Список изотопов
| Нуклид | Z | N | Изотопная масса (Да ) | Период полураспада | РазлагатьсяРежим | Дочьизотоп | Вращение и | Природное изобилие (мольная доля) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Нормальная пропорция | Диапазон вариации | ||||||||
| 2 | 2.015894(2) | ≪ 10−9 s | п (>99.99%) | 2 1ЧАС | 0+# | ||||
| β+ (<0.01%) | 2ЧАС | ||||||||
| 3Он | 2 | 1 | 3.01602932265(22) | Стабильный | 1/2+ | 1.34(3)×10−6 | 4.6×10−10−4.1×10−5 | ||
| 4Он | 2 | 2 | 4.00260325413(6) | Стабильный | 0+ | 0.99999866(3) | 0.999959-1 | ||
| 5Он | 2 | 3 | 5.012057(21) | 700(30)×10−24 s | п | 4Он | 3/2− | ||
| 6Он | 2 | 4 | 6.01888589(6) | 806,92 (24) мс | β− (99.99%) | 6Ли | 0+ | ||
| β−, α (2,8 × 10−4%) | 4Он, 2ЧАС | ||||||||
| 7Он | 2 | 5 | 7.027991(8) | 2.51(7)×10−21 s | п | 6Он | (3/2)− | ||
| 8Он | 2 | 6 | 8.03393439(10) | 119,1 (12) мс | β− (83%) | 8Ли | 0+ | ||
| β−, п (16,1%) | 7Ли | ||||||||
| β−, деление (0,9%) | 5Он, 3ЧАС | ||||||||
| 9Он | 2 | 7 | 9.04395(5) | 2.5(23)×10−21 s | п | 8Он | 1/2+# | ||
| 10Он | 2 | 8 | 10.05282(10) | 3.1(20)×10−21 s | 2n | 8Он | 0+ |
- () — Неопределенность (1σ) дается в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
-
Режимы распада:
n: Эмиссия нейтронов п: Испускание протонов - Жирный символ как дочка — Дочерний продукт стабильный.
- () значение вращения — указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
- # — Значения, отмеченные #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN ).
- Средний в протон-протонная цепная реакция
- ^ Произведено во время Нуклеосинтез Большого взрыва
- Это и 1H — единственные стабильные нуклиды с большим количеством протонов, чем нейтронов
- Имеет 2 гало нейтроны
- Имеет 4 нейтрона гало
Изотопный состав относится к составу воздуха.
Гелий-2 (дипротон)
Гелий-2 или 2Он — крайне нестабильный изотоп гелия. Его ядро, дипротон, состоит из двух протоны без нейтроны. Согласно теоретическим расчетам, он был бы намного стабильнее (хотя все еще подвергается β+ разлагаться к дейтерий ) если сильная сила было на 2% больше. Его нестабильность обусловлена спин-спиновым взаимодействием ядерных сил, а Принцип исключения Паули, что заставляет два протона иметь анти-выровненные спины и дает дипротону отрицательный энергия связи.
Возможно, были наблюдения 2Он. В 2000 году физики впервые наблюдали новый тип радиоактивного распада, при котором ядро испускает два протона сразу — возможно, 2Он ядро. Команда под руководством Альфредо Галиндо-Урибарри из Окриджской национальной лаборатории объявила, что это открытие поможет ученым понять сильную ядерную силу и даст новое понимание создание элементов внутри звезд. Галиндо-Урибарри и его сотрудники выбрали изотоп неона с энергетической структурой, которая не позволяет ему испускать протоны по одному. Это означает, что два протона выбрасываются одновременно. Команда выпустила пучок ионов фтора по богатой протонами мишени, чтобы произвести 18Ne, который затем распался на кислород и два протона. Любые протоны, выброшенные из самой мишени, идентифицировались по их характерным энергиям. Есть два пути, по которым может происходить двухпротонная эмиссия. Ядро неона могло бы выбросить «дипротон» — пару протонов, связанных вместе в виде 2Он ядро, которое затем распадается на отдельные протоны. В качестве альтернативы протоны могут испускаться отдельно, но одновременно — так называемый «демократический распад». Эксперимент был недостаточно чувствительным, чтобы установить, какой из этих двух процессов имеет место.
