安山岩

[拼音]:hai

[英文]:helium

一種化學元素,化學符號He,原子序數 2,原子量4.002602,屬週期系零族,為稀有氣體的一種。元素英文名來自希臘文hēlios,原意是“太陽”。

發現

1868年有人利用分光鏡觀察太陽表面,發現一條新的黃色譜線,經核對,這條譜線並不屬於任何已知元素,當時認為這條新譜線僅屬於太陽上某個未知元素,故命名為helium。後來有人用無機酸處理瀝青鈾礦時得到一種不活潑氣體,1895年英國W.拉姆齊用光譜實驗證實了這種氣體就是1868年從太陽上發現的氦。以後又陸續從其他礦石、空氣和天然氣中發現了氦。

存在

氦在地殼中的含量極少,在94種天然元素中(按重量計),居第75位。在整個宇宙中(按質量計),估計氫佔76%,氦佔23%,居第2位,其他各種元素的總和僅為1%。氦在空氣中的含量為 0.0005%,在天然氣中的濃度較空氣高,高的可達1%~2%以上,低的也在萬分之幾。

氦有兩種天然同位素:氦3、氦4。放射性衰變中放出的α 粒子在得到電子後就形成氦 4原子。所以氦和含有α 發射體的礦物並存,如含鈾的瀝青鈾礦、含釷的獨居石和釔鈾礦、褐釔鉭礦等。自然界存在的氦基本上全是氦4。氦3是氚的放射性產物,是穩定核素。但只佔地球上氦的0.000138%。

性質

氦為無色、無臭、無味的氣體;熔點-272.2℃(25大氣壓),沸點-268.9℃,氣體密度0.1785克/升(0℃,1大氣壓),臨界溫度-267.8℃,臨界壓力2.26大氣壓;水中溶解度8.61釐米3/1000克水。氦是唯一不能在大氣壓下固化的物質。從氦的相圖(見圖)

可以看出,氦沒有三相點,即氦的氣-液-固三相不能同時共存。此外,氦有兩種液相:HeⅠ為高溫液相,是一種普通液體,當溫度下降至2.18K時,HeI變成HeⅡ,性質發生突變;HeⅡ是一種超流體,具有氣體的性質,其粘度為氫的1/100,能沿容器壁向上流動,熱傳導性為銅的800倍,並變成超導體;其比熱容、表面張力、壓縮性都是反常的。氦是最不活潑的元素,基本上不形成什麼化合物。

製法

主要從天然氣中獲得,或從以天然氣為原料的工業中回收。以天然氣為原料生產合成氨時,從尾氣可回收氦。

應用

氦可代替易燃的氫充填高空氣球和飛艇;在電弧焊接和稀有金屬熔鍊中作保護氣體。氦-氧混合氣可供潛水員呼吸和治療氣喘病。氦可作氣冷式核動力反應堆的優良工作流體,還可作低於 14K的超低溫冷凍劑,用於製作低溫溫度計,以及在氣相色譜法中用作載氣。

參考文章

低能量氦氖鐳射照射法治療白癜風面板科與傳染