Helium

český název Helium
latinsky Helium
anglicky Helium
francouzsky Hélium
německy Helium
značka He
protonové číslo 2
relativní atomová hmotnost 4,002602
Paulingova elektronegativita
elektronová konfigurace 1s2
teplota tání 0,95 K, -272,2°C
teplota varu 4,22 K, -268,93°C
skupina 18 (VIII.A)
perioda 1
skupenství (při 20°C) plynné
oxidační čísla ve sloučeninách
rok objevu 1868
objevitelé Janssen, Ramsey Frankland, Lockyer
teplota samovznícení [°C]
kritický tlak [MPa] 0,227
hustota [g cm-3] 0,0001787
oxidační stavy 0
atomový poloměr [pm] 31
kovalentní poloměr [pm] 32
specifické teplo [J g-1K-1] 5,193
slučovací teplo [kJ mol-1]
tepelná vodivost [W m-1 K-1] 0,1513
1. ionizační energie [kJmol-1] 2372,323
2. ionizační energie [kJmol-1] 5250,512

 

Helium je plynný, jednoatomový chemický prvek, který patří mezi takzvané vzácné plyny. Tedy plyny bez barvy, zápachu a chuti. Ve volné přírodě se vyskytuje jako čtyř nukleonový izotop 4He. Je to velice lehký plyn, který je znám také tím, že dokáže vytvořit jen jednu jedinou chemickou sloučeninu a to s fullereny. Jedná se rovněž o druhý nejvíce zastoupený prvek ve vesmíru.

Chemické vlastnosti

Jako jediná látka v celé soustavě prvků je helium při nízkých teplotách a normálním tlaku kapalné, a to až k samotné absolutní nule (Tedy -273,15 stupňů Celsia). Pokud bychom chtěli získat helium v pevném skupenství, pak je to možné pouze za předpokladu, že zvýšíme tlak. Helium má rovněž ze všech známých prvků nejnižší bod varu.

Jako ostatní vzácné plyny, tak i helium má malé elektrické napětí a dobře vede elektrický proud. Toho se dá využít například při výrobě výbojek.

Co se týče kapalného helia, pak v tomto skupenství nabídne asi nejvíce zajímavostí. Při teplotě pod 2,17 K a za předpokladu normálního tlaku se stává supratekuté. Tedy dokáže bez jakéhokoliv tření protékat předměty nebo po předmětech.

Výskyt helia v přírodě

Na naší planetě se helium vyskytuje opravdu velmi zřídka. Jedná se o velmi vzácný plyn, protože díky své velmi nízké hmotnosti  vyprchává z naší atmosféry do vesmíru.  Výskyt v naší atmosféře je přibližně 0,0005 objemových procent! Což je opravdu hodně málo.

Ale to není jediný způsob, jak se dá helium nalézt a získat. V menším množství se vyskytuje v zemním plynu. Zde se bavíme o necelých deseti procentech, nebo se získává z minerálu smolince.

Ovšem ve vesmíru na tom není helium tak špatně jako u nás. Jelikož se jedná o druhý nejrozšířenější prvek vesmíru, pak je téměř jasné, že se dá najít téměř všude. Ve velké míře se vyskytuje například v každé svítící hvězdě. Podle dnešních teorií tvoří helium přibližně 25% vesmírné hmoty a také je základním energetickým zdrojem vesmíru!

Získávání helia

Prozatím jsou známy dvě hlavní možnosti, jak tento vzácný plyn získat. Jednou možností je zahřívání minerálů, o kterých je známo, že helium obsahují. K tomu potřebujeme teplotu okolo 1200 stupňů Celsia.

Druhá možnost,  jak ho získat, je známa již od roku 1917 a je rozšířenější. Spočívá v tom, že se helium získá z ložisek zemního plynu. Od methanu, který je zde také získáván, se oddělí za pomoci frakční destilace.

Helium a jeho využití

Asi nejznámější využití tohoto známého plynu zná každý z nás. Díky své nízké hustotě a hmotnosti se využívá na plnění balónků. Nafukovací balónky se díky tomuto plynu drží ve vzduchu a míří nustále výš.

Další využití je podobné, mohou jím totiž být naplněny i vzducholodě. Ovšem nahrazení hořlavého vodíku za hélium je sice o mnoho bezpečnější, ale také několikanásobně dražší!

Smícháním dusíku, helia a kyslíku se plní tlakové láhve určené pro potápěče, kteří se potápějí do velkých hloubek. Díky heliu jsou potápěči schopni fungovat i ve větších hloubkách, tedy ve více než 300 metrech a hlavně zabraňuje tomu, abyste dostali otravu kyslíkem.

Jeho využití je také i tam, kde byste ho možná nečekali. Smícháním s neonem je používán k plnění obloukových lamp nebo reklamních osvětlovačů. A to hlavně z již zmiňovaného důvodu – při výboji má helium žlutou barvu.

V neposlední řadě je používáno helium jen tak pro zábavu. Díky tomu, že rychlost zvuku v heliu je přibližně třikrát větší než ve vzduchu, se často využívá při nějaké akci s přáteli. Jakmile totiž helium vdechnete, pak vás hlas dostane jiné zabarvení a na malou chvilku můžete mluvit jako „šmoula“.