Больше доказательств 2Он был найден в 2008 году на Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, в Италии. Луч 20Ne ионы направлялись на мишень из бериллиевой фольги. Это столкновение превратило некоторые из более тяжелых ядер неона в пучке в 18Ne ядра. Затем эти ядра столкнулись с фольгой из свинца. Второе столкновение произвело эффект возбуждения 18Ne ядро в крайне нестабильное состояние. Как и в предыдущем эксперименте в Ок-Ридже, 18Ne ядро распалось на 16О ядро плюс два протона, вылетающих с одного направления. Новый эксперимент показал, что два протона изначально были выброшены вместе и коррелировали в квазисвязанном состоянии. 1S конфигурация, прежде чем распадаться на отдельные протоны гораздо меньше, чем через наносекунду.
Дальнейшие доказательства получены из RIKEN в Японии[нужна цитата ] и ОИЯИ в Дубна, Россия,[нужна цитата ] где лучи 6Он ядра были направлены на криогенную водородную мишень для получения 5Он. Было обнаружено, что 6Он ядро может отдать водороду все четыре своих нейтрона.[нужна цитата ] Два оставшихся протона могут быть одновременно выброшены из мишени в виде 2Он ядро, которое быстро распалось на два протона. Подобная реакция наблюдалась и у 8Он ядра, сталкивающиеся с водородом.
2Он является промежуточным звеном на первом этапе протон-протонная цепная реакция. Первая стадия протон-протонной цепной реакции — двухэтапный процесс; сначала два протона сливаются, образуя дипротон:
- 11ЧАС + 11ЧАС + 1,25 МэВ → 22Он,
за которым последовал немедленный бета-плюс распад дипротона в дейтерий:
- 22Он → 21D + е+ + νе + 1,67 МэВ,
с общей формулой
- 11ЧАС + 11ЧАС → 21D + е+ + νе + 0.42 МэВ.
Гипотетический эффект связывания дипротона на Большой взрыв и звездный нуклеосинтез был исследован. Некоторые модели предполагают, что вариации сильного взаимодействия, допускающие существование связанного дипротона, позволили бы преобразовать весь первичный водород в гелий во время Большого взрыва с катастрофическими последствиями для развития звезд и жизни. Это предложение используется как пример антропный принцип. Однако исследование 2009 г. предполагает, что такой вывод сделать нельзя, так как образующиеся дипротоны все равно распадутся на дейтерий, энергия связи которого также увеличится. В некоторых сценариях постулируется, что водород (в форме дейтерия) все еще может выжить в относительно больших количествах, опровергая аргументы, что сильное взаимодействие настроен в пределах точного антропного предела.
Гелий ионный или ковалентный?
Элементы имеют ионную или ковалентную природу по способности электронного перехода. Давайте разберемся в электронных свойствах гелия.
Гелий не может быть ионным или ковалентным, поскольку он не передает и не разделяет электронное облако с другими элементами из-за своей инертной природы в нормальных условиях из-за фиксированного числа его орбиталей.
Почему и как гелий не является ионным или ковалентным?
Гелий не может переносить электронное облако, но может переходить в возбужденное состояние и реагировать с электронным облаком окружающей среды. Поясним далее это эксимерное соединение.
В определенных обстоятельствах, если мы возбудим гелий, он может образовать эксимер, то есть димер останется только в возбужденном состоянии. Если это вернется в основное состояние, димера не будет. Это энергетически неустойчиво в этом состоянии.
Является ли гелий коррозионным?
Пластичность — это мера устойчивости материала к удлинению, обычно наблюдаемая в металлах. Поговорим об этом, если это возможно для гелия.
