Helium
| Allgemeine
Eigenschaften |
| Name |
Helium, engl. "helium" |
| Formelzeichen |
He |
| Ordnungszahl |
2 |
| Isotope (%) |
3He - 0,000137
4He - 99,999863 |
| Alle Isotope künstlich |
nein |
- Helium ist ein bei Zimmertemperatur
farb- und geruchloses Gas.
- Es besitzt die niedrigste
Schmelztemperatur aller Elemente.
- Wie alle anderen Edelgase ist Helium
sehr reaktionsträge. Es sind keine natürlichen Heliumverbindungen
bekannt.
- Bei tiefen Temperaturen wandelt sich
Helium (Helium I) in eine andere Zustandform (Helium II) um. Helium II
ist der beste bekannte Wärmeleiter und besitzt eine 300mal höhere Wärmeleitfähigkeit
als Silber. Außerdem fließt es ohne innere Reibung und durchdringt
selbst winzigste Öffnungen. Aufgrund dieser Eigenschaften wird Helium
II auch als Supraflüssigkeit bezeichnet.
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| Chemische
Eigenschaften |
| Elektronegativität nach Pauling
(Oxidationsstufe) |
k.A. |
| Elektronenkonfiguration |
1s2 |
| Oxidationszahlen |
k.A. |
| bevorzugt |
k.A. |
| Physikalische
Eigenschaften |
| Mittlere Atommasse (u) |
4,002602 ± 2 |
| Dichte (g/dm3) |
0,17847 |
| Schmelztemperatur (°C) |
-271,4 |
| Siedetemperatur (°C) |
-268,935 |
| Härte (Mohs) |
k.A. |
| Atomradius in pm |
128 |
| Ionenradius in pm (Ladung bzw.
Oxidationszahl) |
k.A. |
| 1. Ionisierungsenergie (kj/mol bei 25° C) |
2379 |
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Radioaktive
Eigenschaften |
| Alle Isotope radioaktiv |
nein |
| Langlebigstes Isotop |
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| Halbwertszeit |
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| Strahlungsart |
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| Geschichtliches |
| 1868 |
- Während einer totalen
Sonnenfinsternis beobachten der französische Astrophysiker Pierre Jules
César Janssen in Indien und der englische Astronom Sir Joseph Norman
Lockyer in London im Spektrum der Sonne eine Spektrallinie, die auf eine
neues Element hinweist.
-
Auf Vorschlag Lockyers erhält das Element den Namen Helium von
griechisch hélios ("Sonne").
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| 1894 |
- Erstmalige Synthese von
Helium als Reinstoff durch den englischen Chemiker Sir William Ramsey.
-
Ramsey wiederholt einen Versuch von William Francis Hillebrand aus dem
Jahre 1890 und leitet Stickstoff aus der Luft über glühendes
Magnesium, wobei Magnesiumnitrid entsteht.
- Aus dem dabei verbliebenen
Gasgemisch mehrerer Edelgase kann er durch fraktionierte
Destillation schließlich reines Helium gewinnen.
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| Vorkommen |
- Helium ist mit ca. 7,19 % aller
Atome, das zweithäufigste Element im Universum.
- In der Erdhülle kommt es jedoch
nur mit einem Anteil von 0,0000004 % vor. In normaler Luft sind
rund 0,00046 % Helium enthalten. In größeren Mengen findet sich
das Edelgas auch als radioaktives Zerfallsprodukt im Erdgas und im
Erdöl, die bis zu 10 % Helium enthalten können.
- Viele radioaktive Stoffe senden
sogenannte Alphastrahlen aus, die aus zweifach positiv geladenen
Heliumkernen bestehen.
- Heliumatome mit der Massezahl 4 (4He)
besitzen 2 Protonen, 2 Elektronen und 2 Neutronen.
- Natürlich vorkommendes Helium
besteht aus einem Gemisch der zwei Isotopen 3He und 4He.
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| Verwendung |
- Helium dient aufgrund der geringen
Dichte zur Füllung von Luftschiffen und Wetterballons.
- Wie Neon und Argon wird es zur Füllung
von Leuchtstoffröhren verwendet.
- Helium wird als Schutzgas (z.B. beim
Schweißen) verwendet, beim Dotieren von Halbleitern benutzt man es
als Trägergas.
- Spezielle Luftgemische mit hohen
Heliumanteilen kommen auch beim Tauchen in größeren Tiefen zum
Einsatz.
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| Herstellung |
- Durch Verflüssigung von Erdgas
(seltener Luft) und anschließende fraktionierte Destillation.
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