БСЭ1/Гелий

Материал из Викитеки — свободной библиотеки
Перейти к навигации Перейти к поиску

ГЕЛИЙ (хим. знак , от греч. helios—солнце), элемент нулевой группы периодической системы, открытый Локиером в 1868 на Солнце (отсюда его название) ; на Земле обнаружен в 1881 в газах Везувия, в 1905—в газах, извлеченных из минералов клевеита, уранита, монацита и др.; позже был найден в воздухе (0,0005% по объему) и в природных газах (до 10%). Г. представляет собой бесцветный, не имеющий запаха, химически инертный газ; соединения Г. (гелиды) или проблематичны или очень неустойчивы.

Порядковое число Г. 2; ат. в. 4,00; вес 1 л Г. при 0° и 1 атм. 0,1782 г (тяжелее водорода в 1,97 раза); молекула Г. состоит на одного атома; критическая температура -267,80°; критическое давление 2,26 атмосферы; был сгущен последним из газов (Камерлинг-Оннес, 1908). Г. кипит при атм. давлении при -268,98° (4,22° абс.); при сильном разрежении (0,013 мм) он кипит при-0,9° абс. (это—наинизшая из достигнутых температур). Температуры плавления Г.: 1,1° абс. при 2,6 атм.; 2,2° при 50 атм.; 4,2° при 150 атм.; тройная точка (см. Аггрегатные состояния} у Г. отсутствует. Видимой границы между жидкой и твердой фазами у Г. нет; о замерзании его судят по непроходимости трубки для газа.

Г. является продуктом радиоактивных превращений; 1 г радия дает в год 0,11 см3 Г., 1 г окиси урана ()— см3; 1 г окиси тория— см3. Повидимому, ядра Г., или дважды ионизованный Г. (), входят в состав ядер др. элементов; из них состоят альфа-лучи (см.), выделяющиеся при радиоактивных превращениях. Атом Г. состоит из ядра и двух внешних электронов; ядро его состоит из четырех протонов (см.) и двух электронов и, следовательно, обладает двумя положительными зарядами. Масса протонов (ядер атомов водорода) при расчете на грамм-атом равна 1,0078, масса ядер Г.—4,000; если предположить, что ядро Г. образовалось из четырех ядер водорода, то при таком образовании исчезает 0,0312 г, которые по теории относительности превращаются в энергию. При образовании грамм-атома Г. (4 г) из водорода выделяется эрг кал. (что равно теплоте сгорания 20.000 кг водорода). См. также Атом. Ионизационный потенциал (см.), к-рым измеряется энергия, необходимая для отрыва первого внешнего электрона в атоме Г. и превращения его в ион , равен 24,5 вольт; для отрыва обоих внешних электронов и образования требуется ионизационный потенциал около 79 вольт.

Г. дает два разных дуговых спектра, к-рые приписываются двум разновидностям Г.: паргелию, спектр к-рого состоит из одиночных линий, и ортогелию со спектром из дублетов. Это различие объясняется различным расположением орбит двух электронов в атоме Г.; паргелий менее устойчив, чем ортогелий. Кроме этих спектров, Г. дает искровой спектр, испускаемый ионами Г. (), и многолинейный спектр (близкий к полосатым), к-рый Зоммерфельд приписывает кратковременному образованию молекул .—В технике Г. применяется для наполнения аэростатов и дирижаблей (его преимущество перед водородом—негорючесть), при исследованиях в области низких температур (температуры ниже 5° абс. носят название гелиевых) и в производстве специальных ламп.

Лит.: Сводка старых работ и библиография в ст. Ramsay W., Annales de chimie et de physique, 7-e série, t. XIII, P., 1898; см. также: Travers M., Experimental Study of Gases, L., 1901. О спектре и атомной модели Г. см. Sommerfeld A., Atombau und Spektrallinien, 4 Aufl., Braunschweig, 1924 (есть рус. пер., М.—Л. 1926).