Гелий не может быть пластичным как газ, если мы удалим механическую нагрузку, он снова вернется к своей прежней форме. Так что стабильности в конкретном производстве нет.
Почему и как гелий не вызывает коррозии?
Коррозия возникает в основном из-за окисление, при котором коррозионный элемент ведет себя как окислитель. Рассмотрим это на примере гелия.
Гелий не является коррозионным элементом, так как для этого он должен окислять другой элемент и принимать электроны. Но будучи 1st элемент периода в группе 18, он не может увеличить свой номер орбиты, чтобы принять приближающееся электронное облако.
Интересные свойства гелия
Начнем с того, что гелий не может вступать в химические реакции вовсе, а так же не имеет степеней окисления. Гелий – одноатомный газ, и имеет всего лишь один электронный уровень (оболочку), являясь крайне устойчивым газом, так как имеет полностью заполненный электронами первый уровень, что говорит о сильном воздействии ядра на электроны. Атомы гелия, не то, что не реагируют с другими веществами, более того, они не соединяются даже друг с другом.
Жидкий гелий имеет ряд абсолютно уникальных свойств. В 30 годах 20-го века, при еще меньших температурах было замечено крайне странное и невероятное явление – когда гелий охлаждается до температуры всего на 2 градуса превышающей абсолютный ноль, происходит его неожиданная трансформация. Поверхность жидкости становится абсолютно спокойной и гладкой, ни единого пузырька, ни малейшего бурления жидкости. Жидкий гелий превращается в сверхтекучую жидкость. Такой гелий может забраться по стенкам и «сбежать» из сосуда, в котором он хранится, это происходит из за нулевой вязкости сжиженного газа. Он может стать фонтаном, обладающим нулевым трением, а значит, такой фонтан может течь бесконечно. Несмотря на все теории, ученые установили, что сжиженный гелий это непросто жидкость. Например, начиная с 2He, оказалось, что сжиженный газ состоит из двух взаимопроникающих жидкостей: нормальной (вязкой) и сверхтекучей (нулевая вязкость) компоненты. Сверхтекучая компонента является идеальной и обладает нулевым трением, при протекании в любых сосудах и капиллярах.
Что же касается твердого гелия, то на данный момент, ученые проводят многочисленные опыты и эксперименты. Твердый 4He обладает квантовым эффектом, таким как кристаллизационная волна. Этот эффект основан на колебании границы раздела фаз в системе – «кристалл – жидкость». Достаточно немного качнуть такой гелий, и граница фаз между жидкостью и твердым веществом будет схожа с границей двух жидкостей!
Применение
Гелий используют для создания инертной и защитной атмосферы при сварке, резке и плавке металлов, при перекачивании ракетного топлива, для наполнения дирижаблей и аэростатов, как компонент активной среды гелий-неоновых лазеров. Гелий-3 используется для наполнения газовых нейтронных детекторов, как рабочее тело гелиевых течеискателей. Жидкий гелий, самая холодная жидкость на Земле, — уникальный хладагент в экспериментальной физике, позволяющий использовать сверхнизкие температуры в научных исследованиях (например, при изучении электрической сверхпроводимости). Благодаря тому, что гелий очень плохо растворим в крови, его используют как составную часть газовой смеси, подаваемой для дыхания водолазам — замена азота воздуха на гелий предотвращает кессонную болезнь (при вдыхании обычного воздуха содержащийся в нём азот под повышенным давлением растворяется в крови, а при падении давления выделяется из неё в виде пузырьков, закупоривающих мелкие сосуды).
Гелий на Земле
В земной коре насчитывается 29 изотопов, при радиоактивном распаде которых образуются альфа частицы –
высокоактивные, обладающие большой энергией ядра атомов гелия.
В основном земной гелий образуется при радиоактивном распаде урана-238, урана-235, тория и нестабильных
продуктов их распада. Несравнимо меньшие количества гелия дает медленный распад самария-147 и висмута.
