'{{Карточка химического элемента | имя = Гелий/Helium (He) | символ = He | номер = 2 | внешний вид = [[инертный газ]] без [[цвет]]а, [[вкус]]а и [[запах]]а | атомная масса = 4,002602 | радиус атома = ? (31)<ref name="webelements_size">{{cite web|url=http://www.webelements.com/helium/atom_sizes.html|author=|title=Size of helium in several environments|work=|publisher=www.webelements.com|datepublished=|accessdate=2009-07-10|lang=en|description=}}</ref> | энергия ионизации 1 = 2361,3(24,47) | конфигурация = 1s^{<nowiki>2</nowiki>} | ковалентный радиус = 28<ref name="webelements_size"/> | радиус иона = 93<ref name="webelements_size"/> | электроотрицательность = 4,5 | электродный потенциал = 0 | степени окисления = 0 | плотность = 0,147 (при 270 °C) 0,00017846 (при +20 °C) | теплоёмкость = 20,79<ref name="ХЭ">{{книга |автор = Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) |часть = |заглавие = Химическая энциклопедия: в 5 т. |оригинал = |ссылка = |ответственный = |издание = |место = Москва |издательство = Советская энциклопедия |год = 1988 |том = 1 |страницы = 513-514 |страниц = 623 |серия = |isbn = |тираж = 100 000 }} </ref> | теплопроводность = 0,152 | температура плавления = 0,95 (при 2,5 [[Паскаль (единица измерения)|МПа]]) | теплота плавления = | температура кипения = 4,215 (для ⁴He)<ref name="ХЭ"/> | теплота испарения = 0,08 | молярный объём = 31,8 | структура решётки = гексагональная | параметры решётки = a=3,570; c=5,84 | отношение c/a = 1,633 | температура Дебая = }} {{Элемент периодической системы|align=center|fontsize=100%|number=2}} <!-- Название|Атомный номер|Физические свойства|Атомный вес|Радиус атома|Энергия ионизации|Электронная конфигурация|Ковалентный радиус|Радиус иона|Электроотрицательность|Электродный потенциал|Степени окисления|Плотность|Удельная теплоёмкость|Теплопроводность|Температура плавления|Теплота плавления|Температура кипения|Теплота испарения|Молярный объём|Структура решётки|Период решётки|Отношение c/a|Температура Дебая --> <!-- Name| Atomic Number| Appearance| Atomic Weight (u.m)| Atomic Radius (pm)| First Ionizing Energy (kJ/mol)| Electronic Configuration| Covalent Radius (pm)| Ionic Radius (pm)| Pauling Negativity Number| Electrode potential|Oxidation states| Density (g/cm) | Specific Heat (@20°C J/g mol)| Termal Conductivity (@25°C W/m K)| Melting Point (K)| Fusion Heat (kJ/mol)| Boiling Point (K)| Evaporation Heat (kJ/mol)| Atomic Volume|Lattice structure| Lattice constant ()| Lattice c/a ratio| Debye temperature (K) --> '''Гелий''' — второй порядковый [[химический элемент|элемент]] [[периодическая система химических элементов|периодической системы химических элементов]] [[Менделеев, Дмитрий Иванович|Д. И. Менделеева]], с [[атомный номер|атомным номером]] 2. Расположен в главной подгруппе восьмой группы, первом периоде периодической системы. Возглавляет группу инертных газов в периодической таблице. Обозначается символом '''He''' ({{lang-la|Helium}}). [[Простое вещество]] '''гелий''' ([[Регистрационный номер CAS|CAS-номер]]: 7440-59-7) — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха. Гелий — один из наиболее распространённых элементов во [[Вселенная|Вселенной]], он занимает второе место после [[водород]]а. Также гелий является вторым по лёгкости (после водорода) химическим элементом. Гелий добывается из природного газа процессом низкотемпературного разделения — так называемой фракционной перегонкой (см. ''Фракционная дистилляция'' в статье [[Дистилляция]]). == История == 18 августа [[1868 год]]а французский учёный [[Жансен, Пьер Жюль Сезар|Пьер Жансен]], находясь во время полного [[солнечное затмение|солнечного затмения]] в [[Индия|индийском]] городе [[Гунтур]], впервые исследовал [[хромосфера|хромосферу]] [[Солнце|Солнца]]. Жансену удалось настроить [[спектроскоп]] таким образом, чтобы [[спектр]] [[солнечная корона|короны]] Солнца можно было наблюдать не только при затмении, но и в обычные дни. На следующий же день [[спектроскопия]] солнечных [[протуберанец|протуберанцев]] наряду с линиями водорода — синей, зелено-голубой и красной — выявила очень яркую жёлтую линию, первоначально принятую Жансеном и другими наблюдавшими её астрономами за линию D [[Натрий|натрия]]. Жансен немедленно написал об этом во [[Французская Академия наук|Французскую Академию наук]]. Впоследствии было установлено, что ярко-жёлтая линия в солнечном спектре не совпадает с линией натрия и не принадлежит ни одному из ранее известных химических элементов<ref>{{статья|автор= Kochhar, R. K.