гелий

ГЕЛИЙ (от греч. helios-солнце; лат. Helium), He, - хим. элемент VIII группы периодич. системы элементов, инертный газ, ат. номер 2, ат. масса 4,002602. Электронная конфигурация Г. 1s². Энергия ионизации 24,587 эВ - самая высокая среди всех элементов. Радиус атома Г. по шкале Бокия - Белова 0,122 нм.

Природный Г. состоит из двух стабильных изотопов ⁴He (99,999862%) и ³He. Преобладание ⁴He связано с его образованием при a-распаде природных радионуклидов Th, U и др. элементов. В 1 т гранита, содержащего 3 г U и 15 г Th, за 7,9 млн. лет образуется 1 мг ⁴He, но за время существования Земли в её коре накопились заметные кол-ва Г. (по отношению содержания ⁴He к содержанию Th и U определяют возраст минералов). В воздухе содержится ок. 5*10^-4 % Г. (по объёму). В природных и нефтяных газах содержание Г. иногда достигает 5-10% по объёму (обычно значительно ниже).

Ядра ⁴He (альфа-частица)характеризуются очень высокой энергией связи (28,2937 МэВ), образование их из четырёх протонов сопровождается испусканием двух позитронов и двух нейтрино и выделением огромной энергии. Реакция синтеза ⁴He, по-видимому, является осн. источником энергии Солнца и др. звёзд, а также источником накопления значит. кол-в Г. во Вселенной.

Г.- лёгкий бесцветный одноатомный газ, плотность (при темп-ре 0^оC и давлении 1,013*10⁵ Па) 0,178467 кг/м³, в воде плохо растворим (в 1 л воды при 0 ^оC растворяется 9,7 мл Г.). Теплопроводность (0 ^оC) 0,1438 Вт/м*К, вязкость (0^оC) 18,60 мкПа*с. Диэлектрич. проницаемость(при 0 ^оC и 1,013*10⁵ Па) 1,000074. ⁴He слабо диамагнитен, =-0,78*10^-13 м³/кг. Показатель преломления гелия для жёлтой линии п_D=1,000034.

Темп-pa кипения -4,22 К - самая низкая среди всех жидкостей, гелий жидкий обладает рядом уникальных свойств. Г.- единственный элемент, к-рый не отвердевает при нормальном давлении, переход в твёрдое состояние возможен только при давлениях св. 2,5 МПа (см. Гелий твёрдый).

Химически Г. пассивен, устойчивые соединения Г. неизвестны. В атмосфере Г. проводят плавку, резку и сварку мн. металлов и сплавов, выращивание полупроводниковых и др. монокристаллов. Высокая теплопроводность Г. в сочетании с низкой способностью его ядер вступать в реакцию с нейтронами позволяет использовать Г. для охлаждения атомных реакторов.

Лит.: Фастовский В. Г., Ровинский A. E., Петровский Ю. В., Инертные газы, 2 изд., M., 1972.

С. С. Бердоносов.

   <<      Предметный указатель      >>