Все эти элементы порождают только тяжелый изотоп гелия – 4Не, чьи атомы можно рассматривать как останки
альфа частиц, захороненные в оболочке из двух спаренных электронов – в электронном дублете. В ранние
геологические периоды, вероятно, существовали и другие, уже исчезнувшие с лица Земли естественно
радиоактивные ряды элементов, насыщавшие планету гелием. Одним из них был ныне искусственно
воссозданный нептуниевый ряд.
По количеству гелия, замкнутого в горной породе или минерале, можно судить об их абсолютном возрасте.
В основе этих измерений лежат законы радиоактивного распада: так, половина урана-238 за 4,52 млрд лет
превращается в гелий и свинец.
Гелий в земной коре накапливается медленно. Одна тонна гранита, содержащая 2 г урана и 10 г тория, за миллион
лет продуцирует всего 0,09 мг гелия – половину кубического сантиметра. В очень немногих богатых ураном и
торием минералах содержание гелия довольно велико – несколько кубических сантиметров гелия на грамм.
Однако доля этих минералов в естественном производстве гелия близка к нулю, так как они очень редки.
Природные соединения, в составе которых есть альфа активные изотопы, – это только первоисточник, но не
сырье для промышленного получения гелия. Правда, некоторые минералы, обладающие плотной структурой –
самородные металлы, магнетит, гранат, апатит, циркон и другие, – прочно удерживают заключенный в них гелий.
Однако большинство минералов с течением времени подвергаются процессам выветривания,
перекристаллизации и т.д., и гелий из них уходит.
Высвободившиеся из кристаллических структур гелиевые пузырьки отправляются в путешествие по земной коре.
Очень незначительная часть их растворяется в подземных водах. Для образования более или менее
концентрированных растворов гелия нужны особые условия, прежде всего большие давления. Другая часть
кочующего гелия через поры и трещины минералов выходит в атмосферу. Остальные молекулы газа попадают
в подземные ловушки, в которых скапливаются в течение десятков, сотен миллионов лет. Ловушками служат
пласты рыхлых пород, пустоты которых заполняются газом. Ложем для таких газовых коллекторов обычно
служат вода и нефть, а сверху их перекрывают газонепроницаемые толщи плотных пород.
Так как в земной коре странствуют и другие газы (главным образом метан, азот, углекислота), и притом в гораздо
больших количествах, то чисто гелиевых скоплений не существует. Гелий в природных газах присутствует как
незначительная примесь. Содержание его не превышает тысячных, сотых, редко – десятых долей процента.
Большая (1,5…10%) гелиеносность метано-азотных месторождений – явление крайне редкое.
Природные газы оказались практически единственным источником сырья для промышленного получения гелия.
Для отделения от прочих газов используют исключительную летучесть гелия, связанную с его низкой температурой
сжижения. После того как все прочие компоненты природного газа сконденсируются при глубоком охлаждении,
газообразный гелий откачивают. Затем его очищают от примесей. Чистота заводского гелия достигает 99,995%.
Запасы гелия на Земле оцениваются в 5·1014 м3; судя же по вычислениям, его образовалось в земной коре
за 2 млрд лет в десятки раз больше. Такое расхождение теории с практикой вполне объяснимо.
Гелий – легкий газ и, подобно водороду (хотя и медленнее), не улетучивается из атмосферы в мировое пространство.
Вероятно, за время существования Земли гелий нашей планеты неоднократно обновлялся – старый
улетучивался в космос, а вместо него в атмосферу поступал свежий – «выдыхаемый» Землей.
В литосфере гелия по меньшей мере в 200 тыс. раз больше, чем в атмосфере; еще больше потенциального
гелия хранится в «утробе» Земли – в альфа активных элементах. Но общее содержание этого элемента в
Земле и атмосфере невелико. Гелий – редкий и рассеянный газ. На 1 кг земного материала приходится
всего 0,003 мг гелия, а содержание его в воздухе – 0,00052 объемного процента. Столь малая концентрация
не позволяет пока экономично извлекать гелий из воздуха.
