Гелий

Распространенность Гелия

Что касается распространенности гелия, то тут можно отметить что по его количеству во вселенной он занимает почетное второе место. Его опережает только Водород.  Распространенность Гелия на Земле оценивается в 5.2*10-4% от общего объема. Так же относительно невелика его распространенность в земной коре. Это объясняется тем, что такие радиоактивные элементы как самарий, торий и уран при распаде выделяют гелий.  Не смотря на то, что он постоянно улетучивается в космос, запасы этого газа пополняют радиоактивные элементы и минералы. Именно поэтому его объем на Земле относительно постоянный.

По неточным подсчетам в земной коре в год образуется около 3000 кубов гелия. Очень большой процент от общего количества гелия находится в месторождениях природного газа. По состоянию на 2011 год было заявлено, что общее число гелия на Земле составляет 40 миллиардов кубометров. Большая часть этих запасов приходится на Африку. Это место называется газоконденсатное месторождение «Южный Парс» или «Северный Купол». Месторождение открыто в 1871 году и принадлежит двум странам Ирану и Катару. В России также присутствуют залежи гелия в Ковыктинском и Чаяндинском месторождении.

Читайте: Бруцеллез как заразная инфекция людей и животных

Что такое гелий

Гелий — это элемент с атомным номером 2 и газообразное вещество. Химический символ гелия — Он. Электронная конфигурация гелия 1с2, Атомный символ гелия 4₂Он. Атом гелия состоит из 2 протонов и 2 нейтронов в ядре вместе с 2 электронами в его 1-й орбитали. Следовательно, атомная масса гелия составляет 4,002602 а.е.м. При комнатной температуре и давлении гелий является бесцветным газом без запаха. Гелий считается вторым по распространенности элементом во вселенной. Он существует как одноатомный газ.

Рисунок 1: Химическая структура атома гелия

Температура плавления гелия составляет около -272,2оС, что является очень низким значением. Точка кипения гелия дана как -268оC. Это делает его газом для более широкого диапазона температур. В периодической таблице элементов гелий классифицируется как блочный элемент s, но размещается в правом боковом углу таблицы. Это потому, что гелий является инертным газом, который не будет подвергаться химическим реакциям. Это также неметаллический.

Поскольку гелий является благородным газом, он показывает только нулевую степень окисления. Существует два известных изотопа гелия. Они есть 3Он изотоп и 4Он изотоп. 4Он является наиболее распространенной формой среди них, и его численность составляет 99%. Оба эти изотопа стабильны, и радиоактивного распада не наблюдается. Однако есть и другие изотопы. Они нестабильны и радиоактивны.

Гелий широко используется в воздушных шарах. Кроме того, гелий используется для обеспечения контролируемой атмосферы для многих реакций синтеза (таких как синтез кристаллов кремния) благодаря его высокой инертности. Он также используется в качестве инертного экрана для дуговой сварки

Гелий можно преобразовать в жидкую форму, которая известна как жидкий гелий и используется в качестве важного криогенного материала

9. Применение

Уникальные свойства гелия широко используются в промышленности и народном хозяйстве:

• в металлургии в качестве защитного инертного газа для выплавки чистых металлов
• в пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E939, в качестве пропеллента и упаковочного газа
• используется в качестве хладагента для получения сверхнизких температур (в частности, для перевода металлов в сверхпроводящее состояние)
• для наполнения воздухоплавающих судов (дирижабли)
• в дыхательных смесях для глубоководного погружения (см. Баллон для дайвинга)
• для наполнения воздушных шариков и оболочек метеорологических зондов
• для заполнения газоразрядных трубок
• в качестве теплоносителя в некоторых типах ядерных реакторов
• в качестве носителя в газовой хроматографии
• для поиска утечек в трубопроводах и котлах (см. Гелиевый течеискатель)
• как компонент рабочего тела в гелий-неоновых лазерах
• нуклид 3He активно используется в технике нейтронного рассеяния в качестве поляризатора и наполнителя для позиционно-чувствительных нейтронных детекторов
• нуклид 3He является перспективным топливом для термоядерной энергетики
• для изменения тембра голосовых связок (эффект повышенной тональности голоса) за счет различия плотности обычной воздушной смеси и гелия (аналогично гексафториду серы)

