الهيليوم هو عنصر كيميائي يعرف بالرمزHe وعدده الذري 2. يقع الهيليوم في الجدول الدوري ضمن عناصر الدورة الأولى(الجدول الدوري يقدم معلومات أساسية عن العناصر الكيميائية) وعلى رأس عناصر المجموعة الثامنة عشر.
في الظروف القياسيّة من الضغط ودرجة الحرارة فإنّ الهيليوم عبارة عن غاز عديم اللون والرائحة، غير سام وليس له مذاق.
ينتمي الهيليوم إلى الغازات النبيلة(غاز خامل أحادي الذرة وكانت تعرف سابقا بالغازات الخاملة كما كان يطلق عليها أيضا الغازات النادرة) وبسبب خموله الكيميائي لا توجد جزيئات له، يوجد دائماً في صورته الذريّة وله أقلّ درجة غليان وانصهار مقارنةً ببقيّة العناصر الكيميائيّة،كما أنه في أغلب الأحيان يوجد على الحالة الغازيّة باستثناء ظروف خاصة جداً.
يعتبر الهيليوم ثاني أخفّ العناصرالكيميائية في الكون بعد الهيدروجينH،كما أنه ثاني أكثر العناصر وفرةً في الكون ، و للهيليوم عدّة نظائر لكنّ أكثر من 99% من الهيليوم على الأرض هو هيليوم 4( تتألّف نواته من بروتونين ونوترونين اثنين.)،
يوجد غاز الهيليوم في بعض حقول الغاز الطبيعي بنسبة تصل إلى 7% حجماً، حيث يستخرج من هناك بواسطة التقطير التجزيئي(هو عملية فصل خليط إلى مكوناته (أجزائه) الأصلية باستخدام التجزئة، مثل فصل المركبات الكيميائية عند درجة غليانها عن طريق تسخينها إلى درجة حرارة تتبخر عندها المكونات). تجدر الإشارة إلى أن مصادر الهيليوم قابلة للنفاد، حيث أنّه العنصر الوحيد الذي لديه سرعة إفلات(أي أنه عندما يطلق في الغلاف الجوي فإنه يتسرّب إلى الفضاء الخارجي)، يستخدم الهيليوم في تقنيّات التبريد العميڨ( علم التبريد الشديد أو التبريد الفائق هو العلم الذي يدرس درجات الحرارة المنخفضة جدا أو توليد درجات الحرارة هذه، ويستخدم في ذلك غازات مسالة مثل النتروجين السائل أو الهليوم السائل)، وخاصة لتبريد أجهزة المغناطيس فائق الموصليّة المستخدمة في تقنيّات التصوير بالرنين المغناطيسي( هي وسيلة تصوير طبي لتوضيح التغييرات الباثولوجية في الأنسجة الحية وللرنين المغناطيسي استخدمات غير طبية ). كما يستفاد من الخواص الخاملة لغاز الهيليوم في استعماله كغاز واقي في اللحام القوسي ( هو نوع من أنواع اللحام الذي يتم عن طريق الحرارة الناتجة عن القوس الكهربي بين القطب والجزء الملحوم) وفي عمليات تصنيع رقائق السيليكون.
تم ٱكتشاف الهيليوم على الشمس قبل أن يُكتشف على الأرض حيث لاحظ الفلكي بيير جانسين وجود خط أصفر لامع في طيف الإصدار للغلاف اللوني للشمس أثناء حادثة كسوف كلّي للشمس في الهند وبشكل متزامن لاحظ الفلكي جوزيف نورمان لوكير نفس الخط الأصفر من الطيف الضوئي للشمس، بعد ذلك، استنتج لوكير أن الخط الطيفي هذا سببه عنصر موجود في الشمس وغير موجود على الأرض، فأطلق عليه سويّة مع إدوارد فرانكلاند الاسم الإغريقي للشمس هيليوس، وبعد مرور وقت من الزمن ٱستطاع العالم البريطاني وليام رامزي أن يعزل الهيليوم على الأرض،
أظهر العالم إرنست رذرفورد مع توماس رويدز أن جسيم ألفا هو نواة الهيليوم، وذلك من خلال قيامه بالسماح لجسيمات ألفا أن تخترق جدار زجاجي رقيق لأنبوب التفريغ، مما أدّى إلى حدوث تفريغ للشحنة والذي سمح بدراسة طيف الغاز في الداخل.
سُيِّل الهيليوم لأول مرّة على يد الفيزيائي هايك كامرلينغ أونس وذلك بتبريد الغاز لأقل من درجة كلفن( من وحدات القياس المعتمدة في النظام الدولي للوحدات لقياس درجة الحرارة ويرمز له بالرمز (K). سميت بهذا الاسم نسبة إلى الفيزيائي والمهندس البريطاني اللورد كلفن) واحدة.