Катион или анион гелия?
Катион или анион — это заряженные частицы с большим или меньшим количеством электронов, чем у чистого элемента. Исследуем, имеет ли гелий такую конфигурацию.
Гелий не является ни катионом, ни анионом. Чтобы стать ионом, гелиевый элемент должен принять или отдать электрон, что невозможно для его полностью заполненной электронной оболочки.
Почему и как гелий не является катионом или анионом?
Энергия активации может объяснить причину образования ионов. Давайте посмотрим, почему гелий является нейтральным газом.
Гелий не может производить катион или анион, так как требуется дополнительная энергия стабилизации, которая очень велика, чтобы нарушить стабильную конфигурацию.
Гелий-3. Запасы на Луне и не только
Но как насчет Луны? У нее, как подозревают ученые, есть миллион тонн гелия-3. Такое количество может покрыть сегодняшнюю мировую потребность в электроэнергии на 3300 лет.
Чтобы извлечь гелий-3, реголит, верхний пылевой слой Луны, должен быть нагрет до примерно 900 °C. Затем, например, путем охлаждения – гелий должен быть отделен от других газов. Затем он также должен быть отделен от гелия-4 либо путем дополнительного охлаждения. Либо другим способом обогащения (например, центрифугой). Выход будет не очень высоким: при типичной концентрации 3,3 части на миллиард, одна тонна реголита содержит около 3,3 миллиграмма гелия-3. Для производства 300 тонн гелия-3 необходимо ежегодно перерабатывать 90 миллиардов тонн реголита. При глубине добычи в десять метров в год нужно было бы разрабатывать 4500 квадратных километров. То есть каждые девять лет площадь размером с Швейцарию.
Усилия понадобятся колоссальные. Но окупятся ли они?
Расчеты показывают, что возможный выход энергии от использования гелия-3 в 70 миллионов раз превышает затраты по его транспортировке с Луны на Землю. Это означает – как и в случае с нефтью на Земле, что транспортные расходы вряд ли сыграли бы какую-то роль в формировании цены ресурса. Это открывает нам новые возможности. Если мы найдем место, где условия для извлечения гелия-3 лучше, чем на Луне, можно легко справиться даже с большими расстояниями, используя мощные ракеты. В итоге все это многократно окупится. И в Солнечной системе есть такие места. Это атмосферы газовых гигантов.
Уран – самый легкий среди газовых гигантов. А это значит, что от него легче всего уйти. Энергия, необходимая для доставки одного килограмма гелия-3 из атмосферы Урана на Землю, почти в 200 раз больше, чем при доставке с Луны. Но в отличие от Луны, гелий-3 уже присутствует в атмосфере Урана. Он составляет около 0,005% ее объема. И может быть легко отделен от других газов. Кроме того, его количество там колоссально. В общей сложности в атмосфере Урана содержится около 400 квадриллионов тонн гелия-3. Этого достаточно для покрытия мирового потребления электроэнергии при сегодняшних объемах в течение следующих 5 миллиардов лет.
Если ученые разработают реакторы, работающие на гелии-3, его добыча в космосе будет вполне рентабельной.
Стабилен ли гелий?
Только полностью заполненные электронные орбиты могут придать элементу энергетическую устойчивость. Обсудим фактор устойчивости для гелиевых конфигураций.
Гелий стабилен из-за его заполненной основной орбитали, которая не участвует во взаимодействии, образующем связь. Потому что для этого требовалась некоторая энергия активации, которая нарушала полностью заполненную электронную структуру.
Почему и как гелий стабилен?
Гелий имеет энергетически стабильную электронную структуру. Давайте разберемся в этой структурной стабильности гелия.
Гелий остается инертным элементом, поскольку он имеет только орбиту «K», которая содержит орбиталь 1s (волновая функция с определенной энергией). Максимум два электрона с противоположным спином могут занимать орбиталь, что можно увидеть в электронной конфигурации гелия.