9.1. В геологии

Гелий — удобный индикатор для геологов. При помощи гелиевой съёмки можно определять на поверхности Земли расположение глубинных разломов. Гелий, как продукт распада радиоактивных элементов, насыщающих верхний слой земной коры, просачивается по трещинам, поднимается в атмосферу, а затем в космическое пространство. Такие трещины и особенно места их пересечения, обладают высокими концентрациями гелия. Это явление было впервые установлено советским геофизиком И. Н. Яницким во время поисков урановых руд и признано как научное открытие в следующей формулировке: «Экспериментально установлена неизвестная ранее закономерность, заключающаяся в том, что распределение аномальных (повышенных) концентраций свободного подвижного гелия зависит от глубинных, в том числе рудоносных, разломов земной коры». Эта закономерность используется для исследования глубинного строения Земли и поиска руд цветных и редких металлов.

Применение изотопа гелий-3

Данный изотоп, в отличие от своего тяжелого собрата гелия-4 обладает совсем другими физическими характеристиками. В их число входит иная атомная масса, температура кипения, удельная теплота испарения и плотность в жидком состоянии. В результате чего гелий-3 высоко ценится в научных и промышленных кругах и имеет несколько направлений для применения:

• Криогеника. Растворение жидкого изотопа гелий-3 в более тяжелом гелие-4 позволяет получить сверхнизкие температуры, около 0,02 Кельвина. На основе этого процесса существует ряд криогенных устройств, таких как рефрижераторы растворения. Последние используются в различных низкотемпературных физических экспериментах, и не только в области криогеники.
• Медицина. Для получения изображения человеческих легких используется рентген или магнитно-резонансная томография (МРТ). Оба эти способа открыты довольно давно, и качество получаемых снимков легких оставляет желать лучшего. В надежде шагнуть дальше, американскими учеными была изобретена ядерная МРТ с использованием намагниченного газа ксенона-129. Позже было обнаружено, что в отличие от ксенона-129, гелий-3 является безвредным для человека, позволяет получать снимки, разрешение которых в сотни раз лучше. Кроме того гелий-3 не требует дорогостоящего обогащения и дорогих мощных томографов.

Аппараты МРТ известны всем как современный способ диагностики

Ядерная физика. Гелий-3 имеет высокое сечение поглощения нейтронов, поэтому является основным из нескольких возможных газовых наполнителей для счетчиков (детекторов), регистрирующих нейтроны в различных физических экспериментах. Также подобные счетчики могут использоваться для обнаружения запасов плутония, что позволит ужесточить защитные меры против транспортировки топлива для ядерного оружия.

Требования и нормы к физико-химическим показателям гелия газообразного

Гелий газообразный (сжатый) очищенный ТУ 51-940-80 или ТУ 0271-135-31323949-2005 с изм.1

Наименование	гелий технический (ТУ 0271-005-45905715-06)	гелий очищенный (ТУ 0271-135-31323949-2005, изм.1 или ТУ 51-940-80)
марка «Б»	марка «А»
He, % не менее*	99,8	99,990	99,995
H2, % не более	0,06	0,0025	0,0001
N2, % не более	0,12	0,0020	0,0005
O2+Ar,% не более			0,0001
O2,% не более	0,005**	0,0005***
Ar,% не более	0,002**	0,0001***
СО2 и СО, % не более	не нормируется	0,0010	0,0002
Углеводородов, % не более	не нормируется	0,0005	0,0001
Ne, % не более	не нормируется	0,0090	0,0040
Водяных паров , % не более	0,004	0,0020	0,0005

*Объемная доля гелия дана в пересчете на сухое вещество

**Или суммарная объемная доля кислорода + аргона, не более 0,007%

***Или суммарная объемная доля кислорода + аргона, не более 0,0006%

Гелий газообразный высокой чистоты ТУ 0271-001-45905715-02 с изм.1

Наименование	марка «50»	марка «55»	марка «60»	марка «70»
He, % не менее*	99,999	99,9995	99,9999	99,99999
Ne, % не более	0,0005	0,0001	0,000015	0,000001
O2+Ar,% не более	0,0001	0,00005	0,000015	0,000001
N2, % не более	0,0002	0,0002	0,000045	0,000005
H2, % не более	0,00005	0,00003	0,000005	0,0000001
СО2 и СО, % не более	0,0001	0,00005	0,00001	0,0000001
Метана (СH4), % не более	0,00005	0,00002	0,00001	0,0000001
Водяных паров , % не более	0,0005	0,0003	0,0002	0,0001

