Helyum

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Atla: kullan, ara


Helyum (He)

H Periyodik cetvel He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba   Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra   Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo  
  La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
  Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr  


Temel özellikleri
Atom numarası 2
Element serisi Asil gazlar
Grup, periyot, blok 18, 1, s
Görünüş renksiz
Helyum
Atom ağırlığı 4,002602(2) g/mol
Elektron dizilimi 1s2
Enerji seviyesi başına
Elektronlar
2
CAS kayıt numarası 7440-59-7
Fiziksel Özellikleri
Maddenin hali Gaz
Yoğunluk (0 °C, 101.325 kPa)1,786•10-4 g/cm³
Sıvı haldeki yoğunluğu (erime noktasında) 0,145 g/cm³
(kaynama noktasında) 0,125 g/cm³
Ergime noktası (at 2,5 MPa) 0,95 °K
−272,2 °C
Kaynama noktası 4,15[1] °K
−269,0 °C
Ergime ısısı 0,0138 kJ/mol
Buharlaşma ısısı 0,0840 [1] kJ/mol
Isı kapasitesi 20,786 J/(mol·K)
Atom özellikleri
Kristal yapısı Yakın paketlenmiş altıgen
Yükseltgenme seviyeleri 0
Elektronegatifliği - Pauling ölçeği
İyonlaşma enerjisi 1'nci: 2372,3 kJ/mol
2'nci: 5250,5 kJ/mol
Atom yarıçapı - pm
Atom yarıçapı (hes.) - pm
Kovalent yarıçapı 28 pm
Van der Waals yarıçapı 140 pm
Diğer özellikleri
Elektrik direnci - nΩ·m (20°C'de)
Isıl iletkenlik 0,1513 W/(m·K)
Isıl genleşme - µm/(m·K) (25°C'de)
Ses hızı 970 m/s (0'de)
Mohs sertliği -
Vickers sertliği - MPa
Brinell sertliği - MPa

Helyum (He) (Antik Yunanca: ἥλιος helios güneş) periyodik cetvelin birinci periyot 8A grubunda yer alan bir gazdır.

Hakkında[değiştir | kaynağı değiştir]

Hidrojenden sonra en hafif gazdır. Renksiz, kokusuz olmakla beraber soy gaz olduğu için tepkimeye girmez ve bu yüzden eylemsizdir. Soy gazların 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 ikidir. Bu doğrultuda helyum, soy gazlar kuralına uyan bir gazdır. Bağıl atom kütlesi ise 4,0026'tır. Oda sıcaklığında gazdır ve gaz dışında başka hallerde görmek doğal koşullarda imkansızdır; çünkü erime noktası -272,05 °C ve kaynama noktası -268,785 °C'dir. Ancak laboratuar koşullarında sağlanabilen sıcaklıklarda katı ve sıvı halinde görebilir. 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 kullanılmamakta ve yerini Helyum'a bırakmaktadır. Atom çapı 49 pm'dir. Elektronegatifliği (elektronegatiflik) yoktur ve elektron dizilimi 1s (kare)'dir. Yükseltgenme basamağı sayısı sıfırdır. (Her 20.000 küçük helyum balonu bir insanin ağırlığını 6 kg azaltır.)

Kullanım alanları[değiştir | kaynağı değiştir]

Helyum atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır. Ayrıca helyum radyoaktif minerallerde ve Amerika Birleşik Devletleri'nde tabii gazlarda bulunur. Helyum, sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonundan elde edilir.

Havadan hafif olması uçan balonlarda kullanılabilmesini sağlar. Hidrojen gibi yanıcı-patlayıcı özelliği olmadığı için de oldukça güvenlidir ama bu güvenlik pahalı olduğu için bu madde pek kullanılmamaktadır. Pahalı olmasının nedeni evrende hidrojenden sonra en çok bulunan element olmasına ve dünya atmosferinde 1/200.000 oranında bulunmasına rağmen, sıvı havanın ayrımsal damıtılmasıyla elde edilemez. Bunun sebebi, Helyumun atmosferdeki diğer birçok gazın aksine Joul-Thompson katsayısının pozitif olmayışıdır. Bu da onun sıkıştırılmak suretiyle sıvılaştırılmasını engeller ve de havadan elde edilmesini imkânsız hale getirir.

ABD'deki bazı doğal gaz yataklarında % 7'ye varan oranlarda He gazı bulunmaktadır ki bu Helyumun ticari olarak satılabilecek kadar üretilmesine imkân sağlamaktadır.

Helyum inert gaz olması özelliğinden dolayı bazı metallerin inert atmosfer oluşturulmasına kullanılır. Ayrıca dalgıç tüpleri % 80 He ve % 20 O2'den oluşur. Sıvı hava yerine helyumla karıştırılmış oksijen kullanılmasının sebebi vurgun diye tabir edilen olayı önlemektir. Helyumun buradaki fonksiyonu, yukarıda bahsi geçen Joule-Thompson katsayısının negatif olması nedeniyle yüksek basınçta sıvılaşmayıp, dalgıçlar yukarı doğru çıkarırken 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 (NMR cihazlarında)

Helyumun insan sesini inceltmesi hakkında[değiştir | kaynağı değiştir]

Bu durum, sesin helyum içinde daha hızlı hareket etmesinden kaynaklanmaktadır. Bunun sebebi de gazlar içindeki sesin hızının, gazın yoğunluğunun karekökünün ters orantılı olmasıdır. Helyum da havadan çok daha az yoğun bir gaz olmasından dolayı (uçan balonlar gibi), helyum içinde sesin hızı havadakine göre birkaç kat daha fazladır. Ses tellerini hava yerine helyumun titreşmesi ve sesin helyum içinde daha hızlı ilerlemesi nedeniyle, insan sesi tiz bir şekilde çıkar. Alınan helyum, tekrar verildikten sonra bu ses incelmesi etkisini kaybeder.

Benzer şekilde yine, inert ve zehirsiz olan SF6 gazını solumanız durumunda ise, bu kez bu gazın havadan yaklaşık altı kat daha yoğun olması ve bu nedenle sesin SF6 içinde havadakinden çok daha yavaş ilerlemesinden dolayı, bu kez insan sesi kalın çıkmaktadır.

Tarihçe[değiştir | kaynağı değiştir]

Helyum ilk olarak 1868'de İngiltere'de astronom Norman Lockyer tarafından tayf çizgileri olarak gözlenmiştir. İskoçyalı kimyacı William Ramsey 1895 yılında uranyum içeren kleveyit minerali ve bir asitle yaptığı bir deneyde, helyum oluştuğunu görmüştür. 1868 yılında Fransız Pierre Janssen ve İngiliz Norman Lockyer birbirinden bağımsız olarak helyumu keşfetmişlerdir. 1908 yılında Heike Kamerlingh Onnes 0,9 K’ de ilk sıvı helyumu elde etmiştir.

Madde Adı Yoğunluğu (g/l) Durumu
Helyum 0,1786 0 °C ve deniz seviyesinde
Hava 1,2929 0 °C ve deniz seviyesinde
SF6 6,164 0 °C ve deniz seviyesinde

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ a b Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, DOI:10.1021/je1011086.

Dış bağlantılar[değiştir | kaynağı değiştir]