Воспламеняется ли гелий?
Горючий газ легко вступает в реакцию окисления и загорается. Посмотрим, возможно ли это для гелия.
Гелий не является горючим газом, это инертный газ, который не может участвовать в окислительно-восстановительных реакциях. Это связано с тем, что в нормальных условиях он имеет стабильную электронную структуру, которая полностью заполнена электронным облаком.
Почему и как гелий негорюч?
Как негорючий газ гелий имеет множество применений. Давайте рассмотрим использование гелия для собственности.
Гелий не воспламеняется, так как не может увеличить свою степень окисления для стабильной конфигурации. Скорее, он используется в качестве охлаждающего агента во многих местах, таких как ЯМР или ИК-спектрометр, для поддержания очень низкой температуры во время регистрации образца, поскольку гелий инертен по своей природе.
Более тяжелые изотопы гелия
Хотя все более тяжелые изотопы гелия разлагаться с период полураспада менее одного второй исследователи использовали ускоритель частиц столкновения для создания необычных атомные ядра за элементы например гелий, литий и азот. Необычные ядерные структуры таких изотопов могут помочь понять изолированные свойства нейтроны.[нужна цитата ]
Самый короткоживущий изотоп — гелий-5 с период полураспада из 7,6×10−22 секунд. Гелий-6 распадается, испуская бета-частица и имеет период полураспада 0,8 секунды. Наиболее изученным тяжелым изотопом гелия является гелий-8. Считается, что этот изотоп, как и гелий-6, состоит из нормального ядра гелия-4, окруженного нейтронным «гало» (содержащим два нейтрона в 6Он и четыре нейтрона в 8Он). Ядра гало стали областью интенсивных исследований. Подтверждены изотопы вплоть до гелия-10 с двумя протонами и восемью нейтронами. 10Он, несмотря на то, что вдвойне магия изотоп, имеет очень короткий период полураспада; он не связан с частицами и почти мгновенно капает два нейтрона.
Как нарисовать структуру гелия-льюиса?
Структуру гелия можно изобразить атомным символом He с электроном на внешней орбите. Давайте посмотрим на следующий шаг, чтобы нарисовать гелий структура льюиса.
шаг 1
На этом этапе необходимо подсчитать общее количество электронов на внешней «K» орбите элемента гелия. Гелий находится в 1st период таблицы Менделеева, поэтому имеют только 1s орбиталь. Есть два непараллельных электрона, которые называются валентными электронами.
Шаг: 2
Этот шаг помогает нарисовать структуру гелия с его атомным символом «He». Два валентных электрона нарисованы точками вокруг символа. Поскольку гелий остается чистым одноатомным элементом, в структуре гелия нет химической связи.
Шаг: 3
Этот шаг рисования гелия структура требует проверки льюиса правило октета структуры. Структура гелия, имеющая только орбиталь «K», удовлетворяет правилу дуплетов. Согласно этому правилу 1s-орбиталь оболочки «К» полностью занята.Структура гелия
Свойства атома гелия:
| 200 | Свойства атома | |
| 201 | Атомная масса (молярная масса) | 4,002602(2) а.е.м. (г/моль) |
| 202 | Электронная конфигурация | 1s2 |
| 203 | Электронная оболочка |
K2 L0 M0 N0 O0 P0 Q0 R0 |
| 204 | Радиус атома (вычисленный) | 31 пм |
| 205 | Эмпирический радиус атома | |
| 206 | Ковалентный радиус | 28 пм |
| 207 | Радиус иона (кристаллический) | |
| 208 | Радиус Ван-дер-Ваальса | 140 пм |
| 209 | Электроны, Протоны, Нейтроны | 2 электрона, 2 протона, 2 нейтрона |
| 210 | Семейство (блок) | элемент s-семейства |
| 211 | Период в периодической таблице | 1 |
| 212 | Группа в периодической таблице | 18-ая группа (по старой классификации – главная подгруппа 8-ой группы) |
| 213 | Эмиссионный спектр излучения |  |
История открытия гелия
Впервые гелий был обнаружен во время солнечного затмения 1868 г. астрономы впервые применили спектроскопию для исследования атмосферы Солнца.