|заглавие= French astronomers in India during the 17th - 19th centuries|оригинал=|ссылка=http://articles.adsabs.harvard.edu//full/1991JBAA..101...95K/0000099.000.html| автор издания=|издание= Journal of the British Astronomical Association|тип=|место=|издательство=|год= 1991|выпуск=|том= 101|номер= 2|страницы= 95-100|isbn=|язык=en}}</ref><ref name="finkelstein1">{{книга|автор= Финкельштейн Д.Н.|часть= Глава II. Открытие инертных газов и периодический закон Менделеева|заглавие= Инертные газы|оригинал=|ссылка=http://www.book-ua.org/FILES/chem/25_11_2007/ch1434.djvu|издание= Изд. 2-е|место= М.|издательство = Наука|год=1979|том=|страницы=40-46|страниц=200|серия=«Наука и технический прогресс»|isbn=|тираж=19000}}</ref>. Спустя два месяца 20 октября английский астроном [[Локьер, Джозеф Норман|Норман Локьер]], не зная о разработках французского коллеги, также провёл исследования солнечного спектра. Обнаружив неизвестную жёлтую линию с [[длина волны|длиной волны]] 588 нм (более точно 587,56 нм), он обозначил её D₃, так как она была очень близко расположена к [[Фраунгоферова линия|Фраунгоферовым линиям]] D₁ (589,59 нм) и D₂ (588,99 нм) натрия. Спустя два года Локьер, совместно с английским химиком [[Франкланд, Эдвард|Эдвардом Франкландом]], в сотрудничестве с которым он работал, предложил дать новому элементу название «гелий» (от {{lang-grc|}} — «солнце»)<ref name="finkelstein1"/>. Интересно, что письма Жансена и Локьера пришли во Французскую Академию наук в один день — 24 октября 1868 года, однако письмо Локьера, написанное им четырьмя днями ранее, пришло на несколько часов раньше. На следующий день оба письма были зачитаны на заседании Академии. В честь нового метода исследования протуберанцев Французская академия решила отчеканить медаль. На одной стороне медали были выбиты портреты Жансена и Локьера над скрещенными ветвями [[Лавр благородный|лавра]], а на другой — изображение мифического бога Солнца [[Аполлон]]а, правящего в [[колесница|колеснице]] четверкой коней, скачущей во весь опор<ref name="finkelstein1"/>. В 1881 году итальянец [[Пальмиери, Луиджи|Луиджи Пальмиери]] опубликовал сообщение об открытии им гелия в вулканических газах ([[фумаролы|фумаролах]]). Он исследовал светло-желтое маслянистое вещество, оседавшее из газовых струй на краях [[Вулканический кратер|кратера]] [[Везувий|Везувия]]. Пальмиери прокаливал этот вулканический продукт в пламени [[Горелка Бунзена|бунзеновской горелки]] и наблюдал спектр выделявшихся при этом газов. Ученые круги встретили это сообщение с недоверием, так как свой опыт Пальмиери описал неясно. Спустя многие годы в составе фумарол действительно были найдены небольшие количества гелия и [[аргон]]а<ref name="finkelstein1"/>. Только через 27 лет после своего первоначального открытия гелий был обнаружен на Земле — в [[1895 год]]у шотландский химик [[Уильям Рамзай]], исследуя образец газа, полученного при разложении минерала [[клевеит]]а, обнаружил в его спектре ту же ярко-жёлтую линию, найденную ранее в солнечном спектре. Образец был направлен для дополнительного исследования известному английскому ученому-спектроскописту [[Крукс, Уильям|Уильяму Круксу]], который подтвердил, что наблюдаемая в спектре образца жёлтая линия совпадает с линией D₃ гелия. 