyer (1868)
Izolácia: William Ramsay, Per Teodor Cleve a Nils Abraham Langlet (1895)
Pomenoval: Joseph Norman Lockyer
Kľúčové vlastnosti
Atómová hmotnosť
4.0026 u
Atómový polomer
31 pm
Hustota
0.1785 kg/m³
Elektronegativita
-
Ionizačná energia
2372.3 kJ/mol
Elektrónová afinita
-48 kJ/mol
História objavenia
Hélium objavili skôr na Slnku ako na Zemi. Francúzsky astronóm PIERRE JANSSEN pozoroval 18. augusta 1868 v Indii počas úplného zatmenia Slnka v spektre slnečnej atmosféry jasnú žltú čiaru. Považoval ju za čiaru sodíka. Anglický astronóm NORMAN LOCKYER ju 20. októbra 1868 pozoroval v Londýne aj bez zatmenia a usúdil, že patrí neznámemu prvku. Nazval ho podľa gréckeho hélios – Slnko.
Na Zemi hélium izoloval v marci 1895 škótsky chemik WILLIAM RAMSAY. Plyn uvoľnil z uránového minerálu kleveitu kyselinou sírovou a v jeho spektre našiel rovnakú žltú čiaru ako na Slnku. O niekoľko týždňov neskôr ho nezávisle získali aj švédski chemici PER TEODOR CLEVE a NILS ABRAHAM LANGLET v Uppsale, ktorí určili jeho atómovú hmotnosť. Ten istý plyn z uránového minerálu získal už koncom 80. rokov 19. storočia americký chemik WILLIAM FRANCIS HILLEBRAND, považoval ho však za dusík.
Elektrónová konfigurácia
Výskyt v prírode
Zlúčeniny a minerály
Hélium je chemicky inertný vzácny plyn, ktorý netvorí minerály. Jeho hlavným zdrojom sú ložiská zemného plynu, kde sa hromadí ako produkt alfa-rozpadu rádioaktívnych prvkov v zemskej kôre.
Vlastnosti hélia link
Hélium je po vodíku druhý najľahší prvok. Zo všetkých látok má najnižšiu teplotu varu, -269 °C, a ako jediná látka za normálneho tlaku netuhne ani pri najnižších teplotách. Tuhé hélium vzniká až pod tlakom asi 25-krát vyšším ako atmosférický. Pod teplotou -271 °C sa kvapalné hélium mení na supratekutú kvapalinu, ktorá tečie bez vnútorného trenia.
Dva elektróny hélia úplne obsadzujú orbitál 1s, a tým celú prvú elektrónovú vrstvu. Jadro ich drží veľmi pevne. Hélium má zo všetkých prvkov najvyššiu prvú ionizačnú energiu, 2 372 kJ/mol. Preto netvorí zlúčeniny a patrí medzi chemicky najmenej reaktívne prvky.
Výskyt a výroba hélia link
Hélium je po vodíku druhý najrozšírenejší prvok vo vesmíre a tvorí asi štvrtinu hmotnosti bežnej hmoty. Vzniká vo hviezdach vrátane Slnka jadrovou syntézou vodíka. V spektre Slnka ho objavili skôr ako na Zemi.
Vo vzduchu je hélia len 0,0005 %, lebo jeho ľahké atómy postupne unikajú z atmosféry do vesmíru. Na Zemi však hélium neustále vzniká v horninách. Žiarenie α, ktoré vysiela urán a tórium, je prúd jadier hélia. Jadrá si priberú elektróny a vznikne plynné hélium, ktoré sa milióny rokov hromadí v podzemných ložiskách zemného plynu. Niektoré zemné plyny ho obsahujú až 7 %.
Hélium sa vyrába zo zemného plynu. Ten sa ochladzuje, až ostatné zložky, najmä metán, skvapalnia. Hélium s najnižšou teplotou varu ostane ako plyn a oddelí sa. Najviac hélia vyrábajú Spojené štáty a Katar. Zásoby hélia v ložiskách vznikali milióny rokov, preto je hélium neobnoviteľná surovina.
Využitie hélia link
Hélium má po vodíku najmenšiu hustotu a na rozdiel od vodíka je nehorľavé. Preto sa ním plnia balóny a vzducholode, v ktorých nahradilo ľahší, ale horľavý vodík.
Kvapalné hélium slúži na chladenie na veľmi nízke teploty. Chladí napríklad supravodivé magnety, ktoré vedú elektrický prúd bez odporu len pri veľmi nízkej teplote. Takéto magnety sú v prístrojoch na vyšetrenie magnetickou rezonanciou.
Hélium sa pridáva do dýchacích zmesí pre potápačov do veľkých hĺbok. Dusík zo vzduchu totiž pri vysokom tlaku pôsobí omamne, hélium nie. Pri zváraní slúži hélium ako ochranný plyn a spolu s neónom plní hélium-neónové lasery.
Po vdýchnutí hélia znie hlas vyššie a skreslene. Hlasivky pritom kmitajú rovnako ako inokedy, zvuk sa však v héliu šíri takmer trikrát rýchlejšie ako vo vzduchu. Dutiny hrdla a úst preto zosilňujú vyššie tóny ako zvyčajne. Opačný účinok má fluorid sírový, v ktorom sa zvuk šíri pomalšie. Vdychovanie hélia nie je bezpečné, lebo vytláča z pľúc kyslík.