*Объемная доля гелия дана в пересчете на сухое вещество

Гелий газообразный перевозят в стальных баллонах (ГОСТ 949-73) коричневого цвета, с вентилями КВБ-53М или аналогичными, и специализированных контейнерах, предназначенных для перевозки гелия, всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозок грузов, действующими на данном виде транспорта.

Жидкий гелий перевозят в специальных транспортных сосудах типа СТГ-25 и СТГ-40 светло-серого цвета объемом 25 и 40 литров соответственно. Сосуды с жидким гелием должны транспортироваться и храниться в вертикальном положении. Могут перевозиться железнодорожным, автомобильным и другими видами транспорта в соответствии с правилами перевозок грузов, действующими на данном виде транспорта.

Структура и электронная конфигурация

Гелий, как и все газы, наблюдаемые в макроуровне, занимает объем емкостей, в которых он хранится, поэтому имеет неопределенную форму.Однако, когда температура падает и начинает охлаждаться ниже -269 ºC, газ конденсируется в бесцветную жидкость; гелий I, первая из двух жидких фаз этого элемента.

Причина, по которой гелий конденсируется при такой низкой температуре, связана с низкими силами рассеяния, которые удерживают его атомы вместе; независимо от рассматриваемой фазы. Это можно объяснить его электронной конфигурацией:

1 с2

В котором два электрона занимают атомную орбиталь 1s. Атом гелия можно представить как почти идеальную сферу, однородная электронная периферия которой вряд ли будет поляризована эффективным ядерным зарядом двух протонов в ядре.

Таким образом, спонтанные и индуцированные дипольные моменты редки и очень слабы; поэтому температура должна приближаться к абсолютному нулю, чтобы атомы He сближались достаточно медленно и достигали того, чтобы их дисперсионные силы определяли жидкость; а еще лучше кристалл гелия.

Использование сжатого гелия

Сжатый гелий используется в следующих случаях:

• Сжатый гелий используется в качестве регенерации подводного дыхательного газа (до глубины 300 метров).
• Сжатый гелий также используется для обнаружения утечек в промышленности.
• Сжатый гелий также применяется в процессе дуговой сварки.
• Сжатый гелий используется в исследовательских и праздничных воздушных шарах.

Заключение

Гелий представляет собой бесцветный легковоспламеняющийся одноатомный газ без запаха с атомным номером 2 и молярной массой 4.002602 а.е.м. Размещается в периоде-1 и 2nd периоды в периодической таблице. Он имеет самую низкую температуру кипения (4.22 К), а также температуру плавления (0.95 К) среди всех элементов, существующих на Земле.

Подробнее о следующем:

Самарий СвойстваИспользование таллияИспользование серебраИспользование оксида алюминияИспользование метанолаИспользование сероводородаИспользование монофторида хлораВисмут используетКриптон используетИспользование ацетонаИспользование тулияИспользование диазометанаИспользование фторида алюминияСерная кислота ИспользованиеИспользование глицеринаЙодная кислота используетИспользование тетрахлорида германияИспользование перхлората калияИспользование танталаИспользование гидразинаИспользование сульфата натрияИспользование сульфида натрияИспользование бромида ртути

Использование тербияИспользование теллураИспользование бензойной кислотыИспользование фосфора Использование серной кислотыИспользование оловаИспользование магнияИспользование титанаИспользование марганцаИспользование хлористого водородаИспользование фтораИспользование гексанаИспользование дииодметанаИспользование гидрида галлияИспользование трихлорфторметанаИспользование бромида кальцияИспользование сульфида кальцияИспользование метанаГольмий используетСамарий используетЙод используетИспользование сульфида барияИспользование прометияИспользование гипохлорита натрия

