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


Trí tuệ nhân tạo: 101 điều bạn nên biết từ hôm nay về tương lai của chúng ta (Phần 3)
10/12/2018
2. Cái gì khiến trí tuệ nhân tạo quan trọng như thế vào lúc này? Chính xác thì cái gì khiến trí tuệ nhân tạo trở thành một
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 3)
10/12/2018
Cấu hình electron Các electron trong quỹ đạo xung quanh một hạt nhân nguyên tử không thể chiếm bất kì vị trí nào mà chúng
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 2)
10/12/2018
Cấu trúc nguyên tử Đa số mọi người có lẽ hình dung nguyên tử là một hệ mặt trời mini, với hạt nhân tại vị trí của
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 1)
09/12/2018
Giới thiệu Bảng tuần hoàn là một trong những viên ngọc quý của khoa học. Việc phân loại các nguyên tố là một trong những
Quang phổ tia X là gì?
09/12/2018
Quang phổ tia X là một kĩ thuật dò tìm và đo lường các photon, hay các hạt ánh sáng, có bước sóng trong phần tia X của phổ
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 17)
08/12/2018
Chương 6 CÓ THỂ DU HÀNH THỜI GIAN KHÔNG? Trong khoa học viễn tưởng, không gian và thời gian bẻ cong là chuyện thường tình.
Thiên thạch là gì?
08/12/2018
Lãng mạn biết bao khi nguyện cầu một điều ước trên một ngôi sao băng khi nó kéo vệt trên bầu trời đêm. Những tia hi vọng
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 23)
06/12/2018
Vật chất tối Mặc dù vật lí học đã sải những bước dài trong thế kỉ vừa qua, nhưng có một thực tế nổi cộm là toàn

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

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