Helium                         2He

Abb.: Helium dient als Füllgas für Zeppeline und Gasballons

 

griech.: Helios ("Sonne")

   
relative Atommasse: 4,002602
Ordnungszahl: 2
Schmelzpunkt: -271,4°C
Siedepunkt: -268,935°C
Oxidationszahlen: ---
Dichte: 0,17847g/l
Härte: ---
Elektronegativität (Pauling): ---
Atomradius: 128pm
Elektronenkonfiguration: 1s2

 

Eigenschaften

 

Physikalische Eigenschaften: Helium ist bei Normbedingungen (25°C und 1014hPa) ein farbloses und geruchloses Gas. Es leitet die Wärme etwa 300mal besser als Silber und ist somut ein ausgezeichneter Wärmeleiter. In normaler Luft hat der Schall eine Geschwindigkeit von 300 Meter pro Sekunde, im Heliumgas bewegt er sich jedoch mit der doppelten Geschwindigkeit fort. Diese Eigenschaft erklärt auch den Mickey-Mouse-Effekt beim Einatmen des Gases.

Chemische Eigenschaften: Da Helium sehr reaktionsträge ist, sind bisher keine natürlichen Helium Verbindungen bekannt.

 

 

Vorkommen

 

Nach dem Wasserstoff ist Helium das zweit häufigste Element des Universums. Auf der Erde kommt es allerdings nur selten vor. In größeren Mengen taucht es als radioaktives Zerfallsprodukt im Erdgas und Erdöl auf. Außerdem entsteht es in der Sonne durch Kernfusionen von Wasserstoffatomen.

 

Abb.: In der Sonne wird ständig Helium durch Kernfusion von Wasserstoffatomen produziert.

Des weiteren entstehen sogenannte Alphastrahlen, also Heliumkerne die ihre Elektronen abgegeben haben, bei radioaktiven Zerfallsprozessen. Ein normales Heliumatom besitzt 2 Protonen, 2 Neutronen im Atomkern und 2 Elektronen in seiner Atomhülle. Natürliches Helium besteht aus einem Gemisch von zwei verschiedenen Heliumisotopen. Mit circa 0,00014% ist in diesem Gemisch das Helium-3-Isotop vertreten, welches nur ein Neutron in seinen Atomkern aufweist.

 

 

Geschichtliches

 

Geschichtliches:

Im Jahre 1968 beobachteten der Astrophysiker Pierre Jules César

Janssen in Indien und der englische Astronom Sir Joseph Norman Lackyer in London das Spektrum der Sonne während einer Sonnenfinsternis. Dabei viel den beiden Wissenschaftlern eine Spektrallinie auf, welche auf ein neues Element hinwies. Aufgrund der Entdeckungsgeschichte erhielt Helium auch seinen Namen. Es ist abzuleiten von dem griechischen Wort "hélios", was Sonne bedeutet. Im Jahre 1894 gelang es dem Chemiker Sir William Ramsey erstmals Helium als Reinstoff zu synthetisieren. Dabei wiederholte Ramsey einen Versuch von William Francis Hillebrand und leitete Stickstoff aus der Luft über glühendes Magnesium, wobei Magnesiumnitrit entsteht. Außerdem blieb noch ein Gas übrig, welches eine Mischung von verschiedenen Edelgasen enthielt. 1895 gelang es dann über die fraktionierte Destillation Helium zu gewinnen.

  

Abb.: Sonnenfinsternis  

 

 

Darstellung

 

Helium wird wie alle Edelgas mit Hilfe der fraktionierten Destillation von verflüssigter Luft gewonnen. Außerdem lässt es sich auch aus verflüssigtem Erdgas gewinnen.

 

 

Verwendung

 

Aufgrund seiner geringen Dichte dient Helium als Füllgas für Luftschiffe und Wetterballons (siehe Abbildung). Es ersetzt seit längerer Zeit dass noch "leichtere" Wasserstoff als Füllgas, da es nicht brennbar ist. Außerdem lässt es sich als Füllung für Leuchtstoffröhren und Glühbirnen. Außerdem wird es zum Tiefseetauchen eingesetzt, da es sich schlechter in Blut lösen lässt als Stickstoff und somit die gefährliche Taucherkrankheit vermeidet. Des weiteren lässt sich Helium als Schutzgas beim Schweißen einsetzen.

 

 

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