Использование индияИспользование гелияБромид тетрауглерода ИспользованиеИспользование карбоната барияБоран используетИспользование кротонового альдегидаИспользование америцияИспользование празеодимаИспользование неодимаИспользование платиныИспользование карбоната натрияКюриум используетИспользование фторида кальцияИспользование технецияИспользование хлорида барияИспользование сульфида железаЭйнштейний используетИспользование цирконияИспользование полонияИспользование торияДиоксид хлора ИспользованиеИспользование сульфита натрияИспользование радия

Использование железаИспользование гафнияКсенон используетИспользование кремнияИспользование метиламинаИспользование оксида хромаИспользование тетрафторида углеродаИспользование рутенияИспользование ацетонаИспользование цианогенхлоридаИспользование хлорноватистой кислотыИспользование медиИспользование нитрида бораИспользование дихлордифторметанаИспользование карбоновой кислотыИспользование уранаИспользование диспрозияИспользование фторида литияИспользование плутонияИспользование йодида магнияИспользование бромида магнияИспользование цинкаИспользование гидрозоевой кислоты

Использование никеляИспользование калияСкандий используетИспользование уксусной кислотыИспользование ренияИспользование гидрида магнияИспользование аргонаИспользование кадмияИспользование хлористого водородаИспользование европияСульфид калия ИспользованиеИспользование сульфида алюминияИспользование карбонилсульфидаВанадий используетИспользование хлорида ртутиИспользование нитрида барияОксид натрия используетИспользование фторида магнияИспользование иттрияИспользование дифторида криптонаИспользование галлияИспользование трифторида хлора

Распространенность гелия-3

В Солнечной системе наибольший запас гелия-3 имеется в недрах газовых гигантов, таких как Юпитер или Сатурн. Однако, в отличие от звезд, постоянно вырабатывающих данный изотоп, близкие к нам планеты-гиганты получили его на этапе своего формирования, и теперь лишь хранят запасы гелия-3 в своих слоях.

Баллон с гелием-3

На Земле этот изотоп распространен в мизерных объемах, примерно в 7300 раз меньше, чем гелий-4. Масса гелия-3 в земной атмосфере оценивается всего в 35 000 тонн, в то время как полная масса атмосферы  5,2×1015 тонн. Постепенно данный изотоп улетучивается в космос, однако его небольшой запас находится в недрах нашей планеты и в малом количестве выходит наружу из различных ущелий в земной коре и вместе с извержениями вулканов, что позволяет восполнить его объем в атмосфере.

Основные производители

Большая часть мировых запасов гелия сосредоточена в России и США.

Крупные месторождения гелиеносных газов есть в Республике Саха (Якутии), Астраханской, Оренбургской областях.

Экономическая ситуация развивается так, что в настоящее время товарный гелий производит единственное предприятие — завод «Газпром добыча Оренбург», дочерняя компания энергетической корпорации «Газпром».

Из 16 ведущих мировых заводов-изготовителей 13 находятся на территории США. В стране есть даже памятник гелию!

Крупнейшие — на месторождениях Хьюготон (штат Техас) и Райли Ридж (штат Вайоминг).

25% мирового гелия производит Катар (нефтегазовый гигант Qatar Petroleum), но блокада государства Саудовской Аравией сделала поставки невозможными.

Небольшие заводы по производству гелия есть во Франции, Китае, Австралии, Нидерландах.

Ученые уверены: уникальные свойства гелия найдут применение в технологиях будущего. Уже сейчас появилась новая наука — гелиеметрия. Она изучает процессы проникновения инертного газа через различные сферы. Практическое применение исследования нашли в геологии: на основе полученных данных была составлена тектоническая карта поверхности Земли. Это помогает определять глубинные разломы, обнаруживать залежи ценных руд.

Водород

Оказывается этот химический элемент самый лёгкий в мире. Кроме того, его одноатомная форма составляет примерно 87% всего состава вселенной. Помимо того, он содержится в большинстве молекулярных соединений. Даже в воде, или, к примеру, он является частью органических веществ

Вдобавок водород выступает особенно важной составляющей частью кислотно-основных реакций

Этот распространённый элемент растворим в большинстве металлах. Что интересно, водород не обладает запахом, цветом и вкусом.

Водород

В процессе изучения, учёные назвали водород горючим газом.Как только не определяли его. Например, он носил имя: рождающий воду, а затем водотворное вещество.Лишь в 1824 году ему присвоили название водород.