24 октября 1868 г. Французская академия наук получила два сообщения — от Пьера Жюль Сезара Жансена (Pierre Jules Cesar Janssen) из Индии и от Джозефа Нормана Локьера (Joseph Norman Lockyer) из Лондона — об открытии ими в спектре солнечной короны новой ярко-желтой линии, которой впоследствии был присвоен символ D3. Совпадение двух независимых сообщений из разных концов мира свидетельствовало о возможности методами спектроскопии проникнуть в тайны солнечной атмосферы и других далеких звезд.
Вопрос о том, какому веществу отвечает линия D3, долго еще оставался открытым. Было лишь установлено, что в спектрах элементов, известных на нашей планете, пока не обнаружено спектральной линии, подобной ярко-желтой линии D3. Локьер ошибочно считал, что раскаленный газ, излучение которого дает таинственную линию D3, является модификацией водорода, не встречающейся на Земле.
В августе 1871 г. Кельвин заявил, что линия D3 до сих пор не идентифицирована с каким-либо земным элементом. Возможно, что она принадлежит новому веществу, которому Локьер и Жансен предложили дать название гелий (от греческого слова гелиос — солнце).
В 1895 г. Сэр Уильям Рамзай (Sir William Ramsay) изучал газ, выделенный им из минерала клевеита, и в гейслеровой трубке неожиданно обнаружил яркую желтую линию. Выдающийся спектроскопист того времени Уильям Крукс (William Crookes) определил длину волны новой линии (5874,9 А) и установил, что это линия D3, на этом основании Рамзай сообщил (23 марта 1895 г.) об открытии им гелия на Земле.
Такова история открытия важнейшего представителя группы инертных газов, который сначала был обнаружен в солнечной атмосфере, а затем (через 27 лет) — на Земле.
Вскоре гелий был обнаружен в других минералах и горных породах, содержащих уран. Наличие гелия в земной коре позволило сделать вывод о его содержании в атмосфере, хотя многие ученые утверждали, что этот легкий газ, выделяющийся из земной коры, полностью уносится из атмосферы в космическое пространство. Вскоре Генрих Кайзер, а затем Зигберт Фридлендер (1896 г.), а также Эдвард Бэли в результате анализа первой выпаренной фракции жидкого воздуха доказали его присутствие в атмосфере.
Назначение и область применения
N2 применяется для образования инертной среды в процессе высокотемпературной обработки, хранения и перемещения легко окисляемых материалов, а также для консервации металлических трубопроводов и сосудов. Жидкий раствор используется как хладагент или пропускается через специальное оборудование (газификатор) для газообразования.
Так выглядит жидкий технический азот
Благодаря тому, что данный газ не поддерживает горение, он обеспечивает безопасность работы с материалами, которые легко поддаются воспламенению, и часто применяется в установках пожаротушения. Помимо этого, технический азот позволяет реализовать множество технологических операций в разных сферах промышленности, поэтому имеет востребованность в:
- металлургии;
- химической индустрии;
- нефтегазовой промышленности;
- медицине;
- производстве стекла и электроники;
- обработке отходов;
- упаковке товаров питания и др.
Иногда N2 используется для защитных целей во время сварочного процесса, например, для увеличения коррозионной стойкости в дуплексных сталях. Однако, его применение в качестве защитной среды при сварке имеет некоторые ограничения, поскольку в зоне дуги молекула распадается на отдельные атомы N, взаимодействующие со многими металлами. Поэтому для таких целей чаще используется сварочная смесь или более инертный аргон, о характеристиках которого читайте в статье: газ аргон – химические свойства и сфера применения. А о других технических газах вы можете узнать в этом разделе.