23 марта 1895 года Рамзай отправил сообщение об открытии им гелия на Земле в [[Лондонское королевское общество]], а также во Французскую академию через известного химика [[Бертло, Марселен|Марселена Бертло]]<ref name="finkelstein1"/>. Шведские химики [[Клеве, Пер Теодор|П. Клеве]] и [[Ленгле, Нильс Абрахам|Н. Ленгле]] смогли выделить из клевеита достаточно газа, чтобы установить атомный вес нового элемента{{нет АИ|14|07|2009}}. В 1896 году [[Кайзер, Генрих Густав Иоганн|Генрих Кайзер]], [[Фридлендер, Зигберт|Зигберт Фридлендер]], а еще через два года [[Бэли, Эдвард Чарльз|Эдвард Бэли]] окончательно доказали присутствие гелия в атмосфере<ref name="finkelstein1"/><ref>{{книга|автор= Aaron John Ihde|часть= Chapter 14. Inorganic chemistry I. Fundamental developments|заглавие= The development of modern chemistry|оригинал=|ссылка=http://books.google.com.by/books?id=34KwmkU4LG0C&lpg=PA373&ots=EPCJryImlG&dq=%D0%9A%D0%B0%D0%B9%D0%B7%D0%B5%D1%80%20%D0%B0%D1%80%D0%B3%D0%BE%D0%BD&hl=en&pg=PA373|издание= Изд. 2-е|место= М.|издательство = Courier Dover Publications|год=1984|том=|страницы=373|страниц=851|isbn=0486642356|тираж=}}</ref><ref name="fast1">{{книга|автор= Фастовский В.Г., Ровинский А.Е., Петровский Ю.В.|часть= Глава первая. Открытие. Происхождение. Распространенность. Применение|заглавие= Инертные газы|оригинал=|ссылка=|издание= Изд. 2-е|место= М.|издательство = Атомиздат|год=1972|том=|страницы=3-13|страниц=352|isbn=|тираж=2400}}</ref>. Еще до Рамзая гелий выделил также американский химик [[Хиллебранд, Уильям Фрэнсис|Фрэнсис Хиллебранд]], однако он ошибочно полагал, что получил [[азот]]<ref name="fast1"/> и в письме Рамзаю признал за ним приоритет открытия. Исследуя различные вещества и минералы, Рамзай обнаружил, что гелий в них сопутствует [[уран (элемент)|урану]] и [[торий|торию]]. Но только значительно позже, в 1906 году, [[Резерфорд, Эрнест|Резерфорд]] и Ройдс установили, что [[альфа-частица|альфа-частицы]] [[радиоактивный элемент|радиоактивных элементов]] представляют собой [[атомное ядро|ядра]] гелия. Эти исследования положили начало современной теории строения [[атом]]а<ref>{{книга|автор=Бронштейн М.П.|часть=Солнечное вещество|заглавие=Солнечное вещество; Лучи икс; Изобретатели радиотелеграфа|оригинал=|ссылка=http://publ.lib.ru/ARCHIVES/B/BRONSHTEYN_Matvey_Petrovich/_Bronshteyn_M._P..html|ответственный=|издание=|место=М.|издательство=ТЕРРА - Книжный клуб|год=2002|том=|страницы=|страниц=224|серия=Мир вокруг нас|isbn=5-275-00531-8|тираж=}}</ref>. [[Файл:Теплоемкость_He_liquid_350.png|thumb|right|200px|График зависимости теплоёмкости жидкого гелия от температуры]] Только в 1908 году нидерландскому физику [[Камерлинг-Оннес, Хейке|Хейке Камерлинг-Оннесу]] удалось получить [[жидкий гелий]] дросселированием (см. [[Эффект Джоуля — Томсона]]), после того как газ был предварительно охлажден в кипевшем под вакуумом жидком водороде. Попытки получить [[твёрдый гелий]] еще долго оставались безуспешными даже при температуре в 0,71 [[Кельвин|K]], которых достиг ученик Камерлинг-Оннеса — немецкий физик [[Кеезом, Виллем Хендрик|Виллем Хендрик Кеезом]]. Лишь в 1926 году, применив давление выше 35 [[Атмосфера (единица измерения)|атм]] и охладив сжатый гелий в кипящем под разрежением жидком гелии, ему удалось выделить кристаллы<ref name="finkelstein2">{{книга|автор= Финкельштейн Д.Н.|часть= Глава V. Гелий|заглавие= Инертные газы|оригинал=|ссылка=http://www.book-ua.org/FILES/chem/25_11_2007/ch1434.djvu|издание= Изд. 2-е|место= М.|издательство = Наука|год=1979|том=|страницы=111-128|страниц=200|серия=«Наука и технический прогресс»|isbn=|тираж=19000}}</ref>. В 1932 году Кеезом исследовал характер изменения [[Теплоёмкость|теплоёмкости]] жидкого гелия с температурой. Он обнаружил, что около 2,19 [[Кельвин|K]] медленный и плавный подъём теплоёмкости сменяется резким падением и кривая теплоёмкости приобретает форму греческой буквы '''[[Лямбда (буква)|]]''' (лямбда). Отсюда температуре, при которой происходит скачок теплоёмкости, присвоено условное название «[[Лямбда-точка|-точка]]»<ref name="finkelstein2"/>. Более точное значение температуры в этой точке, установленное позднее — 2,172 [[Кельвин|K]]. В -точке происходят глубокие и скачкообразные изменения фундаментальных свойств жидкого гелия — одна фаза жидкого гелия сменяется в этой точке на другую, причем без выделения скрытой теплоты; имеет место [[Фазовые переходы второго рода|фазовый переход II рода]]. Выше температуры -точки существует так называемый ''гелий-I'', а ниже её — ''гелий-II''<ref name="finkelstein2"/>. В 1938 году советский физик [[Капица, Пётр Леонидович|Пётр Леонидович Капица]] открыл явление [[Сверхтекучесть|сверхтекучести]] жидкого ''гелия-II'', которое заключается в резком снижении коэффициента [[Вязкость|вязкости]], вследствие чего гелий течёт практически без трения<ref name="finkelstein2"/><ref>{{статья|автор=[[Капица, Пётр Леонидович|Капица, П.