Geliy: xususiyatlari, xususiyatlari, dastur

Geliy - davriy jadval guruhi 18 inert gaz. Bu vodorod keyin ikkinchi eng engil element hisoblanadi. Geliy - rang, hid va ta'mga holda gaz -268,9 ° C haroratda suyuq bo'ladi moddadan va uning muzlash nuqtasi boshqa har qanday ma'lum moddalar nisbatan ancha past. Bu normal atmosfera bosimi sovutish bilan kuchlantirish emas faqat element hisoblanadi. U 1-K haroratda, 25 muhitlarga bo'lishi kerak qattiq ko'chib

kashfiyot tarixi

Geliy quyosh atrofidagi gaz atmosferasida topilgan, 1868 yilda bir tutilishi paytida quyosh xromosfera spektriga bir yorqin sariq chiziq fransuz astronom Per Zhansenom topdi, deb. Dastlab bu yo'l element natriy ifodalaydi, deb taxmin qilingan. Xuddi shu yili, ingliz astronomi Dzhozef Norman Lockyer ma'lum natriy liniyalari mos emas edi, quyosh spektrida, bir sariq chiziq kuzatilgan ₁ D va D _2, va shuning uchun u haqda bir chiziq D _{3 ataladi.} Lockyer u Yerda Sun noma'lum bir moddaning sabab bo'lgan, degan xulosaga. U va yunon nomini "Gelios" intilmoqda yordamida nom elementda kimyogar Edward Frankland

1895-yilda, Britaniya kimyogar Ser Uilyam Ramzay Yerda geliy mavjudligini isbotladi. U namuna cleveite uran minerallar, qabul qilingan va isitish paytida tashkil topgan gazlar o'rganib keyin, u spektrida yorqin sariq chiziq quyosh spektrida kuzatilgan yo'l D _3, to'g'ri, deb topiladi. Shunday qilib, yangi element nihoyat o'rnatildi. 1903-yilda Ramsay va Frederick Soddy geliy radioaktiv moddalar o'z-o'zidan parchalanishi mahsulotidir deb topildi.

tabiatda tarqalishi

geliy ommaviy koinotning umumiy massasi taxminan 23% bo'lib, element kosmosda eng ikkinchi keng tarqalgan. Bu vodorod natijasida erish iborat yulduzlar, faollashdi. Yer atmosferasida bo'lsa-da, geliy. 200 ming boshiga 1 qismi bilan xamda (5 ppm) va kichik miqdorda radioaktiv mineral, meteorik temir, shuningdek mineral buloqlar, ayniqsa Texasda, Yangi United States (topilgan element katta miqdori mavjud Mexiko tabiiy gaz tarkibiy qismi sifatida (7,6% uchun, Kanzas, Oklaxoma, Utah, va Arizona)). Kichik va uning zaxiralari Avstraliya, Jazoir, Polsha, Qatar va Rossiyada topilgan. qobiq geliy kontsentratsiyasi faqat taxminan 8 ppb hisoblanadi.

izotoplar

Geliy atomi har bir asosiy boshqa elementlari bilan, deb, u izotopi mavjud, ikki proton mavjud, lekin. Ular bir olti neytron o'z ichiga oladi, shuning uchun, ularning ommaviy raqamlari uch yildan sakkiz ko'lamli. Bu barqaror kimning vazn geliy atom raqami 3 ⁽³ U) va 4 ⁽⁴ U) bilan belgilanadi elementlardir. tez Boshqa barcha radioaktiv va boshqa moddalarni ichiga chirimaydi. Yer geliy sayyoramizning original qismi emas, bu radioaktiv parchalanish natijasida hosil bo'lgan. radioaktiv og'ir moddalar yadrosi tomonidan emissiya Alfa zarrachalar ⁴ U yadro izotopi etiladi. Yer tortishish kuchi asta kosmosga sizib chiqayotgan uni oldini olish uchun etarli emas, chunki geliy, atmosferaga katta miqdorda yig'ilib emas. dunyoda ³ U izlari salbiy beta parchalanish vodorod nodir-3 elementi (tritiy) bayon qilingan. ⁴ U barqaror izotop eng keng tarqalgan: u ⁴ nisbati U 700 ming 1 atmosferaga va taxminan 7 million 1 ayrim geliy-boy mineral hisoblanadi ³ tomon atomlar ..

