Helyum

Atom numarası 2, kısaltması He olan element
(Helium sayfasından yönlendirildi)

Helyum (Yunanca "güneş" anlamına gelen ἥλιος helios'tan), sembolü He ve atom numarası 2 olan kimyasal element. Periyodik cetvelin birinci periyot 8A grubunda yer alan bir gazdır.

Helyum, 2He
Helium discharge tube.jpg
Görünüş Renksiz gaz, bir elektrik alanına konulduğunda gri (özellikle yüksek gerilim kullanıldığında ise kırmızımsı bir turuncu renkte) ve bulutlu bir şekilde parlar
Standart atom ağırlığı Ar, std(He) 4.002602(2)
Periyodik tabloda helyum
Hidrojen Helyum
Lityum Berilyum Bor Karbon Azot Oksijen Flor Neon
Sodyum Magnezyum Alüminyum Silisyum Fosfor Kükürt Klor Argon
Potasyum Kalsiyum Skandiyum Titanyum Vanadyum Krom Mangan Demir Kobalt Nikel Bakır Çinko Galyum Germanyum Arsenik Selenyum Brom Kripton
Rubidyum Stronsiyum İtriyum Zirkonyum Niyobyum Molibden Teknesyum Rutenyum Rodyum Paladyum Kimyasal element Kadmiyum İndiyum Kalay Antimon Tellür İyot Ksenon
Sezyum Baryum Lantan Seryum Praseodim Neodim Prometyum Samaryum Evropiyum Gadolinyum Terbiyum Disprosiyum Holmiyum Erbiyum Tulyum İterbiyum Lutesyum Hafniyum Tantal Tungsten Renyum Osmiyum Iridium Platin Altın Cıva Talyum Kurşun Bizmut Polonyum Astatin Radon
Fransiyum Radyum Aktinyum Toryum Protaktinyum Uranyum Neptünyum Plütonyum Amerikyum Küriyum Berkelyum Kaliforniyum Aynştaynyum Fermiyum Mendelevyum Nobelyum Lavrensiyum Rutherfordyum Dubniyum Seaborgiyum Boryum Hassiyum Meitneriyum Darmstadtiyum Röntgenyum Kopernikyum Nihoniyum Flerovyum Moskoviyum Livermoryum Tennesin Oganesson
-

He

Ne
hidrojenhelyumlityum
Atom numarası (Z) 2
Grup 18. grup (soy gazlar)
Periyot 1. periyot
Blok S bloku
Kategori   Soy gaz
Elektron dizilimi 1s2
Kabuk başına elektron 2
Fiziksel özellikler
Faz (SSB'de) Gaz
Erime noktası 0,95 K ​(-272,20 °C, ​-457,96 °F) (2,5 MPa basınçta)
Kaynama noktası 4,222 K ​(-268,928 °C, ​-452,070 °F)
Yoğunluk (SSB'de) 0,1786 g/L
sıvıyken (en'de) 0,145 g/cm3
sıvıyken (kn'de) 0,125 g/cm3
Üçlü nokta 2,177 K, ​5,043 kPa
Kritik nokta 5,1953 K, 0,22746 MPa
Erime ısısı 0,0138 kJ/mol
Buharlaşma ısısı 0,0829 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi 20,78 J/(mol·K)[1]
Buhar basıncı (ITS-90 ile belirlendi)
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T (K) - - 1,23 1,67 2,48 4,21
Atom özellikleri
Yükseltgenme durumları 0
Elektronegatiflik Pauling ölçeği: veri yok
İyonlaşma enerjileri
  • 1.: 2372,3 kJ/mol
  • 2.: 5250,5 kJ/mol
Kovalent yarıçapı 28 pm
Van der Waals yarıçapı 140 pm
Bir spektrum aralığındaki renk çizgileri
Elementin spektrum çizgileri
Diğer özellikleri
Doğal oluşum İlksel
Kristal yapıHekzagonal sıkı istifli
Hekzagonalsıkıistifli kristal yapısıhelyum
Ses hızı 972 m/s
Isı iletkenliği 0,1513 W/(m·K)
Manyetik düzen Diyamanyetik
Manyetik alınganlık -188×10-6 cm3/mol (298 K)[2]
CAS Numarası 7440-59-7
Tarihi
Adını aldığı Helios
Keşif Pierre Janssen · Norman Lockyer (1868)
İlk izolasyon William Ramsay · Per Teodor Cleve · Abraham Langlet (1895)
Ana izotopları
İzotop Bolluk Yarı ömür (t1/2) Bozunma türü Ürün
3He %0,0002 kararlı
4He %99,9998 kararlı