اكتُشف وجود غاز الهيليوم مع الغاز الطبيعي في الأرض بكميات كافية للإنتاج أثناء التنقيب عن النفط ،على الرغم من ندرة الهيليوم على سطح الأرض فإنه يعدّ ثاني أكثر العناصروفرة في الكون بعد الهيدروجين مشكّلاً 23% من كتلتة الباريونيّة( وهي كلمة إغريقية وتعني الثقيل، وسبب التسمية أنه اعتقد وقت اكتشاف الباريون بأنه أثقل الجسيمات الأولية كتلةً)، تشكّلت هذه الكميّة الهائلة من الهيليوم بعد فترة قليلة من الانفجار العظيم(هو النظرية السائدة حول نشأة الكون. تعتمد فكرة النظرية أن الكون كان في الماضي في حالة حارة شديدة الكثافة فتمدد، وأن الكون كان يومًا جزء واحد عند نشأة الكون)، يتشكّل الهيليوم في النجوم ،كما أن معظم الهيليوم الموجود على الأرض هو نتيجة الاضمحلال الإشعاعي(عملية تلقائية يتحول فيها العنصر إلى عنصر اخر نتيجة فقد جسيمات الفا أو جسيمات بيتا وانطلاق أشعة غاما) للعناصر الثقيلة نتيجة إطلاق جسيمات ألفا 2+He ، والتي تتجمّع إلكتروناتها لتشكّل الهيليوم عندما تصطدم بالغلاف الصخري. لذلك يوجد الهيليوم بكميّات كبيرة نسبياً في تركيب عدّة معادن اليورانيوم والثوريوم بسبب إطلاقها لجسيمات ألفا أثناء اضمحلالها الإشعاع ،كما تعتبر آبار الغاز الطبيعي المصدر الطبيعي الأكبر للهيليوم نتيجة احتباسه تحت الطبقات الصخريّة لللأرض.
تتم عملية إنتاج الهيليوم صناعيا وذلك عن طريق التقطير التجزيئي للغاز الطبيعي وله نقطة غليان أقلّ من أيّ عنصر كيميائي آخر، هنالك تسعة نظائر معروفة للهيليوم، اثنان منها فقط عبارة عن نظائر مستقرّة وهي هيليوم4 4He وهيليوم3 3He. يعدّ النظير هيليوم4 هو النظير الطبيعي الأكثر وفرةً حيث أن 99.99986% من عنصر الهيليوم في الطبيعة هو هيليوم4، وما تبقّى فهو هيليوم3. إحصائيّاً هنالك ذرّة هيليوم3 واحدة مقابل مليون ذرّة هيليوم4.
من مخاطر الهيليوم المبالغة في استنشاقه لتحقيق أثره على الحبال الصوتيّة يمكن أن يكون خطراً، حيث يؤدّي إلى الاختناق لأنّه يحلّ محلّ الأكسجين اللازم لعمليّة التنفّس. سجّلت حالات وفاة ناتجة عن المبالغة في استنشاق الهيليوم، من بينهم أطفال وبالغين.
في الظروف القياسيّة من الضغط ودرجة الحرارة فإنّ الهيليوم عبارة عن غاز عديم اللون والرائحة، غير سام وليس له مذاق.
ينتمي الهيليوم إلى الغازات النبيلة(غاز خامل أحادي الذرة وكانت تعرف سابقا بالغازات الخاملة كما كان يطلق عليها أيضا الغازات النادرة) وبسبب خموله الكيميائي لا توجد جزيئات له، يوجد دائماً في صورته الذريّة وله أقلّ درجة غليان وانصهار مقارنةً ببقيّة العناصر الكيميائيّة،كما أنه في أغلب الأحيان يوجد على الحالة الغازيّة باستثناء ظروف خاصة جداً.
يعتبر الهيليوم ثاني أخفّ العناصرالكيميائية في الكون بعد الهيدروجينH،كما أنه ثاني أكثر العناصر وفرةً في الكون ، و للهيليوم عدّة نظائر لكنّ أكثر من 99% من الهيليوم على الأرض هو هيليوم 4( تتألّف نواته من بروتونين ونوترونين اثنين.)،
يوجد غاز الهيليوم في بعض حقول الغاز الطبيعي بنسبة تصل إلى 7% حجماً، حيث يستخرج من هناك بواسطة التقطير التجزيئي(هو عملية فصل خليط إلى مكوناته (أجزائه) الأصلية باستخدام التجزئة، مثل فصل المركبات الكيميائية عند درجة غليانها عن طريق تسخينها إلى درجة حرارة تتبخر عندها المكونات). تجدر الإشارة إلى أن مصادر الهيليوم قابلة للنفاد، حيث أنّه العنصر الوحيد الذي لديه سرعة إفلات(أي أنه عندما يطلق في الغلاف الجوي فإنه يتسرّب إلى الفضاء الخارجي)، يستخدم الهيليوم في تقنيّات التبريد العميڨ( علم التبريد الشديد أو التبريد الفائق هو العلم الذي يدرس درجات الحرارة المنخفضة جدا أو توليد درجات الحرارة هذه، ويستخدم في ذلك غازات مسالة مثل النتروجين السائل أو الهليوم السائل)، وخاصة لتبريد أجهزة المغناطيس فائق الموصليّة المستخدمة في تقنيّات التصوير بالرنين المغناطيسي( هي وسيلة تصوير طبي لتوضيح التغييرات الباثولوجية في الأنسجة الحية وللرنين المغناطيسي استخدمات غير طبية ). كما يستفاد من الخواص الخاملة لغاز الهيليوم في استعماله كغاز واقي في اللحام القوسي ( هو نوع من أنواع اللحام الذي يتم عن طريق الحرارة الناتجة عن القوس الكهربي بين القطب والجزء الملحوم) وفي عمليات تصنيع رقائق السيليكون.
