Helium: Redaktələr arasındakı fərq
Silinən məzmun Əlavə edilmiş məzmun
kRedaktənin izahı yoxdur |
Məzmunun genişləndirilməsi |
||
Sətir 1:
| nömrə = 2
| işarə = He
Sətir 32:
1881-ci ildə, İtalyan fiziki Luigi Palmieri, [[Vezuvi|Vezuvi vulkanının]] son püskürməsi zamanı [[sublimasiya]] edilmiş bir materialı təhlil edərkən ilk dəfə D <sub>3</sub> spektral xətti ilə Yerdəki heliumu aşkar etdi. <ref name="Palmieri 1881">{{Cite journal|last=Palmieri|first=Luigi|title=La riga dell'Helium apparsa in una recente sublimazione vesuviana|date=1881|quote=''Raccolsi alcun tempo fa una sostanza amorfa di consistenza butirracea e di colore giallo sbiadato sublimata sull'orlo di una fumarola prossima alla bocca di eruzione. Saggiata questa sublimazione allo spettroscopio, ho ravvisato le righe del sodio e del potassio ed una lineare ben distinta che corrisponde esattamente alla D<sub>3</sub> che è quella dell'Helium. Do per ora il semplice annunzio del fatto, proponendomi di ritornare sopra questo argomento, dopo di aver sottoposta la sublimazione ad una analisi chimica.'' (I collected some time ago an amorphous substance having a buttery consistency and a faded yellow color which had sublimated on the rim of a fumarole near the mouth of the eruption. Having analyzed this sublimated substance with a spectroscope, I recognized the lines of sodium and potassium and a very distinct linear line which corresponds exactly to D<sub>3</sub>, which is that of helium. For the present, I'm making a mere announcement of the fact, proposing to return to this subject after having subjected the sublimate to a chemical analysis.)}}</ref>
[[Şəkil:Clevite sample (35321726345).jpg|left|thumb|116x116px|Klivit məhlulu]]
26 mart 1895-ci ildə Şotlandiyalı kimyaçı [[Uilyam Ramzay|ser William Ramsay]], klivit mineralını( tərkibində ən azı 10% torpaq elementi olan [[uraninit]] mineralı ) mineral [[Turşu|turşuları]] ilə reaksiyaya daxil edərək heliumu mineraldan təcrid etdi və yer üzündəki heliumu əldə etdi. Ramsay mineralda [[Arqon|argon]] axtarırdı, amma [[azot]] və [[oksigen]] [[sulfat turşusu]] ilə qazdan ayrıldıqdan sonra Günəşin spektrində müşahidə olunan D <sub>3</sub> xəttinə uyğun bir parlaq sarı xətt gördü. <ref name="enc2">{{Cite book}}</ref> <ref>{{Cite journal|title=On a Gas Showing the Spectrum of Helium, the Reputed Cause of D<sub>3</sub>, One of the Lines in the Coronal Spectrum. Preliminary Note|last=Ramsay, William|pages=65–67|date=1895}}</ref> <ref>{{Cite journal|title=Helium, a Gaseous Constituent of Certain Minerals. Part I|last=Ramsay, William|pages=81–89|date=1895}}</ref> <ref>{{Cite journal|title=Helium, a Gaseous Constituent of Certain Minerals. Part II – Density|last=Ramsay, William|pages=325–330|date=1895}}</ref> Bu nümunələr Lockyer və İngilis fiziki William Crookes helium olaraq təyin olundu. <ref>{{Cite journal|title=On the new gas obtained from uraninite. Preliminary note, part II|last=Lockyer, J. Norman|pages=67–70|date=1895}}</ref> <ref>See:</ref> Eyni ildə kimyəvi maddələr, atom ağırlığını dəqiq müəyyənləşdirmək üçün kifayət qədər qaz toplayan İsveçin [[Uppsala]] şəhərində kimyaçılar Per Teodor Cleve və Abraham Langlet tərəfindən müstəqil şəkildə ayrıldı. <ref name="nbb2">{{Cite book|author=Emsley, John|title=Nature's Building Blocks|publisher=Oxford University Press|date=2001|location=Oxford|pages=175–179|isbn=978-0-19-850341-5}}</ref> <ref>{{Cite journal|title=Das Atomgewicht des Heliums|last=Langlet, N. A.|pages=289–292|date=1895}}</ref> <ref>{{Cite book|last=Weaver, E. R.|title=Industrial & Engineering Chemistry|date=1919}}</ref> Helium, amerikalı geokimyaçı William Francis Hillebrand tərəfindən, Ramsay'ın kəşfindən əvvəl, mineral uraninit nümunəsini sınayarkən qeyri-adi spektral xətləri görəndə kəşf edilmişdi. LakinHillebrand xətləri azotla əlaqələndirmişdi.
