الهيليوم - العنصر الأقل نشاطا في الكون

اسم صيني:氦

رمز العنصر : هو

الاسم الانكليزي: الهيليوم

       عندما يطير الناس بالونات مليئة بالهيليوم ليطيروا بأحلامهم، فإنهم لا يعلمون أن جزءاً من الموارد الثمينة غير المتجددة الموجودة على الأرض قد اختفى إلى الأبد.على الرغم من أن الهيليوم هو ثاني أكثر العناصر وفرة في الكون، إلا أنه مورد فقير للغاية وغير متجدد وقيم للأرض.لنبدأ باكتشاف الهيليوم:

في 18 أغسطس 1868، زار عالم الفلك الفرنسي بيير جول سيزار يانسن جونتور في ولاية مدراس الهندية البريطانية (الآن في ولاية أندرا براديش) لمراقبة كسوف الشمس الكلي ووجد خطًا كروماتوغرافيًا أصفر ساطعًا بطول موجي 587.49 نانومتر بمطيافه.كان جانسن قلقًا من وجود خطأ ما في الأداة، لذلك أجرى تحليلًا طيفيًا للبروز مرة أخرى، وكانت الملاحظات هي نفسها كما كانت من قبل.وكتب إلى الأكاديمية الفرنسية للعلوم حول النتائج التي توصل إليها.ولم تصل الرسالة إلى باريس إلا في أكتوبر/تشرين الأول بسبب قيود المرور.

وفي نفس اليوم الذي وصلت فيه رسالة بيير يانسن إلى الأكاديمية الفرنسية للعلوم، وصلت أيضًا رسالة من عالم الفلك الإنجليزي السير جوزيف نورمان لوكير.وفي 20 أكتوبر من نفس العام، اكتشف لوكير نفس الخط الأصفر أثناء تحليل الطيف الشمسي في لندن، وأطلق عليه اسم "D3".يعود الفضل إلى عالم الفلك الفرنسي بيير يانسن وعالم الفلك الإنجليزي السير جوزيف نورمان لوكير في اكتشاف الهيليوم.وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف عنصر جديد من جسم فضائي لم يتم اكتشافه بعد على الأرض.أطلق عالم الفلك الإنجليزي السير جوزيف نورمان لوكير والكيميائي الإنجليزي السير إدوارد فرانكلاند على هذا العنصر اسم الهيليوم، على اسم الكلمة اليونانية ἥνιος (هيليوس، والتي تعني "الشمس").

في 18 أغسطس 1868، زار عالم الفلك الفرنسي بيير جول سيزار يانسن جونتور في ولاية مدراس الهندية البريطانية (الآن في ولاية أندرا براديش) لمراقبة كسوف الشمس الكلي ووجد خطًا كروماتوغرافيًا أصفر ساطعًا بطول موجي 587.49 نانومتر بمطيافه.كان جانسن قلقًا من وجود خطأ ما في الأداة، لذلك أجرى تحليلًا طيفيًا للبروز مرة أخرى، وكانت الملاحظات هي نفسها كما كانت من قبل.وكتب إلى الأكاديمية الفرنسية للعلوم حول النتائج التي توصل إليها.ولم تصل الرسالة إلى باريس إلا في أكتوبر/تشرين الأول بسبب قيود المرور.

في عام 1881، اكتشف الفيزيائي الإيطالي لويجي بالميري خط D3 للهيليوم أثناء تحليل الصهارة من جبل فيزوف، وهو أول اكتشاف مسجل للهيليوم على الأرض.ولكن لم يكن الأمر كذلك حتى 26 مارس 1895، عندما قام الكيميائي الاسكتلندي السير ويليام رامزي (الكيميائي العظيم أن يذكر عدة مرات في الغازات النبيلة المستقبلية) بمعالجة يوتريوم اليورانيت (البتشبلينيت الذي يحتوي على 10٪ من كتلته من العناصر الأرضية النادرة) بالحمض لتكوينه. عزل الهيليوم لأول مرة على الأرض.

في 18 أغسطس 1868، زار عالم الفلك الفرنسي بيير جول سيزار يانسن جونتور في ولاية مدراس الهندية البريطانية (الآن في ولاية أندرا براديش) لمراقبة كسوف الشمس الكلي ووجد خطًا كروماتوغرافيًا أصفر ساطعًا بطول موجي 587.49 نانومتر بمطيافه.كان جانسن قلقًا من وجود خطأ ما في الأداة، لذلك أجرى تحليلًا طيفيًا للبروز مرة أخرى، وكانت الملاحظات هي نفسها كما كانت من قبل.وكتب إلى الأكاديمية الفرنسية للعلوم حول النتائج التي توصل إليها.ولم تصل الرسالة إلى باريس إلا في أكتوبر/تشرين الأول بسبب قيود المرور.