geliy fizik xususiyatlari

Ushbu moddaning erish va tiklanish nuqtasi past. Shuning uchun, geliy ekstremal sharoitlarda tashqari bir gaz mavjud. U gaz kamroq boshqa har qanday gaz ko'ra suvda eritiladi va mustahkam tanasi orqali diffuziya tezligi havo nisbatan uch barobar ko'p. eng yaqin Uning sinishi indeksi 1 yondashuvlar.

geliy issiqlik o'tkazuvchanlik faqat vodorod issiqlik o'tkazuvchanlik, muayyan issiqlik va uning juda yuqori ikkinchi hisoblanadi. oddiy haroratda u kengaytirish davomida isitiladi, va K 40 quyida - qotdi. Shuning uchun, t <40 K geliy kengaytirish bilan bir suyuqlik aylanadi mumkin.

ionlashgan holatda bo'lmasa Element, bir izolator hisoblanadi. Boshqa ezgu gazlar kabi, geliy bir kuchlanish dissotsilanish salohiyati past bo'lgan vaqtda u elektr zaryadga tomonidan iyonize bo'lishi uchun ruxsat metastabil energiya darajasi bor.

Geliy-4 ikki suyuq shakllari bor, deb ham noyob hisoblanadi. Usual deb nomlangan geliy I va 4.21 K tiklanish nuqtasi tortib haroratda mavjud (-268,9 ° C) haqida 2,18 K (-271 ° C). 2,18 K ⁴ Quyi issiqlik o'tkazuvchanlik U mis ko'ra 1000 marta katta bo'ladi. Bu shakl oddiy ajratish uchun, geliy II deyiladi. Bu supersuyuqlik berdi: yopishqoqligi u o'lchanadi mumkin emas, shuning uchun past bo'ladi. Geliy II manfaatdor har qanday modda yuzasida yupqa film kirib tarqaladi va bu film ham gravitatsiya qarshi ishqalanish holda oqib.

Kam mo'l geliy-3, supersuyuqlik ikki bo'lgan uch xil suyuqlik bosqichlarini, hosil qiladi. U sovet fizik tomonidan kashf etilgan ⁴ Superfluidity Pyotrning Leonidovich Kapitsey o'rtalarida 1930, va U ilk bor 1972 yilda Qo'shma Shtatlar Duglas D. Osheroff, David M. Li va Robert S Richardson bilan farq qilingan ³ Shu hodisa.

ikki izotop geliy-3 suyuq aralashmasi va -4 0,8 K (-272.4 ° C) past haroratlarda ikki qatlamdan bo'linadi - ^3, asosan, sof U va geliy-3 6% bilan ⁴ U aralashmasi. ³ U tarqatib yuborish ⁴ U (° C -273,14) geliy harorat ostida 0,01 K bo'lgan Kriyostat tuzilmalari ishlatiladi sovutish ta'siri bilan birga va bir necha kun davomida saqlab.

ulanish

normal sharoitda, geliy kimyoviy inert bo'ladi. haddan tashqari normal harorat va bosim ko'rsatkichlari barqaror emas, bir aralashma elementi yaratishingiz mumkin. elektr glow zaryadsizlashga yoki plazma holatida elektron bombardimon tomonidan bo'ysundirib Misol uchun, geliy, yod, volfram, ftor, fosfor va oltingugurt bilan birikmalar hosil qilishi mumkin. Shunday qilib, HeNe, HgHe _10, Whe ₂ va molekulyar ionlar U ₂ ⁺ ₂ emas ^++, heh ⁺ va Hed ^{+ yaratilgan.} Bu usul ham bir neytral molekula U ₂ va HgHe bo'ldi.

plazma

Koinotdagi, va'damiz ustidan kimning xususiyatlari molekulyar dan sezilarli farq ionlashgan geliy, tarqatildi. elektronlar va protonlar bilan bog'liq emas edi, va u ham qisman iyonize davlat juda yuqori elektr o'tkazuvchanligi mavjud. zaryadlangan zarralar yuqori magnit va elektr maydonlariga ta'sir ko'rsatadi. Misol uchun, geliy ionlari bilan quyosh shamol Aurora borealis sabab, ionlashgan vodorod magnitosfera erning bilan o'zaro.