Л.]]|заглавие=Viscosity of Liquid Helium below the -Point|ссылка=http://www.nature.com/doifinder/10.1038/141074a0|язык=en|издание=[[Nature]]|год=1938|том=141|номер=|pages=74}}</ref>. Вот что он писал в одном из своих докладов про открытие этого явления<ref>[http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/NATURE/HELIUM.HTM «Свойства жидкого гелия» (П. Л. Капица)]</ref>: <blockquote> … такое количество тепла, которое фактически переносилось, лежит за пределами физических возможностей, что тело ни по каким физическим законам не может переносить больше тепла, чем его тепловая энергия, помноженная на скорость звука. С помощью обычного механизма теплопроводности тепло не могло переноситься в таком масштабе, как это наблюдалось. Надо было искать другое объяснение. <br /> И вместо того, чтобы объяснить перенос тепла теплопроводностью, то есть передачей энергии от одного атома к другому, можно было объяснить его более тривиально — конвекцией, переносом тепла в самой материи. Не происходит ли дело так, что нагретый гелий движется вверх, а холодный опускается вниз, благодаря разности скоростей возникают конвекционные токи, и таким образом происходит перенос тепла. Но для этого надо было предположить, что гелий при своем движении течет без всякого сопротивления. У нас уже был случай, когда электричество двигалось без всякого сопротивления по проводнику. И я решил, что гелий так же движется без всякого сопротивления, что он является не сверхтеплопроводным веществом, а сверхтекучим. … <br />… Если вязкость воды равняется 10² П, то это в миллиард раз более текучая жидкость, чем вода … </blockquote> === Происхождение названия === От {{lang-el|}} — «Солнце» (см. [[Гелиос]]). Любопытен тот факт, что в названии элемента было использовано характерное для [[Металлы|металлов]] окончание «-ий» (по лат. «-um» — «Helium»), так как Локьер предполагал, что открытый им элемент является металлом. По аналогии с другими благородными газами логично было бы дать ему имя «гелион» («Helion»)<ref name="finkelstein1"/>. В современной науке название «[[гелион]]» закрепилось за ядром лёгкого изотопа гелия — [[Гелий-3|гелия-3]]. == Распространённость == === Во Вселенной === Гелий занимает второе место по распространённости во Вселенной после [[водород]]а — около 23 % по массе<ref name="webelements_geo">{{cite web|url=http://www.webelements.com/helium/geology.html|author=|title=Helium: geological information|work=|publisher=www.webelements.com|datepublished=|accessdate=2009-07-11|lang=en|description=}}</ref>. Однако на Земле гелий редок. Практически весь гелий Вселенной образовался в первые несколько минут после [[Большой взрыв|Большого Взрыва]]<ref name="hawking">{{книга|автор= Хокинг С., Млодинов Л.|часть= Глава восьмая. Большой взрыв, черные дыры и эволюция Вселенной|заглавие= Кратчайшая история времени|ссылка=|издание=|место= СПб|издательство = Амфора. ТИД Амфора|год= 2006|страницы=79-98|страниц= 180|isbn=5-367-00164-5|тираж=5000}}</ref><ref name="vain">{{книга|автор= Вайнберг С.|часть= V. Первые три минуты|заглавие= Первые три минуты: современный взгляд на происхождение Вселенной|ссылка=http://www.knigka.info/2008/03/25/pervye-tri-minuty.html|издание= Изд. 2-е|место= Ижевск|издательство = НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика"|год= 2000|страницы=105-122|страниц= 272|isbn=5-93972-013-7|тираж=1000}}</ref>, во время [[нуклеосинтез|первичного нуклеосинтеза]]. В современной Вселенной почти весь новый гелий образуется в результате [[Термоядерная реакция|термоядерного синтеза]] из водорода в недрах звёзд (см. [[протон-протонный цикл]], [[углеродно-азотный цикл]]). На Земле он образуется в результате [[альфа-распад]]а тяжёлых элементов ([[альфа-частица|альфа-частицы]], излучаемые при альфа-распаде — это ядра гелия-4)<ref name="finkelstein3">{{книга|автор= Финкельштейн Д.Н.|часть= Глава IV. Инертные газы на Земле и в космосе|заглавие= Инертные газы|ссылка=http://www.book-ua.org/FILES/chem/25_11_2007/ch1434.djvu|издание= Изд. 2-е|место= М.|издательство = Наука|год= 1979|том=|страницы= 76-110|страниц= 200|серия=«Наука и технический прогресс»|isbn=|тираж=19000}}</ref>. Часть гелия, возникшего при альфа-распаде и просачивающегося сквозь породы [[земная кора|земной коры]], захватывается [[природный газ|природным газом]], концентрация гелия в котором может достигать 7 % от объёма и выше. === Земная кора === В рамках восьмой группы ''гелий'' по содержанию в земной коре занимает второе место (после [[аргон]]а)<ref name="abundance">{{cite web|url=http://www.webelements.com/periodicity/abundance_crust/|format=|author=|title=Abundance in Earth's crust|work=|publisher=www.webelements.com|datepublished=|accessdate=2009-07-11|lang=en|description=}}</ref>. Содержание гелия в атмосфере (образуется в результате распада [[Актиний|Ac]], [[Торий|Th]], [[Уран (элемент)|U]]) — 5,27{{e|4}} % по объёму, 7,24{{e|5}} % по массе<ref name="ХЭ"/><ref name="fast1"/><ref name="finkelstein3"/>. Запасы гелия в [[атмосфера|атмосфере]], [[литосфера|литосфере]] и [[гидросфера|гидросфере]] оцениваются в 5{{e|14}} м<ref name="ХЭ"/>. Гелионосные природные газы содержат как правило до 2 % гелия по объёму. Исключительно редко встречаются скопления газов, гелиеносность которых достигает 8 — 16 %<ref name="finkelstein3"/>. Среднее содержание гелия в земном веществе — 3 г/т<ref name="finkelstein3"/>. Наибольшая концентрация гелия наблюдается в минералах, содержащих уран, торий и [[самарий]]: [[клевеит]]е, [[фергюсонит]]е, [[самарскит]]е, [[гадолинит]]е, [[монацит]]е ([[монацитовые пески]] в Индии и Бразилии), [[торианит]]е. Содержание гелия в этих минералах составляет 0,8 — 3,5 л/кг, а в торианите оно достигает 10,5 л/кг<ref name="fast1"/><ref name="finkelstein3"/>. == Определение == Качественно гелий определяют с помощью [[Спектральный анализ|анализа]] [[эмиссионный спектр|спектров испускания]] (характеристические линии 587,56 нм и 388,86 нм), количественно — [[масс-спектрометрия|масс-спектрометрическими]] и [[хроматография|хроматографическими]] методами анализа, а также методами, основанными на измерении физических свойств (плотности, теплопроводности и др.)<ref name="ХЭ"/>. == Физические свойства == Гелий — практически инертный химический элемент. [[Простое вещество]] гелий — нетоксично, не имеет цвета, запаха и вкуса. При нормальных условиях представляет собой одноатомный газ. Его точка кипения (''T'' = 4,215 [[Кельвин|K]] для [[Гелий-4|⁴He]]) наименьшая среди всех простых веществ; [[твёрдый гелий]] получен лишь при давлениях выше 25 атмосфер — при атмосферном давлении он не переходит в твёрдую фазу даже при крайне близких к [[Абсолютный нуль температуры|абсолютному нулю]] температурах. Экстремальные условия также необходимы для создания немногочисленных химических соединений гелия, все они нестабильны при [[нормальные условия|нормальных условиях]]. === Свойства в газовой фазе === [[Файл:Helium spectrum.jpg|400px|thumb|left|Спектральные линии гелия]] При нормальных условиях гелий ведёт себя практически как [[идеальный газ]]. Фактически при всех условиях гелий моноатомный. Плотность 0,17847 кг/м. Он обладает теплопроводностью (0,1437 Вт/(м·К) при н.у.) большей, чем у других газов, кроме водорода, и его удельная теплоёмкость чрезвычайно высока (с_р = 5,23 кДж/(кг·К) при н.у., для сравнения — 14,23 кДж/(кг·К) для [[Водород|Н₂]]). [[Файл:HeTube.jpg|Символ элемента, выполненный из газоразрядных трубок, наполненных гелием|thumb|right]] При пропускании [[Электрический ток|тока]] через заполненную гелием трубку наблюдаются разряды различных цветов, зависящих главным образом от [[Давление|давления]] газа в трубке. Обычно видимый свет спектра гелия имеет жёлтую окраску. По мере уменьшения давления происходит смена цветов — розового, оранжевого, жёлтого, ярко-жёлтого, жёлто-зелёного и зелёного. Это связано с присутствием в [[Эмиссионный спектр|спектре]] гелия нескольких серий линий, расположенных в диапазоне между [[Инфракрасное излучение|инфракрасной]] и [[Ультрафиолетовое излучение|ультрафиолетовой]] частями спектра, важнейшие линии гелия в видимой части спектра лежат между 706,52 нм и 447,14 нм<ref name="finkelstein2"/>. Уменьшение давления приводит к увеличению [[Длина свободного пробега|длины свободного пробега]] [[электрон]]а, то есть к возрастанию его энергии при столкновении с атомами гелия. Это приводит к переводу атомов в возбуждённое состояние с большей энергией, в результате чего и происходит смещение спектральных линий от инфракрасного к ультрафиолетовому краю. Гелий менее растворим в воде, чем любой другой известный газ. В 1 л воды при 20 °C растворяется около 8,8&nbsp;мл (9,78 при 0 °C, 10,10 при 80 °C), в [[этанол]]е — 2,8 (15 °C), 3,2 (25 °C). Скорость его диффузии сквозь твёрдые материалы в три раза выше, чем у [[воздух]]а, и приблизительно на 65 % выше, чем у водорода. [[Показатель преломления|Коэффициент преломления]] гелия ближе к единице, чем у любого другого газа. Этот газ имеет отрицательный [[Эффект Джоуля — Томсона#Изменение температуры|коэффициент Джоуля-Томсона]] при нормальной температуре среды, то есть он нагревается, когда ему дают возможность свободно увеличиваться в объёме. Только ниже температуры инверсии Джоуля-Томсона (приблизительно 40 К при нормальном давлении) он остывает во время свободного расширения. После охлаждения ниже этой температуры гелий может быть превращён в жидкость при расширительном охлаждении. Такое охлаждение производится при помощи [[детандер]]а. === Свойства конденсированных фаз === В [[1908 год]]у [[Камерлинг-Оннес, Хейке|Х.Камерлинг-Оннес]] впервые смог получить [[жидкий гелий]]. [[Твёрдый гелий]] удалось получить лишь под давлением 25 атмосфер при температуре около 1 К ([[Кеезом, Виллем Хендрик|В. Кеезом]], [[1926]]). Кеезом также открыл наличие фазового перехода гелия-4 (⁴He) при температуре 2,17K; назвал фазы гелий-I и гелий-II (ниже 2,17K). В [[1938 год]]у [[Капица, Пётр Леонидович|П. Л. Капица]] обнаружил, что у гелия-II отсутствует [[вязкость]] (явление [[сверхтекучесть|сверхтекучести]]). В гелии-3 сверхтекучесть возникает лишь при температурах ниже 0,0026 К. Сверхтекучий гелий относится к классу так называемых [[квантовая жидкость|квантовых жидкостей]], макроскопическое поведение которых может быть описано только с помощью [[квантовая механика|квантовой механики]]. В [[2004 год]]у появилось сообщение об открытии сверхтекучести [[твёрдый гелий|твёрдого гелия]] (т.н. эффект суперсолид) при исследовании его в торсионном осцилляторе. Однако многие исследователи сходятся во мнении, что обнаруженный в 2004 году эффект не имеет ничего общего со сверхтекучестью кристалла. В настоящее время продолжаются многочисленные экспериментальные и теоретические исследования, целью которых является понимание истинной природы данного явления. == Химические свойства == Гелий — наименее химически активный элемент восьмой группы [[таблица Менделеева|таблицы Менделеева]] ([[инертные газы]]). Многие соединения гелия существуют только в газовой фазе в виде так называемых [[Эксимер|эксимерных молекул]], у которых устойчивы возбуждённые электронные состояния и неустойчиво основное состояние. Гелий образует двухатомные молекулы He₂, фторид HeF, хлорид HeCl ([[эксимер]]ные молекулы образуются при действии электрического разряда или [[Ультрафиолетовое излучение|ультрафиолетового излучения]] на смесь гелия с [[фтор]]ом или [[хлор]]ом). Известно химическое соединение гелия LiHe (возможно, имелось ввиду соединение LiHe₇[http://www.ufn.ru/ufn85/ufn85_11/Russian/r8511f.pdf], [http://ufn.ru/ufn80/ufn80_5/Russian/r805i.pdf]). == Изотопы == {{Main|Изотопы гелия}} Природный гелий состоит из двух стабильных [[изотоп]]ов: ⁴He ([[изотопная распространённость]] — 99,99986 %) и гораздо более редкого [[Гелий-3|^{<nowiki>3</nowiki>}He]] (0,00014 %; содержание гелия-3 в разных природных источниках может варьироваться в довольно широких пределах). Известны ещё шесть искусственных радиоактивных изотопов гелия. == Получение == В промышленности гелий получают из гелийсодержащих природных газов (в настоящее время эксплуатируются главным образом месторождения, содержащие > 0,1 % гелия). От других газов гелий отделяют методом глубокого охлаждения, используя то, что он сжижается труднее всех остальных газов. Охлаждение производят дросселированием в несколько стадий очищая его от CO₂ и [[углеводород]]ов. В результате получается смесь гелия, [[неон]]а и водорода. Эту смесь, т.