لماذا يعتقد الناس دائمًا أنه لا يوجد هيليوم على الأرض؟

لماذا استغرق عزل الهيليوم ما يقرب من 30 عامًا بعد اكتشافه؟

أولًا، عنصر الهيليوم الموجود على الأرض يكون بشكل رئيسي على شكل هيليوم عنصري، وهو غاز خامل وثابت جدًا بدون مركبات مستقرة.ثانيًا، نوى الهيليوم خفيفة جدًا بحيث لا يمكن جذبها بواسطة جاذبية الأرض، وبمجرد دخول الهيليوم إلى الغلاف الجوي، فإنه يطفو بعيدًا في الفضاء.ثالثًا، الهيليوم ذو قابلية ذوبان منخفضة جدًا وغير قابل للذوبان تقريبًا في الماء.وبالتالي فإن الطريقة التي يحصل بها البشر على الهيليوم هي عن طريق استخراجه من القشرة الأرضية، والذي يتم إطلاقه في الغالب عن طريق التحلل الإشعاعي.

الهيليوم مهم جدًا بالنسبة لنا وله العديد من التطبيقات:

1، التبريد بدرجة حرارة منخفضة: نقطة غليان الهيليوم هي 4.2 كلفن، أي 268 درجة مئوية تحت الصفر، وهي قريبة جدًا من الصفر المطلق.تتمتع تكنولوجيا التبريد بدرجة حرارة منخفضة للغاية بمجموعة واسعة من التطبيقات في مجالات مثل تكنولوجيا الموصلية الفائقة، وتلعب دورًا مهمًا في أبحاث الفيزياء الحدودية، وتكنولوجيا التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، وتكنولوجيا الرنين المغناطيسي النووي (NMR) وغيرها من المجالات.الهيليوم هو المادة الوحيدة التي تمتلك هذه الخصائص والتي يمكننا استخدامها.

2، الغاز الوقائي وتحليل التفتيش: الهيليوم هو غاز خامل، غير سام وغير مشع، يمكن أن يقوم بتحليل الغاز الوقائي والتفتيش.غالبًا ما يستخدم غاز الهيليوم في المغنيسيوم والزركونيوم والألمنيوم والتيتانيوم وغيرها من غازات حماية اللحام المعدنية؛يستخدم الهيليوم أيضًا في الكشف عن التسرب الفراغي، وهو عنصر مهم في اكتشاف تسرب الهيليوم بمطياف الكتلة.

3، تعبئة البالون: كثافة الهيليوم هي 0.1786 كجم لكل متر مكعب، أقل بكثير من كثافة الهواء 1.29 كجم لكل متر مكعب، والخصائص الكيميائية نشطة للغاية، وأكثر أمانًا من الهيدروجين (انفجار منطاد هيدروجين هيندنبورغ)، لذلك فهو غالبًا ما يستخدم كسفينة فضائية أو غاز تعبئة بالون.

4، خليط الهيليوم والأكسجين للغوص: بسبب ضغط الماء الكبير أثناء الغوص، سيتم ضغط النيتروجين الموجود في الهواء الطبيعي إلى الدم، مما يؤدي إلى حدوث "رد فعل النيتروجين المخمور"، وهو وضع خطير للغاية، على الإنسان الجسم في حالة "النيتروجين المخمور" مثل الدوخة في حالة سكر، ورد الفعل البطيء، وفقدان الحكم.لكن خليط غاز الهليوم والأكسجين يمكن أن يمنع حدوث ذلك بشكل فعال، لأن الهيليوم لا يذوب في دم الإنسان تحت ضغط مرتفع.

5، السوائل الفائقة: تسييل الهيليوم عندما تنخفض درجة الحرارة إلى 2.18 كلفن (حوالي 271 درجة مئوية تحت الصفر)، ستتغير الخصائص، وتصبح اللزوجة صغيرة جدًا، ويمكن أن تتدفق لأعلى على طول جدار الكوب، وهي حالة سائلة فائقة، مع حركة ممتازة والتوصيل الحراري.

ورغم أن الهيليوم هو ثاني أكثر العناصر وفرة في الكون، إلا أنه من الصعب الحفاظ عليه على الأرض، كما يتضح من تاريخ اكتشافه وعزله.عندما نريد أن نطير بالبالونات ونحلم مرة أخرى، هل نعتقد أنه بمجرد دخول غازات الهيليوم هذه إلى الغلاف الجوي ستختفي من الأرض إلى الأبد، فهل سنتخلى عن هذه الفكرة؟

جميع البيانات الواردة في هذه المقالة مأخوذة من الإنترنت، فقط لغرض تعزيز المعرفة