Helium er et grunnstoff som er en gass ved romtemperatur. Helium er en edelgass.

Faktaboks

Uttale
hˈelium
Etymologi
fra navnet på den greske solguden Helios
Engelsk navn
helium

Helium brukes i mange sammenhenger, blant annet i luftskip og luftballonger.

Det finnes bare litt helium i atmosfæren, men i Sola er det mye helium. Helium dannes blant annet når uran- og thoriummineraler spaltes. Da sender de ut en alfapartikkel, som er det samme som en heliumkjerne. Alfapartikkelen tar raskt til seg elektroner og blir til helium.

Bruk

Luftskip (tegning, halvstivt)

Helium brukes ofte som løftegass i luftskip.

Av /KF-arkiv ※.
Flytende helium brukes blant annet til å avkjøle magnetene i MR-maskiner.
/Shutterstock.

Helium har mange bruksområder. Fordi gassen er lett og ikke brenner, brukes den i luftskip og luftballonger og i dekk på landingshjulene i store fly. Dette øker flyenes lasteevne.

Gassen brukes også som inert atmosfære i en del sveiseoperasjoner. På grunn av sin gode varmeledningsevne og at den er kjemisk inert, anvendes den som kjølegass i høytemperaturatomreaktorer. Flytende helium benyttes dessuten i magneter til MR-undersøkelser.

Helium har det laveste kokepunktet av alle stoffer og blir derfor brukt som kjølemedium, både innen forskning og teknologi, for å oppnå temperaturer nær det absolutte nullpunkt.

Blandinger av oksygen og helium, såkalt heliumluft, blir brukt av dykkere for å motvirke dykkersyke.

Heliumballonger

Helium- og argonballong
Venstre bilde viser en oransje ballong fylt med helium og en blå ballong fylt med argon. Bildet til høyre viser de samme ballongene etter tolv timer. Helium forsvinner mye raskere gjennom ballongveggen enn argon og den oransje ballongen har derfor blitt mindre.
Av .

Helium er mye lettere enn luft, noe som gjør at heliumballonger stiger til vers. Den lave molekylmassen gjør også at lydhastigheten er større i helium enn i vanlig luft. Det er derfor man får den høye, lyse «Donald-stemmen» (heliumstemme) når man snakker etter å ha pustet inn helium. Det frarådes å puste inn heliumgass for ofte, da det kan skade strupehodet.

Helium trenger svært raskt gjennom gummi, derfor er heliumballonger laget av metallfolie for å holde lenger på gassen.

Forekomst

Helium finnes i svært små mengder i atmosfæren. De små gassatomene beveger seg med så høy fart at de raskt lekker ut av atmosfæren og ut i verdensrommet.

Jorda

Helium dannes hele tiden i jordskorpen ved spalting av tyngre radioaktive grunnstoffer, særlig uran og thorium. Når disse spaltes, sendes det ut alfapartikler. Alfapartikler er bygd opp på samme måte som kjernen til helium. Alfapartiklene tar raskt opp elektroner og blir til heliumgass.

Universet

I universet som helhet er det anslått at helium med 23 prosent er det vanligste grunnstoffet etter hydrogen med sine 76 prosent. Den store andelen helium i universet er først og fremst en konsekvens av big bang. Forholdet mellom helium og hydrogen i universet stemmer svært godt overens med de modellene man har for universets tilblivelse, og det anses som en bekreftelse av teorien.

I Sola er helium til stede i langt større mengder enn på Jorden. Sola består sannsynligvis av 84 prosent hydrogenatomer, 15 prosent heliumatomer og bare én prosent tyngre atomer. I Sola og på andre stjerner omdannes hydrogen kontinuerlig gjennom fusjon til helium, og noe av dette blir omdannet videre til andre grunnstoffer.

Historikk

I 1868 observerte astronomene Sir Joseph Noman Lockyer og Pierre Jules César Janssen noen linjer i spektret av sollyset som ingen hadde funnet før. De antok at det var et nytt grunnstoff, og de oppkalte det etter den greske solguden Helios.

Som forekomst på Jorden ble helium først oppdaget i 1882 av italieneren Luigi Palmieri ved spektralanalyse av et materiale fra Vesuv. Senere påviste den amerikanske kjemikeren William Francis Hillebrand at mineralet uranitt avgav en gass når det ble løst i syre. Gassen ble i 1895 påvist å være helium av den engelske kjemikeren William Ramsay og omtrent samtidig av den svenske kjemikeren Per Teodor Cleve.

Flytende helium ble først fremstilt i 1908 av Heike Kamerlingh Onnes. Den superflytende tilstanden til 4He ble oppdaget i 1938 av Peter Leonidovitsj Kapitza, og den til 3He ble oppdaget i 1972.

Fremstilling

Radioaktiv atomkjerne med utsendelse av en alfapartikkel.

Helium dannes i uran- og thoriummineraler og kan utvinnes i små mengder ved å varme opp disse mineralene til 1000–1400 grader celsius. Hvis oppvarmingen skjer i grunnen og mineralene er porøse, kan gassen samle seg i lommer. Helium forekommer derfor i relativt store mengder i visse naturgasser, spesielt fra kilder i USA og Canada.

Heliuminnholdet i naturgasser varierer fra 0,4 til 8 prosent. Helium blir separert ved å kondensere de andre komponentene i gassen, blir ytterligere renset ved avkjøling til enda lavere temperaturer, og til slutt blir det behandlet med aktivt kull, som fjerner de siste restene av forurensninger.

Kjemiske egenskaper

Heliumgass består av molekyler som består av bare ett atom. Atomkjernen består av to protoner og to nøytroner, og det er to elektroner som går rundt kjernen.

Helium er en edelgass og er det første grunnstoffet i gruppe 18 i periodesystemet. Det er det minst reaktive av alle grunnstoffer, og den nest letteste av alle gasser – bare hydrogengass er lettere. Helium er uten farge, lukt og smak.

Helium har det laveste kokepunkt av alle stoffer, −268,9 grader celsius (°C), det vil si 4,2 kelvin. Det lave kokepunktet skyldes at helium har de svakeste bindingene som finnes mellom atomer eller molekyler. Det samme forklarer hvorfor helium er minst løselig av alle gasser i vann, og hvorfor det generelt har en svært liten løselighet i alle løsemidler.

Helium finnes også i flytende form, se flytende helium.

Helium er det eneste stoffet som avgir varme når det smelter, og det omdannes til et fast stoff med romsentrert kubisk struktur (se kulepakning) først under høyt trykk.

Helium har den høyeste varmeledningsevnen av alle gasser unntatt hydrogen. At helium også har lavest løselighet i fett gjør det til den minst helsefarlige gassen å puste inn i ved høyt trykk. Derfor brukes den til å fortynne oksygengass ved dypdykking.

Forbindelser

Helium er lite reaktivt, og bare én forbindelse er kjent: HeH+. Denne forbindelsen er også ustabil. Det er også laget fullerener hvor heliumatomer sitter i hulrom.

Den lave reaktiviteten gjør at helium ikke er giftig selv opp til høye trykk.

Isotoper

Det finnes to stabile isotoper av helium. 3He har en kjerne som består av to protoner og ett nøytron, mens 4He har to protoner og to nøytroner. I naturen er alt helium 4He, mens 3He har blitt fremstilt i en kjernereaktor fra 1950. Stoffer som består av én isotop kan derfor studeres hver for seg.

Les mer i Store norske leksikon

Faktaboks

Smeltepunkt
−272,1 °C (25 atm)
Kokepunkt
−268,935 °C (25 atm)
Massetetthet
0,1785·10-³g/cm³ (0 °C, 1 atm)

Kommentarer (3)

skrev Sam Sam

Rettelse:Under Forekomst, fremstilling - andre avsnitt skal det stå fusjon, og ikke fisjon i følgende setning: "I Solen og på andre stjerner omdannes hydrogen kontinuerlig gjennom fisjon til helium, og noe av dette blir omdannet videre til andre grunnstoffer."PS! Lette stoffer fusjoneres, mens tyngre stoffer fisjoneres

skrev Svein Askheim

Feil i denne artikkelen er fremdeles ikke rettet.

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg