Предыдущая статья:
Начало:
Гелий, в отличие от водорода, является инертным газом. Его валентность в нормальном состоянии равна нулю. Поэтому он ни с чем не реагирует. Ну, или почти ни с чем. На уроке:
Я писал о том, что гелий может реагировать с фтором, если его предварительно ионизировать. При очень высоких давлениях существуют и другие соединения гелия, например, с натрием, железом, и литием.
Почему водород одновалентный, а гелий имеет нулевую валентность? Дело в том, что на самом первом энергетическом уровне могут находиться только два электрона. Так как принцип запрета Паули запрещает два электрона в одной квантовой системе (а атом – это квантовая система) с одними и теми же квантовыми числами, то у другого электрона должно быть иное другое квантовое число. Этим другим числом может быть спин. Спина у электрона может быть только два, поэтому на первом энергетическом уровне может быть только два электрона. И что у нас получается? У водорода на первом уровне электрона не хватает, поэтому он стремиться забрать электрон у другого атома. Поэтому водород одновалентный. У гелия весь первый уровень заполнен электронами, и недостатка в электронах нет. Вот почему он имеет нулевую валентность и является инертным.
Что представляет собой гелий? Это газ без цвета и без запаха, легче воздуха. Если накачать гелием шарик, то это шарик будет летать. Еще если человек подышит гелием, то он будет смешно говорить.
Гелий широко используется в промышленности и в народном хозяйстве. В частности:
· В металлургии в качестве защитного инертного газа для выплавки чистых металлов, а так же при сварке, литье и резке цветными металлов. Продувка жидкого металла струей гелия извлекает растворенные в металле газы и удаляет в виде шлака неметаллические примеси.
· Внезапно, но гелий добавляют в пищу. Для чего? А чтобы она не портилась. Гелий даже зарегистрирован как пищевая добавка E939.
· Им наполняют дирижабли, аэростаты, и детские воздушные шарики. Раньше, правда, дирижабли наполняли водородом. Но однажды нехило так рвануло. Поэтому теперь дирижабли и прочие аэростаты наполняют исключительно гелием.
· Жидкий гелий используют для охлаждения до сверхнизких температур.
· В дыхательных смесях для дайверов.
· Для заполнения газоразрядных трубок (это такая трубка с газом, через нее пропускают электрический ток и она светится).
· В ядерных реакторах.
· Для тестирования газового оборудования на предмет утечек газа.
· В гелиевых лазерах.
· И еще для много чего другого.
В общем, понятно, гелия, как и водорода, нужно много. Очень много. И как же его добывают? А добывают гелий путем его выделения из природного газа. Того самого, который у вас в газовой плите. Природный газ состоит, преимущественно, из метана (CH4), но в нем есть и другие газы, гелий в том числе. Правда, его там только 0.1%.
Как же разделяют природный газ? Один из способов – это сжижения. Температура кипения у каждого газа разная. Таким образом, если смесь газов превратить в жидкость, а потом нагревать ее, то начинает испаряться тот газ, температуре кипения которого соответствует температура смести. Такой способ разделения называют фракционной дистилляцией.
Итак, подытожим. Гелий инертный газ, без цвета и запаха, практически ни с чем не реагирует (кроме экстремальных условий). На этом про гелий пока все, с химической точки зрения про него вроде как больше и сказать то нечего.