تم ٱكتشاف الهيليوم على الشمس قبل أن يُكتشف على الأرض حيث لاحظ الفلكي بيير جانسين وجود خط أصفر لامع في طيف الإصدار للغلاف اللوني للشمس أثناء حادثة كسوف كلّي للشمس في الهند وبشكل متزامن لاحظ الفلكي جوزيف نورمان لوكير نفس الخط الأصفر من الطيف الضوئي للشمس، بعد ذلك، استنتج لوكير أن الخط الطيفي هذا سببه عنصر موجود في الشمس وغير موجود على الأرض، فأطلق عليه سويّة مع إدوارد فرانكلاند الاسم الإغريقي للشمس هيليوس، وبعد مرور وقت من الزمن ٱستطاع العالم البريطاني وليام رامزي أن يعزل الهيليوم على الأرض،
أظهر العالم إرنست رذرفورد مع توماس رويدز أن جسيم ألفا هو نواة الهيليوم، وذلك من خلال قيامه بالسماح لجسيمات ألفا أن تخترق جدار زجاجي رقيق لأنبوب التفريغ، مما أدّى إلى حدوث تفريغ للشحنة والذي سمح بدراسة طيف الغاز في الداخل.
سُيِّل الهيليوم لأول مرّة على يد الفيزيائي هايك كامرلينغ أونس وذلك بتبريد الغاز لأقل من درجة كلفن( من وحدات القياس المعتمدة في النظام الدولي للوحدات لقياس درجة الحرارة ويرمز له بالرمز (K). سميت بهذا الاسم نسبة إلى الفيزيائي والمهندس البريطاني اللورد كلفن) واحدة.
اكتُشف وجود غاز الهيليوم مع الغاز الطبيعي في الأرض بكميات كافية للإنتاج أثناء التنقيب عن النفط ،على الرغم من ندرة الهيليوم على سطح الأرض فإنه يعدّ ثاني أكثر العناصروفرة في الكون بعد الهيدروجين مشكّلاً 23% من كتلتة الباريونيّة( وهي كلمة إغريقية وتعني الثقيل، وسبب التسمية أنه اعتقد وقت اكتشاف الباريون بأنه أثقل الجسيمات الأولية كتلةً)، تشكّلت هذه الكميّة الهائلة من الهيليوم بعد فترة قليلة من الانفجار العظيم(هو النظرية السائدة حول نشأة الكون. تعتمد فكرة النظرية أن الكون كان في الماضي في حالة حارة شديدة الكثافة فتمدد، وأن الكون كان يومًا جزء واحد عند نشأة الكون)، يتشكّل الهيليوم في النجوم ،كما أن معظم الهيليوم الموجود على الأرض هو نتيجة الاضمحلال الإشعاعي(عملية تلقائية يتحول فيها العنصر إلى عنصر اخر نتيجة فقد جسيمات الفا أو جسيمات بيتا وانطلاق أشعة غاما) للعناصر الثقيلة نتيجة إطلاق جسيمات ألفا 2+He ، والتي تتجمّع إلكتروناتها لتشكّل الهيليوم عندما تصطدم بالغلاف الصخري. لذلك يوجد الهيليوم بكميّات كبيرة نسبياً في تركيب عدّة معادن اليورانيوم والثوريوم بسبب إطلاقها لجسيمات ألفا أثناء اضمحلالها الإشعاع ،كما تعتبر آبار الغاز الطبيعي المصدر الطبيعي الأكبر للهيليوم نتيجة احتباسه تحت الطبقات الصخريّة لللأرض.
تتم عملية إنتاج الهيليوم صناعيا وذلك عن طريق التقطير التجزيئي للغاز الطبيعي وله نقطة غليان أقلّ من أيّ عنصر كيميائي آخر، هنالك تسعة نظائر معروفة للهيليوم، اثنان منها فقط عبارة عن نظائر مستقرّة وهي هيليوم4 4He وهيليوم3 3He. يعدّ النظير هيليوم4 هو النظير الطبيعي الأكثر وفرةً حيث أن 99.99986% من عنصر الهيليوم في الطبيعة هو هيليوم4، وما تبقّى فهو هيليوم3. إحصائيّاً هنالك ذرّة هيليوم3 واحدة مقابل مليون ذرّة هيليوم4.
من مخاطر الهيليوم المبالغة في استنشاقه لتحقيق أثره على الحبال الصوتيّة يمكن أن يكون خطراً، حيث يؤدّي إلى الاختناق لأنّه يحلّ محلّ الأكسجين اللازم لعمليّة التنفّس. سجّلت حالات وفاة ناتجة عن المبالغة في استنشاق الهيليوم، من بينهم أطفال وبالغين.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق