alierbulut
43 Takipçi | 16 Takip
24 12 2008

Helyum ve özellikleri

<!-- /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:""; margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:12.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman";} a:link, span.MsoHyperlink {color:blue; text-decoration:underline; text-underline:single;} a:visited, span.MsoHyperlinkFollowed {color:purple; text-decoration:underline; text-underline:single;} @page Section1 {size:595.3pt 841.9pt; margin:70.85pt 70.85pt 70.85pt 70.85pt; mso-header-margin:35.4pt; mso-footer-margin:35.4pt; mso-paper-source:0;} div.Section1 {page:Section1;} -->

HELYUM


Sembolü: He
Atom Numarası: 2
Atom Ağırlığı: 4.003
Yoğunluk: 0.000179 g/cm3 (273K de)
Erime Noktası: 0.95 K (
-272,05 °C )
Kaynama Noktası: 4.216 K (-268,785 °C )
Helyum Çekirdeğ
Helyum periyodik cetvelinin birinci peryot 8A grubunda yer alan bir gaz olmakla birlikte hidrojenden sonra en hafif gazdır. Renksiz, kokusuz olmakla beraber soygaz olduğu için tepkimeye girmez ve bu yüzden eylemsizdir. Soygazların 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 2'dir. Bu doğrultuda helyum, soygazlar kuralına uyan bir gazdır. Bağıl atom kütlesi ise 4,00260'tır.

Soygazların genel özellikleri

  • Hepsi oda koşullarında gazdır.
  • Doğada tek atomlu halde bulunurlar.
  • Ksenon(xe) hariç bileşik oluşturmazlar ve bağ yapmazlar
  • Isı ve elektriği iyi iletmezler.
  • Reaksiyona girme istekleri yoktur.
  • Saydamdırlar.
  • Işığı geçirirler.

 Helyum oda sıcaklığında gazdır ve gaz dışında başka hallerde görmek doğal koşullarda çok zordur; çünkü erime noktası -272,05 °C'dir ve kaynama noktası -268,785 °C'dir. Yani ancak laboratuar koşullarında sağlanabilen sıcaklıklarda katı ve sıvı halinde görebiliriz. 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. Hidrojenden daha ağırdır, ancak hidrojen yanıcı bir madde olduğu için artık pek kullanmılmamakta, ve yerini Helyum'a bırakmaktadır. Atom çapı 0,49  <!-- /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:""; margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:12.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman";} @page Section1 {size:612.0pt 792.0pt; margin:70.85pt 70.85pt 70.85pt 70.85pt; mso-header-margin:35.4pt; mso-footer-margin:35.4pt; mso-paper-source:0;} div.Section1 {page:Section1;} --> oA'dur. Elektronegatifliği (Elektronegatiflik) yoktur ve elektron dizilimi 1s2dir. Yükseltgenme basamağı sayısı sıfırdır.
Daha kendisi bulunmadan varlığı hissedilmiş bir elementtir kendisi. Güneşten gelen ışıkların spektrumları ile ilgilenen Janssen tarafından 1868 yılında farklı bir element olduğu bulunmuş ve de ismi Lockyer ve Frankland tarafından Yunanca güneş anlamına gelen "helios" kelimesinden türetilmiştir.

Kokusuz renksiz ve de tepkimeye girmeyen (inert) bir gazdır. Havadan hafif olması ucan balonlarda kullanılabilmesini sağlar. Hidrojen gibi yanıcı-patlayıcı olmadığı için de oldukça güvenlidir. Ama bu güvenlik pahalıya patlar. Çünkü Helyum gazi oldukça pahalı bir nesnedir. Evren de hidrojenden sonra en cok bulunan ikinci element olmasına ve de dünya atmosferinde 1/200.000 oranında bulunmasına rağmen, sıvı havanın ayrımsal damıtılmasıyla (fractional distillation) elde edilemez. Bunun sebebi, Helyumun atmosferdeki diğer bir çok gazın aksine Joul-Thompson katsayısının pozitif olmayışıdır. Bu da onun sıkıştırılmak suretiyle sıvılaştırılmasını engeller ve de havadan elde edilmesini imkansız hale getirir. Ama imdadımıza doğal gaz yatakları yetişir neydeki. Amerikadaki (USA) bazı doğal gaz yataklarında %7`ye varan oranda He gazi bulunmaktadır ki bu da Helyumun ticari olarak satılabilecek kadar üretilmesine imkan sağlamaktadır.

Helyum inert gaz olması özelliğinden dolayı bazı metallerin eldesinde inert atmosfer oluşturulmasına kullanılır. Ayrıca dalgıç tüpleri %80 He ve %20 O2`dan oluşur. Sıvı hava yerine helyumla karıştırılmış oksijen kullanılmasının sebebi vurgun diye tabir edilen olayı önlemektir. Helyumun buradaki fonksiyonu, yukarıda bahsettiğim gibi Joule-Thompson katsayısının negatif olması nedeniyle yüksek basınçta sıvılaşmayıp, dalgıçlar yukarı doğru çıkarken 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.

Sıvı Helyum demişken; helyum en düşük donma noktasına sahip elementtir. Süper iletken madde araştırmalarında oldukça sık kullanılır. Sıvı Helyumun ilginç akışkan özellikleri de vardır. Bulunduğu kabın çeperinden yukarı doğru tırmanıp akabilir.


Helyum elementi ilk kez güneşte keşfedilmiştir. Adı, güneş anlamına gelen Helios sözünden türetilmiştir. 1868 yılında Janssen, güneş tutulması sırasında güneşin tayfını incelerken o zamana kadar bilinmeyen tayf çizgileri olduğunu anladı. Daha sonra Lockyer ve Frankland bu yeni elemente helyum adını verdiler. 1895 yılında ise, Ramsay uraninit adını alan radyoaktif cevherden helyum elde etmeyi başardı. Daha sonra atmosferde de az oranda helyum bulunduğu anlaşılmıştır. Asıl helyum kaynağı A.B.D.’ de çıkarılan yer gazıdır. Bu gazın en büyük kısmı metan (CH4) olmakla beraber içinde %1 oranında helyum da bulunur. Yeryüzünün başlıca helyum kaynağı bu yer gazıdır.

Helyum radyoaktif bozunmalardan alfa ışıması sırasında oluşur. Gerçekten alfa ışınlarını yapan tanecikler helyum çekirdeklerinden başka bir şey değildir. Bu nedenle helyum doğal radyoaktif cevherlerden çıkar. Bozunan radyoaktif atom çekirdeklerinin salıverdiği alfa tanecikleri yani helyum çekirdekleri ikişer elektron alarak helyum atomlarını meydana getirirler.

Helyum renksiz, kokusuz bir gazdır. Sıvı helyum -268,785 <!-- /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:""; margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:12.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman";} @page Section1 {size:612.0pt 792.0pt; margin:70.85pt 70.85pt 70.85pt 70.85pt; mso-header-margin:35.4pt; mso-footer-margin:35.4pt; mso-paper-source:0;} div.Section1 {page:Section1;} --> oC de kaynadığı için helyum gazı tıpkı hidrojen gazı gibi çok güçlükle sıvılaşır. Gaz halinde iken yoğunluğu hidrojenin iki katı kadardır. Helyum atomunun dış kabuğunda iki elektron bulunur. Bir soy gazdır bileşik yapma eğilimi göstermez. Bu nedenle helyum atomları birbiriyle de birleşmez ve helyum molekülleri başka soy gazlar gibi tek atomlu olur. Bazı elementlerle ikili bileşikler çok dayanıksızdır. Adi sıcaklıkta bile bozunur.
Helyum (He)Gazının Kullanım Alanları
Helyum gazı başlıca balonları doldurmakta kullanılır. Bu gaz yanmadığı için hidrojene tercih edilir. Hava hidrojenden 14.4 ağırdır. Buna göre 1 kg. hidrojenle doldurulmuş bir balonu kaldıran kuvvet 14.4-1 = 13,4 kg. olur. Aynı balon helyumla doldurulursa ağırlığı 2 kg. olacaktır. Öyle ise, havanın kaldırma kuvveti 14,4-2 = 12,4 kg. olur. Bu nedenle hidrojen yerine helyum kullanmak kaldırma kuvvetinde büyük bir değişiklik yapmaz. Derin su dalgıçlarına hava yerine %80 helyum ve %20 oksijenden yapılmış bir karışım pompalanır. Çünkü yüksek basınçlarda, kanda havanın azotu önemli miktarda erir. Dalgıç su yüzeyine çıkıp basınç düşünce, tıpkı bir gazozun köpürmesi gibi, kılcal damarlarda azot gazı çıkarak bu damarların çatlamasına yol açabilir. Helyum kanda çok az eridiği için bu tehlike giderilmiş olur.
Yüzde 98,2 arılıktaki helyum gazı, doğal gazdan öteki bileşenlerin düşük sıcaklıkta ve yüksek basınç altında sıvılaştırılarak ayrılması yoluyla elde edilir. ...
Zeplin ve balon gibi hava taşıtlarını şişirmede kullanımıyla bilinen helyum gazı; kaynakçılıkta, germanyum ve silisyum kristallerinin yapımında, titanyum ve zirkonyum eldesinde, süpersonik rüzgar tünellerinde ve derin dalış tüplerinde de kullanılır. Ayrıca, düşük sıcaklık araştırmalarında ve nükleer enerji santrallerinde "soğutucu" olarak da önemlidir. Tüm elementler arasında, en düşük erime ve kaynama sıcaklıkları helyuma aittir. Makro ölçüde bile atomik özelliklerini göstermesi nedeniyle "kuantum sıvısı" olarak da adlandırılan ve ısı iletkenliği olağanüstü derecede yüksek olan sıvı helyum, manyetik rezonans görüntülemede (MRI) ve kanser teşhisi için MRE'de de kullanılır. Yakın zamanda, sıvı roket yakıtı sıkıştırmada da helyumdan faydalanılmaya başlandı.
Eğlence sektöründe balon şişirmek amacıyla kullanılan helyum gazıdır. Helyum gazı havadan hafif ve yanıcı-patlayıcı özelliği olmayan bir gazdır.
Asetilen ve hidrojen gibi yanıcı-patlayıcı gazların, bilinçsizce ya da düşük maliyet hesap edilerek, balon dolumunda zaman zaman kullanıldığı meydana gelen kazaların acı sonuçlarından takip edilmektedir. Gerek balon dolumunda gerekse de doldurulmuş balon satın alırken yanıcı-patlayıcı özelliği olmayan, diğer hiçbir gaz ile reaksiyona girmeyen ve kaldırma gücü yüksek Helyum Gazı'nın tercih edilmesi güvenlik açısından şiddetle önerilmektedir.

Helyum: Helyum (He), dünyada bulunmadan önce, güneş tayfında görüldü. Helyumun, parlak sarı tayf çizgisi, ilk kez 1868 yılındaki tam güneş tutulması sırasında görüldü ve güneşte bulunan Özel bir elementten ileri geldiği düşünüldü. Helyum bir ışıletkin bozunma ürünüdür. Bu nedenle. 1895'de Sir William Ramsay tarafından ışıletkin filizlerle birlikte bulunana dek bilinmiyordu. Helyum en çok doğal gazlarda (% 0,1 - % 8 oranında) bulunur.
Helyum, ikinci (hidrojenden sonra) hafif elementtir. Yanma ve patlama tehlikesi olmadığı için,meteoroloji ve araştırma BALON'larında ve HAVA GEMİLERİ'nde kullanılır. Ayrıca, sıvı yakıtlı roketlerde basınç yükseltici olarak, kaynak yapımında İse tepkimeye girmeyen ortam olarak helyum gazından yararlanılır. Balıkadamlar tarafından solunum tüplerinde, azot-oksijen karışımı yerine, helyum-oksijen karışımı yeğ tutulur. Çünkü helyumun vurguna neden olma olasılığı daha azdır. Helyumun bilinen hiçbir kararlı kimyasal bileşiği yoktur.

 

fen bilimleri

6961
0
0
Yorum Yaz