1907-ci ildə [[Ernest Rezerford|Ernest Rutherford]] və [[ Tomas Royds|Tomas Royds]], hissəciklərin boşaldılmış bir borunun nazik, şüşə divarına nüfuz etməsini və sonra boruda boşalma yaratmağa və içərisindəki yeni qazın spektrini öyrənməyə imkan verərək [[Alfa hissəciyi|alfa hissəciklərinin]] helium [[Atomun nüvəsi|nüvələr]] olduğunu nümayiş etdirdi. <ref>{{Cite journal}}{{Dead link}}</ref> 1908-ci ildə helium ilk dəfə Hollandiyalı fizik [[Heyke Kamerlinq Onnes|Heike Kamerlingh Onnes]] tərəfindən qazı beş [[Kelvin|kelvin-]] dən az soyudaraq mayeləşdirildi. <ref>Onnes, H. Kamerlingh (1908) [https://web.archive.org/web/20180809111624/https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=uva.x002433831;view=1up;seq=309 "The liquefaction of helium,"] ''Communications from the Physical Laboratory at the University of Leiden'', '''9''' (108) : 1–23.</ref> <ref>{{Cite journal}}</ref> Temperaturu daha da azaltmaqla onu bərkitməyə çalışdı, lakin uğursuz oldu, çünki helium atmosfer təzyiqində qatılaşmırdı. Onnesin tələbəsi Willem Hendrik Keesom, 1926-cı ildə əlavə xarici təzyiq tətbiq edərək 1 sm<sup>3</sup> heliumu bərkitməyə müvəffəq oldu. <ref>See:</ref> <ref>{{Cite news}}</ref>
1938-ci ildə rus fiziki [[Pyotr Kapitsa|Pyotr Leonidoviç Kapitsa]], helium-4- in [[ Mütləq sıfır|mütləq sıfıra]] yaxın olan temperaturda demək olar ki, heç bir [[Özlülük|viskoziteye]] malik olmadığını, [[İfrat axıcılıq|artıq superflik]] fenomenini teoremini irəli sürdü. <ref>{{Cite journal|title=Viscosity of Liquid Helium below the λ-Point|author=Kapitza, P.|journal=Nature|volume=141|issue=3558|doi=10.1038/141074a0|date=1938}}</ref> Bu fenomen Bose-Eynşteyn kondensasiyası ilə əlaqədardır. 1972-ci ildə eyni fenomen [[ Helium-3|helium-3-]] də müşahidə edildi, lakin mütləq sıfıra daha yaxın olan temperaturda Amerika fizikləri [[ Duqlas D. Osheroff|Duqlas D. Osheroff]], [[ David M. Li|David M. Li]] və [[ Robert Coleman Richardson|Robert C. Richardson]] tərəfindən edildi .
