Home - Wetenschap - Chemie - Elementen - Helium
Afkorting: He
Helium is een kleurloos, inert edelgas. De naam is afkomstig van de griekse zonnegod Helios.
Atoomnummer: 2
| Schil | Aantal electronen |
|---|---|
| 1 | 2 |
| Atoom- gewicht |
Vervaltijd | Verval- vorm |
Vervalproduct |
|---|---|---|---|
| 3 | Stabiel | ||
| 4 | Stabiel | ||
| 6 | 0,805s | β | 6Li |
Kookpunt: 4,2 K
Smeltpunt:
Soortelijke massa bij 293 K en 1000 hPA: 0,1787 kg/m3.
Helium komt in de aardatmosfeer in zeer kleine hoeveelheden (1 op 200.000 moleculen) voor: het wordt op aarde geproduceerd als bijproduct van radioactief verval van sommige zware metalen. Met name geldt dit voor de uranium- en thoriummineralen, zoals clevieten, pekblende, kartoniet, monaziet en beril; het wordt in deze mineralen uit zware elementen gevormd door radioactief verval in de vorm van alfadeeltjes. Het helium kan uit deze mineralen gewonnen worden. Ook komt het voor in sommige mineraalwaters (met name in IJsland) en in vulkanische gassen, en in sommige natuurlijke gasreserves (onder andere in de Verenigde Staten), waar het meeste commerciële helium uit gewonnen wordt.
Helium is via spectroscopie in grote hoeveelheden aangetoond, met name in sterren. Het speelt een belangrijke rol in de proton-protoncyclus en de koolstof-stikstofcyclus, waar sterren een groot deel van hun energieproductie aan ontlenen.
Helium is een kleurloos en reukloos edelgas en heeft een extreem laag kookpunt (4,2 Kelvin), het laagste van alle elementen. Het is in de meeste omstandigheden chemisch inert. Het is na waterstof het meest voorkomende element in het universum. Helium bestaat uit losse atomen. Het is alleen bij extreem lage temperatuur vloeibaar te maken.
De specifieke warmte van helium is erg hoog, en heliumdamp is erg compact, maar zet snel uit bij hogere temperatuur. De kritische temperatuur van Helium is slechts 5,19 K.
Helium is het enige element dat bij normale druk niet in een vaste stof overgaat beneden een bepaalde temperatuur. Het kan alleen onder hoge druk (minimaal 2,6 MPa) vast worden gemaakt. Vast 3He en 4He hebben de unieke eigenschap dat hun volume onder nog meer druk met meer dan 30% kan afnemen.
Bij temperaturen beneden 1 K is 2,6 MPa voldoende om helium vast te maken. Bij hogere temperaturen loopt dat snel op. Zo is er bij 15 K al een druk van rond 100 MPa voor nodig, en bij kamertemperatuur zelfs zo'n 20 GPa.
Vast helium ondergaat bij ongeveer 15 K een overgang tussen kubische en hexagonale stapelingen.[bron?] Bij veel lagere temperatuur en hogere druk treedt een derde vorm op, waarbij de atomen zich ordenen volgens een ruimtelijk gecentreerde kubische structuur.[bron?] Al deze ordeningen zijn vergelijkbaar qua energie en dichtheid. De oorzaak voor de veranderingen heeft te maken met interacties tussen de atomen.
Helium is een edelgas en als zodanig in vrijwel alle omstandigheden chemisch inert, maar wanneer helium gebombardeerd wordt met elektronen kan het verbindingen aangaan met wolfraam, jodium, fluor, zwavel en fosfor. Van alle gassen lost helium het slechtst op in water.