Во Вселенной водород входит в состав 88,6% всех атомов. Остальное в большем количестве составляет гелий. И лишь малая часть это прочие элементы.Звёзды и другие газы также в основном содержат данный распространённый элемент. Кстати, опять же он может присутствовать в виде плазмы. А в космическом пространстве он представлен в виде молекул, атомов и ионов.

Водород способен формировать молекулярные облака.

Молекулярное облако Ориона

Характеристика водорода

Это уникальный элемент, так как не имеет нейтронов. Он содержит лишь один протон и электрон. Как указывалось, это самый лёгкий газ. Чем меньше масса молекул, тем выше их скорость. На это не влияет даже температура.

Помимо всего прочего, он хорошо растворим в металлах, что влияет на его способность диффундировать через них. Иногда процесс приводит к разрушению. К примеру, взаимодействие водорода и углерода. В этом случае происходит декарбонизация.

Появление водорода

Возник во Вселенной после Большого взрыва, как и все химические элементы. Согласно общепринятой теории, в первые микросекунды после взрыва температура вселенной была выше 100 млрд градусов. При этом образовалась связь трёх кварков, что создало протон. Затем возникло ядро атома водорода. В процессе расширения температура упала, и кварки образовали протоны и нейтроны. Так, появился водород.

Связь трёх кварков

Биологическая роль

Гелий, насколько это известно, не несёт какой-либо биологической функции.

Физиологическое действие

• Хотя инертные газы обладают наркозным действием, это воздействие у гелия и неона при атмосферном давлении не проявляется, в то время как при повышении давления раньше возникают симптомы «нервного синдрома высокого давления» (НСВД).
• Содержание гелия в высоких концентрациях во вдыхаемом воздухе может вызвать головокружение, тошноту, рвоту, потерю сознания и смерть от асфиксии (в результате кислородного голодания). Аналогичный эффект часто оказывает единоразовый вдох чистого гелия, например, из шарика с гелием. Как и при вдыхании других инертных газов, ввиду отсутствия вкуса и запаха часто происходит неожиданная потеря сознания при вдохе больших концентраций.
• При вдыхании гелия тембр голоса становится тонким, похожим на кряканье утки. Более высокая, чем в воздухе, скорость звука в гелии при прочих равных условиях (например, температуре) увеличивает значение частоты резонанса голосового тракта (как ёмкости, наполненной газом).

История открытия гелия

Впервые гелий был обнаружен во время солнечного затмения 1868 г. астрономы впервые применили спектроскопию для исследования атмосферы Солнца.

24 октября 1868 г. Французская академия наук получила два сообщения — от Пьера Жюль Сезара Жансена (Pierre Jules Cesar Janssen) из Индии и от Джозефа Нормана Локьера (Joseph Norman Lockyer) из Лондона — об открытии ими в спектре солнечной короны новой ярко-желтой линии, которой впоследствии был присвоен символ D3. Совпадение двух независимых сообщений из разных концов мира свидетельствовало о возможности методами спектроскопии проникнуть в тайны солнечной атмосферы и других далеких звезд.

Вопрос о том, какому веществу отвечает линия D3, долго еще оставался открытым. Было лишь установлено, что в спектрах элементов, известных на нашей планете, пока не обнаружено спектральной линии, подобной ярко-желтой линии D3. Локьер ошибочно считал, что раскаленный газ, излучение которого дает таинственную линию D3, является модификацией водорода, не встречающейся на Земле.

В августе 1871 г. Кельвин заявил, что линия D3 до сих пор не идентифицирована с каким-либо земным элементом. Возможно, что она принадлежит новому веществу, которому Локьер и Жансен предложили дать название гелий (от греческого слова гелиос — солнце).

В 1895 г. Сэр Уильям Рамзай (Sir William Ramsay) изучал газ, выделенный им из минерала клевеита, и в гейслеровой трубке неожиданно обнаружил яркую желтую линию. Выдающийся спектроскопист того времени Уильям Крукс (William Crookes) определил длину волны новой линии (5874,9 А) и установил, что это линия D3, на этом основании Рамзай сообщил (23 марта 1895 г.) об открытии им гелия на Земле.