=== İstehsalı və tətbiqi ===
[[Şəkil:HeTube.jpg|thumb|219x219px|[[İfrat axıcılıq]] vəziyyətində olan helium dolu boru]]
1903-cü ildə [[Kanzas|Kanzasda]] bir qazma əməliyyatından sonra yanıcı olmayan bi qaz sızması baş verir, Kanzas əyalət geoloqu [[ Erasmus Haworth|Erasmus Haworth]] sızan qazdan nümunə toplayaraq onları kimyaçı Hemmiltonun köməyi ilə Lourensdəki Kanzas Universitetinə apardı. Cady və David McFarland, qazın həcmi ilə 72% azotdan, 15% [[Metan|metandan]] (yalnız kifayət qədər oksigen ilə [[ Yanar|yanan bir]] faiz), 1% [[Hidrogen|hidrogendən]] və 12% -i bilinməyən qazdan ibarət olduğunu kəşf etdi. <ref name="nbb3">{{Cite book|author=Emsley, John|title=Nature's Building Blocks|publisher=Oxford University Press|date=2001|location=Oxford|pages=175–179|isbn=978-0-19-850341-5}}</ref> <ref>{{Cite journal|author=McFarland, D. F.|title=Composition of Gas from a Well at Dexter, Kan|volume=19|date=1903|journal=Transactions of the Kansas Academy of Science|doi=10.2307/3624173}}</ref> Əlavə təhlillərlə, Cady və McFarland qaz nümunəsinin 1.84% -nin helium olduğunu tapdı. <ref>{{Cite journal|author=Cady, H. P.|title=Helium in Natural Gas|journal=Science|volume=24|issue=611|doi=10.1126/science.24.611.344|date=1906}}</ref> Bu, Yerdəki ümumi həcminə görə az olmasına baxmayaraq, heliumun [[Böyük Düzənliklər|Amerika Böyük Düzənliklərinin]] altında [[Təbii qaz|təbii qazın əlavə]] məhsulu kimi çıxarmaq üçün çox miqdarda cəmləşdiyini göstərdi. <ref>{{Cite journal|author=Cady, H. P.|title=Helium in Kansas Natural Gas|journal=Transactions of the Kansas Academy of Science|volume=20|date=1906|doi=10.2307/3624645}}</ref>
Bu, [[Amerika Birləşmiş Ştatları|Birləşmiş Ştatlara]] dünyada heliumun aparıcı istehsalçı olmağa zəmin yaratdı. Sir Richard Threlfallın bir təklifindən sonra [[ABŞ Hərbi Donanması|Birləşmiş Ştatların Hərbi Dəniz Qüvvələri]] Birinci Dünya Müharibəsi dövründə üç kiçik eksperimental helium zavoduna sponsorluq etdi. Məqsəd baraj balonlarını hava olmayan, daha yüngül olan qazla təmin etmək idi. Əvvəllər bir kubmetrdən az qaz alınmasına baxmayaraq proqramda ümumilikdə 5.700 m<sup>3</sup> (% 200,000 kub fut) 92% helium istehsal edildi. <ref name="enc3">{{Cite book|title=The Encyclopedia of the Chemical Elements|pages=256–268|author=Hampel|location=New York|isbn=978-0-442-15598-8|date=1968|publisher=Van Nostrand Reinhold}}</ref> Bu qazın bir hissəsi dünyadakı ilk helium dolu havagəmisində istifadə edildi <ref>{{Cite book|title=Aeronautics and Astronautics: An American Chronology of Science and Technology in the Exploration of Space, 1915–1960|date=1961}}</ref> Təxminən iki il əvvəl Hərbi Dəniz Qüvvələrinin ilk ''sərt'' helium dolu hava gəmisi olan Dəniz Təyyarə Zavodunda nşa edilmiş ''USS Shenandoah'', 1923-cü ilin sentyabrında uçdu.
Birinci Dünya Müharibəsi dövründə aşağı temperaturlu qaz mayeləşdirməsindən istifadə etməklə hasilat prosesi vaxtında əhəmiyyətli olmasa da, istehsal davam etdi. Helium, ilk növbədə, havadan daha yüngül sənətkarlıqda qaldırıcı qaz kimi istifadə olunurdu. İkinci Dünya Müharibəsi dövründə qazın qaldırılması və ekranlı qövs [[Qaynaq (texnika)|qaynağı]] üçün heliuma tələbat artdı. Heliumun ilk nüvə silahı olan [[Manhetten layihəsi|Manhetten Layihəsində]] də əhəmiyyətli rol oynayırdı.
[[Amerika Birləşmiş Ştatları]] hökuməti, sülh dövründə müharibə və ticarət təyyarələri ilə hərbi [[ Hava gəmisi|gəmilər]] təmin etmək məqsədi ilə [[ Amarillo, Texas|,]] 1925-ci ildə [[Texas]] ştatının Amarillo şəhərində Milli Helium Qoruğu yaratdı. <ref name="enc4">{{Cite book|title=The Encyclopedia of the Chemical Elements|pages=256–268|author=Hampel|location=New York|isbn=978-0-442-15598-8|date=1968|publisher=Van Nostrand Reinhold}}</ref> [[ 1925-ci il Helium Qanunu|1925-ci]] ildə Helium Qanununa görə, ABŞ-ın hasilat inhisarına sahib olduğu heliumun ixracını qadağan etdikdən sonra bütün Alman drijablları kimi [[Hindenburq (dirijabl)|Hindenburg]] da hidrogen istifadə etməyə məcbur oldu. İkinci Dünya Müharibəsindən sonra helium bazarı depressiyaya uğradı, ancaq 1950-ci illərdə [[Kosmik yarış|Kosmik Yarış]] və [[Soyuq müharibə|Soyuq Müharibə]] dövründə oksigen / hidrogen [[ Roket yanacağı|raket yanacağını]] (digər istifadələr arasında) yaratmaq üçün soyuducu olaraq [[ Maye geliy|maye helium]] tədarükünü təmin etmək üçün ehtiyat genişləndirildi. 1965-ci ildə ABŞ-da Helium istifadəsi ən yüksək döyüş dövrü istehlakının səkkiz qatından çox idi.
<br />
== Xüsusiyyətlər ==
=== Atom quruluşu ===
[[Şəkil:Helio-atomas.png|thumb|95x95px|<sup>4</sup>He atomu]]
Helium, iki proton və (adətən) iki neytrondan ibarət olan nüvəyə və onun ətrafında dönən iki elektrona sahipdir. Bir energetik səviyyəsi və bu səviyyədə yerləşən iki elektron orbitalı var. Hər iki orbitalda dolduğundan helium aşağı elektromənfiliyə sahipdir və [[Nəcib qazlar|nəcib (inert) qazlar]] qrupuna daxildir. Helium neondan sonra ikinci ən az aktiv elementdir və normal təsirdə heç bir elemetlə reaksiyaya girmir.
=== Aqreqat halları ===
Heliumun nisbətən aşağı molyar (atom) kütləsi olduğundan, onun [[ İstilikkeçirmə|istilik keçiriciliyi]], [[ Xüsusi istilik|xüsusi istilik]] və qaz fazasında [[ Səsin sürəti|səs sürəti]] [[Hidrogen|hidrogendən]] başqa bütün digər qazlardan daha yüksəkdir. Bu səbəblərə və helium monatomik molekulların kiçik ölçüsünə görə, helium bərk maddələrlə havadan üç qat və hidrogendən 65 qat nisbətində [[Diffuziya|diffuziya edir]] . <ref name="enc5">{{Cite book|title=The Encyclopedia of the Chemical Elements|pages=256–268|author=Hampel|location=New York|isbn=978-0-442-15598-8|date=1968|publisher=Van Nostrand Reinhold}}</ref>
[[Şəkil:2 Helium.png|thumb|188x188px|Maye helium]]
Xaricdənkənar helium, [[plazma]] vəziyyətində olur, xassələri atom heliumundan çox fərqli olur. Bir plazmada, heliumun elektronları öz nüvəsinə bağlanmır, nəticədə qaz yalnız qismən ionlaşmış olsa belə, çox yüksək elektrik keçiriciliyi yaranır. Şarj edilmiş hissəciklər maqnit və elektrik sahələrinə yüksək təsir göstərir.