н. сырой гелий, (He - 70-90 % об.) очищают от водорода (4-5 %) с помощью CuO при 650—800 К. Окончательная очистка достигается охлаждением оставшейся смеси кипящим под вакуумом N₂ и [[адсорбция|адсорбцией]] примесей на [[активированный уголь|активном угле]] в [[адсорбер]]ах, также охлаждаемых жидким N₂. Производят гелий технической чистоты (99,80 % по объёму гелий) и высокой чистоты (99,985 %). В России газообразный гелий получают из природного и нефтяного газов. В настоящее время гелий извлекается на гелиевом заводе ООО «[[Газпром добыча Оренбург]]»<ref>[http://www.niikm.ru/articles/publications/helium_in_the_world/ Основным поставщиком гелия являлся ОГЗ]</ref> в [[Оренбург]]е из газа с низким содержанием гелия (до 0,055 % об.), поэтому российский гелий имеет высокую себестоимость. Актуальной проблемой является освоение и комплексная переработка природных газов крупных месторождений Восточной Сибири с высоким содержанием гелия (0,15-1 % об.), что позволит намного снизить его себестоимость. По производству гелия лидируют [[США]] (140 млн м в год), затем — [[Алжир]] (16 млн м). [[Россия]] занимает третье место в мире — 6 млн м в год. Мировые запасы гелия составляют 45,6 млрд м. Крупные месторождения находятся в [[США]] (45 % от мировых ресурсов), далее идут [[Россия]] (32 %), [[Алжир]] (7 %), [[Канада]] (7 %) и [[Китай]] (4 %){{нет АИ|14|07|2009}}. == Транспортировка == Для транспортировки газообразного гелия используются [[сталь]]ные [[баллон]]ы ([[ГОСТ]] 949-73) коричневого цвета, помещаемые в специализированные контейнеры. Для перевозки можно использовать все виды транспорта при соблюдении соответствующих правил перевозки газов. Для перевозки жидкого гелия применяются специальные транспортные сосуды типа СТГ-10, СТГ-25 и СТГ-40 светло-серого цвета объёмом 10, 25 и 40 литров, соответственно. При выполнении определённых правил транспортировки может использоваться [[Железнодорожный транспорт|железнодорожный]], [[Безрельсовый транспорт|автомобильный]] и другие виды [[транспорт]]а. Сосуды с жидким гелием '''обязательно''' должны храниться в вертикальном положении. == Применение == Уникальные свойства гелия широко используются в промышленности и народном хозяйстве: * в [[Металлургия|металлургии]] в качестве защитного инертного газа для выплавки чистых металлов * в пищевой промышленности зарегистрирован в качестве [[Пищевые добавки|пищевой добавки]] '''E939''', в качестве [[пропеллент]]а и упаковочного газа[http://www.ion.ru/SanPiN-2.3.2.1293-03.html] * используется в качестве [[холодильный агент|хладагента]] для получения сверхнизких температур (в частности, для перевода металлов в [[сверхпроводник|сверхпроводящее]] состояние) * для наполнения [[Воздухоплавание|воздухоплавающих]] судов ([[дирижабль|дирижабли]]) * в дыхательных смесях для глубоководного погружения (см. [[Баллон для дайвинга]]) * для наполнения [[Воздушный шарик|воздушных шариков]] и оболочек метеорологических зондов * для заполнения газоразрядных трубок * в качестве [[Теплоноситель ядерного реактора|теплоносителя]] в некоторых типах [[Ядерный реактор|ядерных реакторов]] * в качестве носителя в газовой хроматографии * для поиска утечек в трубопроводах и котлах (см. [[Гелиевый течеискатель]]) * как компонент рабочего тела в гелий-неоновых [[лазер]]ах * нуклид ^{<nowiki>3</nowiki>}He активно используется в технике [[нейтронное рассеяние|нейтронного рассеяния]] в качестве [[поляризатор]]а и наполнителя для [[позиционно-чувствительный нейтронный детектор|позиционно-чувствительных