AQShda konlarini kashfiyot

Dexter, Kansas 1903 burg'ulash so'ng, non-Yonuvchan gaz olingan. Dastlab, u geliy o'z ichiga ma'lum emas edi. topilgan Qaysi gaz, uning namunalari va kimyogar mushuklar Gamiltona va David McFarland orqali Kansas universiteti to'plagan aniqlangan davlat Erasmus Haworth geolog, u 72% azot, 15% metan, 1% vodorod o'z ichiga oladi va 12% aniqlandi, balki qildi. keyingi tahlil o'tkazgandan so'ng, tadqiqotchilar geliy namunasi deb 1,84% topildi. Shunday qilib, biz bu kimyoviy element u tabiiy gaz qazib mumkin Buyuk tekisligida, tubida katta miqdorda mavjud ekanligini bilaman.

sanoat ishlab chiqarish

Bu Amerika Qo'shma Shtatlari geliy rahbarining dunyodagi ishlab chiqarish qildi. Ser Richard Threlfall tomonidan taklifiga, AQSh floti to'siq sharlar engil non-Yonuvchan ko'tarish gaz ta'minlash uchun birinchi jahon urushi paytida, bu modda ishlab chiqarish uchun uchta kichik uchuvchi muhitini moliyalashtiriladigan. Bu gaz faqat kamida 100 litr olingan bo'lsa-da, bu dasturga muvofiq, 5700 m ³ 92 foiz U jami ishlab chiqarilgan edi. bu miqdor bir qismi dunyodagi birinchi geliy zeplin foydalanilgan AQSh floti Hampton yo'llari, uning birinchi safarini amalga C-7, (Virginia) Bolling Field (Vashington, DC) 7 dekabr, 1921.

O'sha paytda, past harorat suyuq gaz jarayoni etarlicha Birinchi jahon urushi paytida muhim bo'lishi ishlab emas edi-da, ishlab chiqarish davom etdi. Geliy odatda samolyotda bir lift gaz sifatida ishlatiladi. Bu himoyalanmagan boshq manbai bilan foydalanilgan bo'lsa, buning uchun talab Ikkinchi jahon urushi paytida oshdi. element, shuningdek, atom bombasi "Manxetten" yaratilishida muhim ahamiyatga ega.

AQSh Milliy zaxira

1925-yilda, Amerika Qo'shma Shtatlari hukumati urush va tinchlik davrida tijorat Airships davrida harbiy Airships ta'minlash uchun, Amarillo Texas geliy Milliy zaxirasini yaratdi. gaz foydalanish Ikkinchi jahon keyin tushib ketdi, lekin aksiyadorlik boshqa narsalar orasida, u kosmik irq va Sovuq urush davrida kislorod-vodorod asosiy omili ishlab chiqarishda ishlatiladi bir soğutucu sifatida yetkazib, taqdim etish uchun 1950 yilda ko'paygan edi. 1965 yilda Qo'shma Shtatlarda geliy foydalanish, urush tepalik iste'mol sakkiz baravar yuqori.

geliy 1960 Mining byurosi Streak 5 xususiy kompaniyalari to'g'risidagi qonun qabul qilingandan keyin, tabiiy gazdan elementi chiqarib olish. Bu dastur Amarillo Texas yaqin hukumat qisman yaroqsiz gaz sohasida bu o'simliklar ulanish uchun 425-km quvuri qurildi. Geliy-azot aralashmasi osti saqlash ichiga shimib, va unda hech qanday ehtiyoj bor qadar qoldi.

1995-yili, aktsiyalarning hajmi milliard kub metr yig'ilgan edi undan chiqib o'zgarishlar 1996 yilda AQSh Kongressida so'ralsa 1,4 milliard dollar milliy qo'riqxonasi, qarz esa. Tabiiy resurslar geliy vazirligi xususiylashtirish to'g'risidagi qonun 1996 yilda qabul quyidagi 2005 yilda bir tugatish do'kon ishga tushirildi.