Такова история открытия важнейшего представителя группы инертных газов, который сначала был обнаружен в солнечной атмосфере, а затем (через 27 лет) — на Земле.

Вскоре гелий был обнаружен в других минералах и горных породах, содержащих уран. Наличие гелия в земной коре позволило сделать вывод о его содержании в атмосфере, хотя многие ученые утверждали, что этот легкий газ, выделяющийся из земной коры, полностью уносится из атмосферы в космическое пространство. Вскоре Генрих Кайзер, а затем Зигберт Фридлендер (1896 г.), а также Эдвард Бэли в результате анализа первой выпаренной фракции жидкого воздуха доказали его присутствие в атмосфере.

Область применения

Свойства инертных газов делают их очень востребованными в сварочной сфере. Основными местами применения являются газовая и газово-дуговая сварка. Они выполняют роль защитной среды, которая отгораживает сварочную ванну с расплавленным металлом от негативного воздействия различных факторов, в том числе и воздушной среды. Как правило, они применяются вместе с техническим кислородом, так как он повышает температуру их горения. При использовании инертных газов швы получаются более надежными и качественными, так как снижается вероятность возникновения брака во время работы.

Вещества используются на строительных площадках при соединении металлоконструкций, в особенности, несущих частей. Ими удобнее работать с тонкими деталями, трубами и прочими объектами, которые сложно поддаются электрической сварке. В ремонтных мастерских по восстановлению автомобилей и прочей сложной техники именно сварка инертными газами является основным методом соединения деталей, так как она обладает деликатным отношением к материалу. В коммунальной сфере, где речь идет о ремонте труб и прочих вещей эти разновидности также используются. При производстве металлических изделий самого различного типа, особенно из цветных сложно свариваемых металлов, инертный газ благородный выступает основным сырьем для работы.

Примечания

1. ↑ 123Size of helium in several environments — www.webelements.com/helium/atom_sizes.html  (англ.). www.webelements.com.
2. ↑ 12345Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т.. — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 513-514. — 623 с. — 100 000 экз.
3. Kochhar, R. K. French astronomers in India during the 17th — 19th centuries — articles.adsabs.harvard.edu//full/1991JBAA..101…95K/0000099.000.html  (англ.) // Journal of the British Astronomical Association. — 1991. — Т. 101. — № 2. — С. 95-100.
4. ↑ 1234567Финкельштейн Д.Н. Глава II. Открытие инертных газов и периодический закон Менделеева // Инертные газы — www.book-ua.org/FILES/chem/25_11_2007/ch1434.djvu. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1979. — С. 40-46. — 200 с. — («Наука и технический прогресс»). — 19000 экз.
5. Aaron John Ihde Chapter 14. Inorganic chemistry I. Fundamental developments // The development of modern chemistry — books.google.com.by/books?id=34KwmkU4LG0C&lpg=PA373&ots=EPCJryImlG&dq=Кайзер аргон&hl=en&pg=PA373. — Изд. 2-е. — М.: Courier Dover Publications, 1984. — С. 373. — 851 с. — ISBN 0486642356
6. ↑ 1234Фастовский В.Г., Ровинский А.Е., Петровский Ю.В. Глава первая. Открытие. Происхождение. Распространенность. Применение // Инертные газы. — Изд. 2-е. — М.: Атомиздат, 1972. — С. 3-13. — 352 с. — 2400 экз.
7. Бронштейн М.П. Солнечное вещество // Солнечное вещество; Лучи икс; Изобретатели радиотелеграфа — publ.lib.ru/ARCHIVES/B/BRONSHTEYN_Matvey_Petrovich/_Bronshteyn_M._P..html. — М.: ТЕРРА — Книжный клуб, 2002. — 224 с. — (Мир вокруг нас). — ISBN 5-275-00531-8
8. ↑ 12345Финкельштейн Д.Н. Глава V. Гелий // Инертные газы — www.book-ua.org/FILES/chem/25_11_2007/ch1434.djvu. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1979. — С. 111-128. — 200 с. — («Наука и технический прогресс»). — 19000 экз.
9. Капица, П.Л. Viscosity of Liquid Helium below the λ-Point — www.nature.com/doifinder/10.1038/141074a0  (англ.) // Nature. — 1938. — Т. 141. — P. 74.
10. «Свойства жидкого гелия» (П. Л. Капица) — vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/NATURE/HELIUM.HTM
11. Helium: geological information — www.webelements.com/helium/geology.html  (англ.). www.webelements.com.
12. Хокинг С., Млодинов Л. Глава восьмая. Большой взрыв, черные дыры и эволюция Вселенной // Кратчайшая история времени. — СПб: Амфора. ТИД Амфора, 2006. — С. 79-98. — 180 с. — 5000 экз. — ISBN 5-367-00164-5
13. Вайнберг С. V. Первые три минуты // Первые три минуты: современный взгляд на происхождение Вселенной — www.knigka.info/2008/03/25/pervye-tri-minuty.html. — Изд. 2-е. — Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000. — С. 105-122. — 272 с. — 1000 экз. — ISBN 5-93972-013-7
14. ↑ 12345Финкельштейн Д.Н. Глава IV. Инертные газы на Земле и в космосе // Инертные газы — www.book-ua.org/FILES/chem/25_11_2007/ch1434.djvu. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1979. — С. 76-110. — 200 с. — («Наука и технический прогресс»). — 19000 экз.
15. Abundance in Earth’s crust — www.webelements.com/periodicity/abundance_crust/  (англ.). www.webelements.com.
16. Основным поставщиком гелия являлся ОГЗ — www.niikm.ru/articles/publications/helium_in_the_world/
17. http://www.ion.ru/SanPiN-2.3.2.1293-03.html — www.ion.ru/SanPiN-2.3.2.1293-03.html
18. Государственный реестр открытий СССР. Яницкий И. Н. Научное открытие № 68 «Закономерность распределения концентрации гелия в земной коре»
19. Павлов Б.Н. Проблема защиты человека в экстремальных условиях гипербарической среды обитания — www.argonavt.com/content/view/142/80/  . www.argonavt.com (2007-05-15).
20. http://www.ngtp.ru/rub/3/15_2009.pdf Нефтегазовая технология. Теория и практика. 2009 (4) ISSN 2070-5379. — www.ngtp.ru/rub/3/15_2009.pdf
21. Книга рекордов Гиннесса для химических веществ — www.chemister.pp.ru/Chemie/records.htm