нейтронных детекторов]] * нуклид ^{<nowiki>3</nowiki>}He является перспективным топливом для [[Управляемый термоядерный синтез|термоядерной энергетики]] * для изменения тембра голосовых связок (эффект повышенной тональности голоса) за счет различия плотности обычной воздушной смеси и гелия (аналогично [[Гексафторид серы|гексафториду серы]]) == Биологическая роль == На данный момент биологическая роль не выяснена. === Физиологическое действие === Инертные газы обладают физиологическим действием, которое проявляется в их наркотическом воздействии на организм. Наркотическое воздействие гелия (и [[неон]]а) при нормальном давлении в опытах не регистрируется, в то время как при повышении давления раньше возникают симптомы «нервного синдрома высокого давления» (НСВД)<ref>{{cite web|url=http://www.argonavt.com/content/view/142/80/|author=Павлов Б.Н.|title=Проблема защиты человека в экстремальных условиях гипербарической среды обитания|publisher=www.argonavt.com|datepublished=2007-05-15|accessdate=2009-07-06|lang=ru}}</ref>. При вдыхании газа искажается голос == Интересные факты == * В 2009 г. цены частных компаний на газообразный гелий находились в пределах 2,5—3 $/м <ref>[http://www.ngtp.ru/rub/3/15_2009.pdf http://www.ngtp.ru/rub/3/15_2009.pdf Нефтегазовая технология. Теория и практика. 2009 (4) ISSN 2070-5379.]</ref>. * В 2009 году цены на газообразный гелий находились в пределах 1.800-2.500 рублей за 6 м (40-литровый баллон) (Санкт-Петербург). * В 2010 году цены на газообразный гелий, на Оренбургском гелиевом заводе составляют от 136 руб. за 1 м (Оренбург). == См. также == * [[Гелий-3]] — лёгкий, нерадиоактивный изотоп гелия. * [[Эффект Померанчука]] — аномальный характер плавления (или затвердевания) лёгкого изотопа гелия ^{<nowiki>3</nowiki>}He * [[Гелиеметрия]] - наука, изучающая прохождение гелия через различные среды. * [[Жидкий гелий]] * [[Твёрдый гелий]] == Примечания == {{примечания}} == Ссылки == {{commons|Helium}} * [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/He/key.html Гелий на Webelements] * [http://n-t.ru/ri/ps/pb002.htm Гелий в Популярной библиотеке химических элементов] * [http://helium-scan.narod.ru Гелиевая съемка] {{Изотопы гелия}} {{Шаблон:Периодическая система элементов}} {{Перевести|en|Helium}} [[Категория:Химические элементы]] [[Категория:Неметаллы]] [[Категория:Благородные газы]] [[Категория:Гелий]] [[Категория:Пищевые добавки]] {{Link FA|ar}} {{Link FA|de}} {{Link FA|en}} {{Link FA|eu}} {{Link FA|lmo}} {{Link GA|zh-classical}} {{Link FA|es}} [[frr:Helium]] [[af:Helium]] [[an:Helio]] [[ar:]] [[arz:]] [[ast:Heliu]] [[az:Helium]] [[bat-smg:Helis]] [[be:Гелій]] [[be-x-old:Гелій]] [[bg:Хелий]] [[bn:]] [[br:Heliom]] [[bs:Helijum]] [[ca:Heli]] [[co:Eliu]] [[cs:Helium]] [[cv:Гели]] [[cy:Heliwm]] [[da:Helium]] [[de:Helium]] [[el:]] [[en:Helium]] [[eo:Heliumo]] [[es:Helio]] [[et:Heelium]] [[eu:Helio]] [[fa:]] [[fi:Helium]] [[fo:Helium]] [[fr:Hlium]] [[fur:Eli]] [[fy:Helium]] [[ga:Hiliam]] [[gd:He]] [[gl:Helio]] [[gu:]] [[gv:Hailium]] [[hak:Hoi ()]] [[haw:Hiliuma]] [[he:]] [[hi:]] [[hr:Helij]] [[hsb:Helium]] [[ht:Elym]] [[hu:Hlium]] [[hy:]] [[id:Helium]] [[io:Helio]] [[is:Heln]] [[it:Elio]] [[ja:]] [[jbo:solnavni]] [[jv:Helium]] [[ka:]] [[kk:Гелий]] [[kn:]] [[ko:]] [[ksh:Helium]] [[ku:Helym]] [[kv:Гелий]] [[la:Helium]] [[lb:Helium]] [[li:Helium]] [[lij:Elio]] [[lmo:Eli]] [[ln:Eliymu]] [[lt:Helis]] [[lv:Hlijs]] [[mi:Haumm]] [[mk:Хелиум]] [[ml:]] [[mr:]] [[ms:Helium]] [[nah:Tnatiuyoh]] [[nds:Helium]] [[new:]] [[nl:Helium]] [[nn:Helium]] [[no:Helium]] [[nov:Helium]] [[nv:Nchi szl]] [[oc:li]] [[pa:]] [[pl:Hel (pierwiastek)]] [[pnb:]] [[pnt:]] [[pt:Hlio]] [[qu:Ilyu]] [[ro:Heliu]] [[sa:]] [[sh:Helij]] [[si:]] [[simple:Helium]] [[sk:Hlium]] [[sl:Helij]] [[sq:Heliumi]] [[sr:Хелијум]] [[stq:Helium]] [[su:Hlium]] [[sv:Helium]] [[sw:Heli]] [[ta:]] [[te:]] [[tg:Гелий]] [[th:]] [[tl:Helyo]] [[tr:Helyum]] [[ug:]] [[uk:Гелій]] [[ur:]] [[uz:Geliy]] [[vi:Heli]] [[vls:Helium]] [[war:Helyo]] [[xal:Гелион]] [[yi:]] [[yo:Helium]] [[zh:]] [[zh-classical:]] [[zh-min-nan:He (gon-s)]] [[zh-yue:]]'