Helio, su descubrimiento tras un eclipse solar

18 de agosto

El gas helio (He) fue descubierto en el espectro solar en este día en 1868

Helio lleva el nombre del dios griego del sol, Helios. El astrónomo francés Jules Janssen detectó por primera vez como una firma de línea espectral amarilla desconocida a la luz del sol durante un eclipse solar.

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HELIO

Número atómico: 2 

Radio atómico: 128 pm

Símbolo atómico: He

Punto de fusion: <-272.2 șC

Peso atomico: 4.00260 

Punto de ebullición: -268.93 șC

Configuración electronica: 1s2 

Estados de oxidación: -

Historia

(Gr. Helios , el sol). Janssen obtuvo la primera evidencia de helio durante el eclipse solar de 1868 cuando detectó una nueva línea en el espectro solar. Lockyer y Frankland sugirieron el nombre helio para el nuevo elemento. En 1895, Ramsay descubrió helio en el mineral de uranio cleveita, mientras que los químicos suecos Cleve y Langlet lo descubrieron independientemente en cleveita aproximadamente al mismo tiempo. Rutherford y Royds en 1907 demostraron que las partículas alfa son núcleos de helio.

Fuentes

A excepción del hidrógeno, el helio es el elemento más abundante que se encuentra en el universo. El helio se extrae del gas natural. De hecho, todo el gas natural contiene al menos pequeñas cantidades de helio.

Se ha detectado espectroscópicamente en gran abundancia, especialmente en las estrellas más calientes, y es un componente importante tanto en la reacción protón-protón como en el ciclo del carbono, que explica la energía del sol y las estrellas.

La fusión de hidrógeno en helio proporciona la energía de la bomba de hidrógeno. El contenido de helio de la atmósfera es de aproximadamente 1 parte en 200,000. Si bien está presente en varios minerales radiactivos como producto de descomposición, la mayor parte del suministro del Mundo Libre se obtiene de pozos en Texas, Oklahoma y Kansas. Fuera de los Estados Unidos, las únicas plantas de extracción de helio conocidas, en 1984, se encontraban en Europa del Este (Polonia), la URSS y algunas en la India.

Propiedades

El helio tiene el punto de fusión más bajo de cualquier elemento y es ampliamente utilizado en la investigación criogénica porque su punto de ebullición es cercano al cero absoluto. Además, el elemento es vital en el estudio de la súper conductividad.

Utilizando helio líquido, Kurti, sus compañeros de trabajo y otros han logrado obtener temperaturas de algunas microkelvinas mediante la desmagnetización adiabática de los núcleos de cobre .

El helio tiene otras propiedades peculiares: es el único líquido que no puede solidificarse al bajar la temperatura. Permanece líquido hasta el cero absoluto a presiones normales, pero se solidificará fácilmente al aumentar la presión. Los sólidos 3 He y 4 He son inusuales, ya que ambos se pueden cambiar en volumen en más del 30% aplicando presión.

El calor específico del gas helio es inusualmente alto. La densidad del vapor de helio en el punto de ebullición normal también es muy alta, y el vapor se expande mucho cuando se calienta a temperatura ambiente. Los recipientes llenos de gas helio a 5 a 10 K deben tratarse como si contuviera helio líquido debido al gran aumento de presión resultante del calentamiento del gas a temperatura ambiente.

Mientras que el helio normalmente tiene una valencia 0, parece tener una tendencia débil a combinarse con ciertos otros elementos. Se han estudiado los medios para preparar el difluoruro de helio, y se han investigado especies como HeNe y los iones moleculares He + y He ++.

Isótopos

Se conocen siete isótopos de helio: el helio líquido (He-4) existe en dos formas: He-4I y He-4II, con un punto de transición agudo a 2.174K. El He-4I (por encima de esta temperatura) es un líquido normal, pero el He-4II (por debajo) es diferente a cualquier otra sustancia conocida. Se expande al enfriarse, su conductividad para el calor es enorme, y ni su conducción de calor ni su viscosidad obedecen las reglas normales.

Usos

Como un escudo de gas inerte para soldadura por arco;un gas protector en el crecimiento de cristales de silicio y germanio y en la producción de titanio y circonio ; como medio de enfriamiento para reactores nucleares, y como gas para túneles de viento supersónicos.

Se utiliza una mezcla de helio y oxígeno como atmósfera artificial para buzos y otras personas que trabajan bajo presión. Se utilizan diferentes proporciones de He y O 2 para diferentes profundidades de operación del buzo.

El helio se usa ampliamente para llenar globos, ya que es un gas mucho más seguro que el hidrógeno. Uno de los mayores usos recientes del helio ha sido la presión de cohetes de combustible líquido. Un refuerzo de Saturno, como el tipo utilizado en las misiones lunares del Apolo, requirió aproximadamente 13 millones de pies 3 de helio para disparar, y más para pagar.

El uso de helio líquido en la resonancia magnética (MRI) continúa aumentando a medida que la profesión médica acepta y desarrolla nuevos usos para el equipo. Este equipo ha eliminado cierta necesidad de cirugía exploratoria al diagnosticar con precisión a los pacientes. Otra aplicación médica usa MRE para determinar (mediante análisis de sangre) si un paciente tiene algún tipo de cáncer.

Helium también se está utilizando para anunciar en dirigibles no dirigidos para varias empresas, incluida Goodyear. La Marina y la Fuerza Aérea están desarrollando otras aplicaciones de elevación de gas para detectar misiles de crucero de bajo vuelo. Además, la Agencia de Control de Drogas está utilizando dirigibles equipados con radar para detectar a los traficantes de drogas a lo largo de las fronteras de los Estados Unidos. Además, la NASA está utilizando actualmente globos llenos de helio para tomar muestras de la atmósfera en la Antártida para determinar qué está agotando la capa de ozono.

Costos

Los materiales que se vuelven superconductores a temperaturas más altas que el punto de ebullición del helio podrían tener un impacto importante en la demanda de helio. Estos materiales refrigerantes menos costosos podrían reemplazar la necesidad actual de enfriar materiales superconductores hasta el punto de ebullición del helio.

Extraido y Traducido de: periodic.lanl.gov/elements/2.html