HakkındaDüzenle

helyum lazer

Hidrojenden sonra en hafif gazdır. Renksiz, kokusuz olmakla beraber soy gaz olduğu için tepkimeye girmez ve bu yüzden eylemsizdir. Soy gazların son yörüngelerindeki elektron sayısı o yörüngenin maksimum elektron bulundurma kapasitesi kadardır, yani o yörünge ne kadar elektron alabiliyorsa o kadar olur. Helyum'un atom numarası ikidir (2), her elementte de olduğu gibi, helyumda da ilk elektron yörüngesinin maksimum alabildiği elektron ikidir. Bu doğrultuda helyum, soy gazlar kuralına uyan bir gazdır. Bağıl atom kütlesi ise 4,0026'tır. Oda sıcaklığında gazdır ve gaz dışında başka hallerde görmek doğal koşullarda imkânsızdır; çünkü erime noktası -272,05 °C ve kaynama noktası -268,785 °C'dir. Ancak laboratuvar koşullarında sağlanabilen sıcaklıklarda katı ve sıvı halinde görebilir. Bu sıcaklıklar mutlak sıfır'a çok yakın olduklarından dolayı laboratuvar koşullarında sağlamak bile çok zordur. Yoğunluğu ise 0,1785 g/l'dir, yani havadan daha hafiftir, bu yüzden de sıcak hava balonlarında ve zeplinlerde kullanılmaktadır. Hidrojen daha hafiftir, ancak hidrojen yanıcı bir madde olduğu için artık pek kullanılmamakta ve yerini Helyum'a bırakmaktadır. Atom çapı 49 pm'dir. Elektronegatifliği yoktur ve elektron dizilimi 1s (kare)'dir. Yükseltgenme basamağı sayısı sıfırdır. (Her 20.000 küçük helyum balonu bir insanın ağırlığını 6 kg azaltır.) Kararlı bir element olduğundan diğer elementlerle bileşik yapmaz ve oksijen ile tepkimeye giremez. Bu yüzden yanma tepkimesinde hiçbir zaman Helyum yer alamaz.

Kullanım alanlarıDüzenle

Helyum atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır. Helyum, sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonundan elde edilir.

Havadan hafif olması uçan balonlarda kullanılabilmesini sağlar. Hidrojen gibi yanıcı-patlayıcı özelliği olmadığı için de oldukça güvenlidir ama bu güvenlik pahalı olduğu için bu madde pek kullanılmamaktadır. Pahalı olmasının nedeni evrende hidrojenden sonra en çok bulunan element olmasına ve dünya atmosferinde 1/200.000 oranında bulunmasına rağmen, sıvı havanın ayrımsal damıtılmasıyla elde edilemez. Bunun sebebi, Helyumun atmosferdeki diğer birçok gazın aksine Joul-Thompson katsayısının pozitif olmayışıdır. Bu da onun sıkıştırılmak suretiyle sıvılaştırılmasını engeller ve de havadan elde edilmesini imkânsız hale getirir.

Helyum inert gaz olması özelliğinden dolayı bazı metallerin inert atmosfer oluşturulmasına kullanılır. Ayrıca dalgıç tüpleri %80 He ve %20 O2'den oluşur. Sıvı hava yerine helyumla karıştırılmış oksijen kullanılmasının sebebi vurgun diye tabir edilen olayı önlemektir. Helyumun buradaki fonksiyonu, yukarıda bahsi geçen Joule-Thompson katsayısının negatif olması nedeniyle yüksek basınçta sıvılaşmayıp, dalgıçlar yukarı doğru çıkarırken yüksek basınçtan düşük basınca hızlı geçişte oluşan çözünürlük farkından dolayı kanda baloncuklar oluşturup felce neden olmamasıdır. Helyum ayrıca sıvı roket yakıtlarının basınç altında tutulmasında kullanılır. Sıvı helyum soğutma amaçlı da kullanılmaktadır (NMR cihazlarında).

Helyumun insan sesini inceltmesi hakkındaDüzenle

Bu durum, sesin helyum içinde daha hızlı hareket etmesinden kaynaklanmaktadır. Bunun sebebi de gazlar içindeki sesin hızının, gazın yoğunluğunun karekökünün ters orantılı olmasıdır. Helyum da havadan çok daha az yoğun bir gaz olmasından dolayı (uçan balonlar gibi), helyum içinde sesin hızı havadakine göre birkaç kat daha fazladır. Ses tellerini hava yerine helyumun titreşmesi ve sesin helyum içinde daha hızlı ilerlemesi nedeniyle, insan sesi tiz bir şekilde çıkar. Alınan helyum, tekrar verildikten sonra bu ses incelmesi etkisini kaybeder.

Benzer şekilde yine, inert ve zehirsiz olan SF6 gazını solumanız durumunda ise, bu kez bu gazın havadan yaklaşık altı kat daha yoğun olması ve bu nedenle sesin SF6 içinde havadakinden çok daha yavaş ilerlemesinden dolayı, bu kez insan sesi kalın çıkmaktadır.

TarihçeDüzenle

Helyum ilk olarak 1868'de İngiltere'de astronom Norman Lockyer tarafından tayf çizgileri olarak gözlenmiştir. William Ramsay 1895 yılında uranyum içeren kleveyit minerali ve bir asitle yaptığı bir deneyde, helyum oluştuğunu görmüştür. 1868 yılında Pierre Janssen ve Norman Lockyer, birbirinden bağımsız olarak helyumu keşfetmişlerdir. 1908 yılında Heike Kamerlingh Onnes 0,9 °K'de ilk sıvı helyumu elde etmiştir.

Madde Adı Yoğunluğu (g/l) Durumu
Helyum 0,1786 0 °C ve deniz seviyesinde
Hava 1,2929 0 °C ve deniz seviyesinde
SF6 6,164 0 °C ve deniz seviyesinde

KaynakçaDüzenle

  1. ^ Shuen-Chen Hwang, Robert D. Lein, Daniel A. Morgan (2005). "Noble Gases". Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Wiley. pp. 343–383. doi:10.1002/0471238961.0701190508230114.a01.
  2. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. ss. E110. ISBN 0-8493-0464-4. 

Dış bağlantılarDüzenle