Интересные факты о гелии

Название элемента происходит от греческого «Гелиос», что означает «Солнце» и латинского «гелиум», притом что второе наименование было выбрано отнюдь не случайно. Так, не секрет, что окончание «ум» применяется по отношению к металлам, к которым и относился гелий на момент своего открытия. И хотя на самом деле вещество является неметаллом, иногда его так и называют по-латыни, что не является ошибкой.

Немного истории

Сегодня уже мало кто вспомнит, что открытие элемента произошло еще 18 августа 1868 года, когда известный французский ученый решил исследовать солнечную хромосферу в момент полного затмения звезды в одном из индийских городов. Примечательно, что всего лишь через 3 месяца такое же открытие было сделано в Англии, правда, тогда о его неактуальности еще никто не знал, ввиду более сложной корреспонденции научных данных.

В 1881 году итальянский вулканолог Луиджи Пальмери, исследовавший Везувий, также идентифицировал это вещество, поспешив сообщить о своей находке общественности

Но самое важное событие в области открытия гелия произошло 27 годами позже, когда он был впервые выявлен в недрах планеты. Тогда газ удалось добыть из такого распространенного минерала, как клевеит, и со временем именно он использовался учеными для того, чтобы установить величину его удельного веса и других физических параметров.

Со временем исследователи научились получать гелий в жидком виде, для чего впервые довелось применить процедуру дросселирования. В отличие от этого попытки добывать твердый гелий долгое время не увенчивались успехом. Ситуация изменилась только в 1926 году, когда вдобавок к охлаждению было применено и критическое понижение атмосферного давления до 35 атм, в результате чего удалось выделить кристаллическую решетку вещества.

Получение и применение

Удивительно, но, несмотря на свое внушительное распространение во всей Вселенной, гелий довольно редко встречается на Земле. Разной является и природа образования этого элемента на Земле и в космосе, так как в первом случае его выделение происходит за счет распада альфа-частиц тяжелых элементов. В итоге часть вещества проходит через земные породы, сливаясь с природным газом и демонстрируя концентрацию от 7 процентов от общего объема и выше.

В настоящее время месторождения, в которых наблюдаются большие залежи гелия, имеются на территории таких стран, как Индия, Бразилия, Россия и Танзания. Естественно, речь идет о гелийсодержащих газах, которые используются в промышленности для выведения чистого элемента или его производных. Для этого применяется процедура охлаждения посредством дросселирования, и в этом случае сложность разжижения элемента в значительной мере облегчает процесс.

На выходе удается получить смесь, состоящую не только из гелия, но и из водорода и неона, после чего производится очистка. В итоге доля сырого гелия будет составлять около 70−90 процентов от общего объема. После финишной фильтрации продукт, который, как известно, не может гореть, а следовательно, и не представляет никакой угрозы, транспортируясь в металлических баллонах, изготовленных в соответствии с ГОСТ 949–73 . Если же стоит вопрос о перевозке сжиженного газа, то в ход идут специальные сосуды марки СТГ-10 и СТГ-25.

Что касается применения, то гелий используется в следующих сферах:

• Металлургия.
• Пищевая промышленность.
• Для изготовления хладагентов для различных агрегатов и рабочих установок.
• Для наполнения различных судов воздухоплавания и шариков.
• В дайвинге для приготовления дыхательных смесей, необходимых для погружения.
• В ракетных установках в качестве одной из составляющих теплоносителя.
• Для наполнения трубок газорезного типа.
• В сфере газовой хроматографии.
• Для поиска утечек в трубопроводах и всевозможных инфраструктурных установках.

Естественно, на этом применение элемента не заканчивается, ввиду чего производство гелия является очень развитым и востребованным в настоящее время.

Так, современные эксперты называют цифру в 45,6 миллиарда метров кубических, притом что объемы производства перевалили за 110 миллионов еще в 2003 году.

Технические характеристики

Техническое наименование	Гелий газообразный
Химическая формула	Не
Номер по списку ООН	1046
Класс опасности при перевозках	2.1

Физические свойства

Физическое состояние при нормальных условиях	газ
Плотность при нормальных условиях (101,3 кПа, 20 °C), кг/м³	0,1627
Температура кипения при 101,3 кПа, °С	-259
Температура тройной точки, °С и равновесное ей давление (мПА)	-272 (2,56)
Растворимость в воде	незначительная
Пожаро- и взрывоопасность	пожаро-взрывобезопасен

Стабильность и химическая активность	Стабильность	стабилен
Реакционная способность	инертный газ
Температура воспламенения, °С	с воздухом	—
с кислородом	—
Пределы воспламенения, объемные доли, % газа	с воздухом	—
с кислородом	—
Опасность для человека	ПДК, мг/м³	—
Токсическое воздействие	не токсичен
Экологическая опасность	вредного влияния на окружающую среду не оказывает
Средства пожаротушения	применимы любые средства пожаротушения

Космос и скалы

Гелий — второй по распространенности элемент во всей Вселенной, уступающий только водороду. Звезды постоянно производят неизмеримое количество атомов гелия в результате слияния двух ядер водорода в процессе нуклеосинтеза.

Точно так же любой радиоактивный процесс, который испускает α-частицы, является источником образования атомов гелия, если они взаимодействуют с электронами в окружающей среде; например, с каменным телом в месторождениях радиоактивных минералов урана и тория. Эти два элемента подвергаются радиоактивному распаду, начиная с урана:

Следовательно, в породах, где сосредоточены эти радиоактивные минералы, будут захвачены атомы гелия, которые будут высвобождаться после их переваривания в кислой среде.

Среди некоторых из этих минералов — клевеит, карнотит и уранинит, все они состоят из оксидов урана (UO₂ или U₃ИЛИ₈) и примеси тория, тяжелых металлов и редкоземельных элементов. Гелий, орошаемый через подземные каналы, может накапливаться в резервуарах природного газа, минеральных источниках или метеоритных железах.

Подсчитано, что в литосфере ежегодно образуется масса гелия, эквивалентная 3000 тонн, в результате радиоактивного распада урана и тория.