Hər hansı digər elementdən fərqli olaraq, helium normal təzyiqlərdə [[ Mütləq sıfır|mütləq sıfıra]] qədər maye olaraq qalacaq. Bu kvant mexanikasının birbaşa təsiridir: konkret olaraq, sistemin sıfır nöqtəli enerjisi donmağı təmin etmək üçün çox yüksəkdir. Qatı helium 1-1.5 °K (-272 °C) temperatur və 2,5 MPa təyziq tələb edir. Tez-tez bərk və maye heliumu ayırmaq çətindir, çünki iki aqreqat halı [[İşığın tam daxili qayıtması|refraktiv göstəricisi]] təxminən eyni olur. Qatı hal kəskin bir [[Ərimə nöqtəsi|ərimə nöqtəsinə]] malikdir və [[Kristallar|kristal]] quruluşa malikdir, lakin yüksək [[ Sıxlıq|sıxışdırıcıdır]] ; bir laboratoriyada təzyiq tətbiq etmək, həcmini 30% -dən çox azalda bilər. Təxminən 27 [[Paskal (ölçü vahidi)|MPa]] <ref>{{Cite journal}}</ref> [[ Toplu modul|həcmli modul]] ilə sudan ~ 100 qat daha sıxışdırılır. Qatı heliumun 0.214± 0,006 sıxlığı var . <ref>{{Cite journal}}</ref> Daha yüksək temperaturda, helium kifayət qədər təzyiqlə qatılaşacaqdır. Otaq temperaturunda bunun üçün 114.000 atm tələb olunur.
[[Şəkil:He-3 atom.png|thumb|85x85px|He<sup>3</sup> atomu]]
=== İzotoplar ===
Heliumun 9 bilinən izotopu vardır. Ama ən geniş yayılanlar <sup>3</sup>He və <sup>4</sup>He-dür. Yer atmosferində bir <sup>3</sup>He atomu bir milyon <sup>4</sup>He atomuna uyğun gəlir. Ən geniş yayılmış izotop olan helium-4 yer üzündə daha ağır radioaktiv elementlərin [[Alfa dağılması|alfa parçalanması]] ilə istehsal olunur; ortaya çıxan alfa hissəcikləri tam ionlaşmış helium-4 nüvələridir. Helium-4 qeyri-adi bir [[Atom nüvəsi|nüvədir]], çünki onun [[Atom nüvəsi|nüvəsi]] tam qabıqlara yerləşdirilmişdir . Big Bang nukleosintezi zamanı da çox miqdarda əmələ gəlmişdir.
[[Şəkil:He-4 atom.png|thumb|85x85px|He<sup>4</sup> atomu]]
Helium-3 Yerdə yalnız iz miqdarında mövcuddur. Bəzi hissəsi Yerin yaranmasından bəri mövcuddur, baxmayaraq ki, bəziləri [[Kosmik toz|kosmik tozlar]] vasitəsilə yerə gəlir. Bir qismi [[ Tritium|tritiumun]] beta çürüməsi ilə də istehsal olunur. Helium-3 nüvə birləşməsinin məhsulu kimi ulduzlarda daha çoxdur.
Maye helium-4, 1 K-lik bir temperaturda buxarlandırıcı soyutma istifadə edərək təxminən 1 kelvine qədər soyudula bilər. Daha az qaynama nöqtəsi olan helium-3-in oxşar soyutması təxminən 0.2 K qədər çata bilər.
<br />
== Birləşmələr ==
[[Şəkil:Helium-hydride-cation-3D-balls.png|left|thumb|122x122px]]
Helium sıfır bir [[Valentlik|valentliliyə]] malikdir və bütün normal şəraitdə kimyəvi cəhətdən təsirsizdir. <ref name="enc7">{{Cite book|title=The Encyclopedia of the Chemical Elements|pages=256–268|author=Hampel|location=New York|isbn=978-0-442-15598-8|date=1968|publisher=Van Nostrand Reinhold}}</ref>İonlaşmayan bir elektrik izolyatorudur. Helium, bir parıltı axıdılmasına məruz qaldıqda, elektron bombardmanına məruz qaldıqda və ya digər üsullarla plazmaya düşdükdə [[volfram]], [[yod]], [[flüor]], [[kükürd]] və [[fosfor]] olan eksimerlər kimi tanınan qeyri-sabit birləşmələr yarada bilər. HeNe, HgHe<sup>10</sup> və WHe<sup>2</sup> molekulyar birləşmələri bu şəkildə yaradılmışdır.
== İstinadlar ==
| |||