Toza va ishlab chiqarish

1945 yil taxminan 98% bir poklik bor qadar geliy ishlab chiqarilgan, boshqalari 2% Airships uchun etarli bo'lgan azot edi. 1945-yilda, u boshq manbai foydalanish uchun gaz 99,9 foizga oz miqdorda ishlab chiqarilgan. 1949 yilga kelib, natijada element sofligi 99,995% tashkil etdi.

Ko'p yillar davomida Amerika Qo'shma Shtatlari dunyodagi tijorat geliy 90% dan ortiq ishlab chiqarilgan. Rossiya va Polshada - 2004 yildan boshlab, har yili 140 million, Qo'shma Shtatlar, 10% Jazoir amalga oshirildi sodir 85% qaysi m ^3, va qolgan ishlab chiqildi. Dunyodagi geliy asosiy manbalari Texas, Oklaxoma va Kanzas tabiiy gaz konlari bor.

olish uchun jarayon

Geliy (sofligi 98,2%) past haroratlarda boshqa komponentlarining va yuqori bosim tabiiy gaz sıvılaşma qutqarildi. Boshqa gazlar yutish uglerod 99,995% pokligi erishish mumkin faollashtirilgan qotdi. geliy bir kichik miqdori katta miqyosda havo sıvılaşma davomida ishlab chiqarilgan. havo 900 tonna haqida 3.17 kub metr olishingiz mumkin. m gaz.

qo'llash maydonlar

Noble gaz turli sohalarda qo'llaniladi.

• xususiyatlari juda past harorat olish uchun imkon beradi geliy, shuningdek raketa kislorod va vodorod sıvılaşma "Apollon" uchun, LHC, MRI süperiletken magnit vositalari va yadro magnit rezonansi spektrometrlar, sun'iy yo'ldosh uskunalari bir sovutish agenti sifatida ishlatiladi.
• alyuminiy va boshqalar manba inert gaz. yarimo'tkazgichlar va optik tolalar ishlab chiqarishda metallar.
• vodorod suyuq qoladi qachon .. raketa dvigatellari, yoqilg'i baklari bosim yaratish uchun, ayniqsa, faqat geliy gazi uchun t, suyuq vodorod faoliyat o'sha) Umumlashtirish uning holatini saqlab;
• U-Ne gaz lazer supermarketlar kassa haqida shtrix ko'rish uchun ishlatiladi.
• Geliy-ion mikroskop Agar elektron ko'ra eng yaxshi tasvirni olish imkonini beradi.
• Tufayli ezgu gaz yuqori o'tkazuvchanligi uchun avtomobil konditsioner tizimlari, masalan, qochqinlarni sinab, shuningdek tez to'ldirish kabi to'qnashuvi ustiga havo yostig'i uchun ishlatiladi.
• Past zichlikdagi geliy bilan to'ldirilgan manzarali koptoklar beradi. inert gaz Airships va sharlar bilan portlovchi vodorod gaz almashinadi. Misol uchun, meteorologiya, geliy balon o'lchash asboblari ko'tarib uchun ishlatiladi.
• kriogen sovutish suyuqligi minimal suyuq holatda kimyoviy elementning harorati beri, ishlatiladi.
• xususiyatlari kislorod bilan aralashmasi past reaktivlik va suv piksellar (va qon), subduktsiya nafas formülasyonlarında ariza va kesson ish tutib topdi, uni ta'minlash geliy.
• Meteoritlarning va qoyalar ularning yoshga aniqlash uchun, bu element tarkibi uchun tahlil qilinadi.

Geliy: elementning xususiyatlari

quyidagicha U asosiy jismoniy xususiyatlari quyidagilardir:

• Atom raqami: 2.
• Geliy atomi nisbiy massasi: 4,0026.
• Erish: hech.
• Qaynash nuqtasi: -268,9 ° S
• Zichlik (1 atm, 0 ° C): 0,1785 g / n.
• Oksidlanish davlat 0.