Nguyên tố helium

Số nguyên tử: 2

Trọng lượng nguyên tử: 4,002602

Màu sắc: Không

Pha: Khí

Phân loại: Khí trơ

Điểm nóng chảy: - 272oC

Điểm sôi: - 269oC

Cấu trúc tinh thể: Không

Nguyên tố helium

Helium mang tên vị thần mặt trời của người Hi Lạp, Helios, vì nó được phát hiện lần đầu tiên dưới dạng một vạch phổ màu vàng chưa rõ trong ánh sáng mặt trời. Ở Ấn Độ vào năm 1868, nhà thiên văn học người Pháp Jules Janssen đã cho ánh sáng mặt trời đi qua một lăng kính trong một lần nhật thực (để tách ánh sáng thành các màu thành phần của nó). Ông tìm thấy một bước nhảy đột ngột trong độ sáng của ánh sáng màu vàng, cái ban đầu ông tin là do sodium gây ra.

Cũng trong năm ấy, nhà thiên văn học người Anh Norman Lockyer và nhà hóa học Edward Frankland quan sát thấy vạch màu vàng trong quang phổ mặt trời khi phân tích bầu trời London đầy sương mù; Lockyer đã gây tranh cãi vào lúc ấy khi ông khẳng định nó là do một nguyên tố mới có mặt trong Mặt trời. Tuy nhiên, cuối cùng ông đã có thể cười vang khi giả thuyết của ông được chấp nhận rộng rãi trong cộng đồng khoa học. Lockyer cũng đã chọn đặt tên cho nguyên tố.

Cùng với hydrogen và lithium, helium đã được tạo ra lúc Big Bang. Nó là nguyên tố dồi dào thứ hai trong Vũ trụ (sau hydrogen), chiếm 23% vật chất của vũ trụ. Trên Trái đất, helium có mặt trong một số khoáng chất nhưng phần lớn helium có nguồn gốc từ khí thiên nhiên.

Nguyên tố helium

Đèn phóng điện khí chứa đầy helium phát ra ánh sáng màu tía ma quái. Dòng điện làm ion hóa helium, tước các electron ra khỏi nguyên tử chủ của chúng và cho phép dòng điện đi qua chất khí, làm nó phát sáng.

Helium là một thành viên của nhóm khí trơ (nhóm 18 của bảng tuần hoàn), nó không mùi, không màu, có hóa tính rất yếu, và có các phân tử gồm một nguyên tử. Nhóm 18 có tên gọi “khí hiếm” bởi vì chúng không liên kết với các nguyên tố “hạ cấp” khác; nguyên nhân là vì lớp vỏ electron ngoài cùng của chúng đã “đầy”, khiến chúng ít có xu hướng phản ứng hóa học.

Một trong những công dụng chủ yếu của helium là dùng trong nhiệt lạnh, đáng chú ý là trong việc làm lạnh các nam châm siêu dẫn trong máy quét MRI. Helium lỏng ở nhiệt độ - 269oC làm lạnh các nam châm để tạo ra từ trường mạnh cần thiết. Các sóng vô tuyến bên trong từ trường phản ứng với các nguyên tử hydrogen trong nước và các phân tử khác trong cơ thể để tạo ra một ảnh chụp cho phép các bác sĩ nhận dạng các khối u và các thương tổn y khoa khác.

Nhẹ hơn không khí nên helium được sử dụng trong các khí cầu. Helium còn được dùng làm môi trường ép nhiên liệu tên lửa và các chất oxy hóa ra khỏi bể chứa của chúng và dùng trong chế tạo nhiên liệu tên lửa bằng cách sử dụng nhiệt độ thấp của helium lỏng để làm ngưng tụ hydrogen và oxygen sang dạng lỏng. Nó còn được dùng để làm sạch nhiên liệu khỏi giàn phóng phi thuyền nhằm ngăn ngừa chúng bốc lửa khi cất cánh. Tên lửa đẩy Saturn V sử dụng trong chương trình Apollo cần 400.000 m3 helium để phóng lên.

Một trong các đồng vị của helium, helium-3, được quan tâm đặc biệt, là một nhiên liệu có triển vọng an toàn, và thân thiện môi trường. Mặc dù khan hiếm trên Trái đất, nhưng helium-3 có nhiều trên Mặt trăng, làm tăng thêm sức ủng hộ cho một căn cứ NASA trên Mặt trăng. Một trong các mục tiêu nghiên cứu của NASA là khai khoáng Mặt trăng thu hoạch nhiên liệu dùng cho các lò phản ứng nhiệt hạch – các nhà máy điện trong tương lai sẽ không phát khí thải carbon dioxide, do đó tránh gây hại đối với môi trường – và helium-3 được xem là một nhiên liệu triển vọng cho các lò phản ứng như thế.

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Các bài khác


Vũ trụ có nhiều gã khổng lồ hơn chúng ta nghĩ
18/01/2018
Vũ trụ có thể chứa nhiều sao khổng lồ hơn chúng ta vẫn nghĩ. Một bộ phận của Đám mây Magellan Lớn, một thiên hà láng
Nước chậm đông được làm lạnh đến nhiệt độ thấp kỉ lục
16/01/2018
Lần đầu tiên nhiệt độ của nước lỏng chậm đông được đo chính xác đến dưới –40°C. Các nhà nghiên cứu, đứng đầu
Ánh sáng có thật sự kết hợp trở lại sau khi truyền qua hai lăng kính hay không?
15/01/2018
TÓM TẮT. Chúng tôi trình bày một bố trí thí nghiệm đơn giản và rẻ tiền chứng minh rõ ràng các màu của ánh sáng trắng sau
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 4)
12/01/2018
Nhiệt động lực học và entropy Ngoài việc khám phá lực điện từ, nghiên cứu năng lượng ở dạng nhiệt còn đưa đến một
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 3)
12/01/2018
Lực điện từ Nếu ánh sáng thật sự là sóng, thì có vẻ hợp lí thôi nếu ta hỏi: chính xác thì cái gì đang dao động như
Năng lượng tối là gì?
10/01/2018
Trong phần này, đầu óc của bạn bùng nổ bởi vũ trụ đang dãn nở của chúng ta Có lẽ bạn đang choáng váng trước thực tế
Hiệu ứng Hall lượng tử 4D trong phòng thí nghiệm
10/01/2018
Tính chất của một vật liệu 4D giả thuyết đã được mô phỏng trong các thí nghiệm của hai đội vật lí quốc tế. Một đội
Nước chậm đông có thể tồn tại ở hai pha lỏng
07/01/2018
Nước có thể tồn tại ở hai pha lỏng với khối lượng riêng khác nhau. Đó là kết luận của các nhà nghiên cứu ở Thụy
Vui Lòng Đợi

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com