Helium, gassformig grunnstoff som tilhører gruppe 18 i grunnstoffenes periodesystem, edelgassene. Helium er det minst reaktive av alle grunnstoffer og den nest letteste av alle gasser.

Helium er uten farge, lukt og smak. Det har en densitet som er ca. 1/7 av densiteten til luft, det er bare hydrogengassen som er lettere. Helium har det laveste kokepunkt av alle stoffer, det være seg grunnstoffer eller sammensatte stoffer. Helium er det eneste stoffet som har en negativ smeltevarme, dvs. at det avgir varme når det smelter. Det kan derfor bare omdannes til fast stoff under høyt trykk.

Helium er så lite reaktivt at det ikke har lyktes å fremstille kjemiske forbindelser med bindinger til heliumatomer. De eneste nøytrale forbindelser man kan lage med helium er slike hvor frie heliumatomer ligger fanget i hulrom, for eksempel fullerener. Gassioner av typen HeH+ skal ha en normal enkeltbinding, og er blitt påvist. Den lave reaktiviteten gjør også at helium er kjemisk sett helt ufarlig og gassen er ugiftig selv opp til høye trykk.

Helium har også de svakeste bindinger som finnes mellom atomer eller molekyler, hvilket forklarer det lave kokepunktet. Det samme forklarer hvorfor helium er minst løselig av alle gasser i vann, og hvorfor det generelt har en meget liten løselighet i alle løsemidler. Helium har den høyeste varmeledningsevnen av alle gasser, unntatt hydrogen. At helium også har den laveste løseligheten i fett, gjør helium til den minst helsefarlige gassen å puste inn i ved høyt trykk, derfor brukes den til å fortynne oksygengass ved dypdykking.

Helium er den letteste av alle gasser unntatt hydrogen, noe som gjør at gassen sprer seg raskt. Den lave molekylvekten gjør også at lydhastigheten er større i helium enn i vanlig luft, og det er dette som er årsaken til den høye, lyse «Donald-stemmen» (heliumstemme) som man får hvis man snakker etter å ha pustet inn helium. Helium er også svært rask til å diffundere gjennom materialer som gummi; derfor er heliumballonger gjerne laget av metallfolie for å holde lenger på gassen. Se for øvrig edelgassforbindelser.

Helium finnes i atmosfæren i bare meget små mengder. Årsaken er at de små gassatomene beveger seg med så høy fart at de meget raskt lekker ut av atmosfæren og ut i verdensrommet. Helium dannes kontinuerlig i grunnen ved spalting av tyngre radioaktive grunnstoffer, særlig uran og thorium. Når slike atomer spaltes, vil det sendes ut alfapartikler, det vil si 4He-kjerner, som så raskt tar opp elektroner og blir til heliumgass. Helium dannes derfor i uran- og thoriummineraler og kan utvinnes i små mengder ved å varme opp disse til 1000-1400 oC. Hvis oppvarmingen skjer i grunnen, eller hvis mineralene er porøse så helium slipper ut, vil heliumgassen slippe ut og så eventuelt kunne samle seg i gasslommer. Helium kan forekomme i relativt store mengder i visse naturgasser, spesielt fra kilder i USA og Canada. Heliuminnholdet i naturgasser som nyttes for heliumfremstilling, varierer gjerne fra 0,4 til 2,3 %, men kan i visse tilfeller gå helt opp i 9 %. Helium blir separert ved å kondensere de andre komponentene i gassen, og blir ytterligere renset ved avkjøling til enda lavere temperaturer og til slutt behandlet med aktivt kull, som fjerner de siste restene av forurensninger. I USA er det fremstilt store mengder helium fra naturgass.

I Solen er helium til stede i langt større mengder enn på Jorden. Man regner med at Solen består av 84 % hydrogenatomer, 15 % heliumatomer og bare 1 % tyngre atomer. I universet som helhet er det anslått at helium med 23 % er det hyppigste grunnstoffet etter hydrogen (76 %). I Solen og på andre stjerner omdannes hydrogen kontinuerlig gjennom fusjon til helium, og noe av dette blir omdannet videre til andre grunnstoffer. Den store andelen helium i universet er likevel først og fremst en konsekvens av big bang, forholdet mellom helium og hydrogen i universet stemmer meget godt overens med de modeller man har for universets skapelse og anses som en bekreftelse av teorien.

Helium har mange anvendelser. Fordi gassen er lett og ikke brenner, brukes den i luftskip og luftballonger og i dekk på landingshjulene i store fly (øker flyenes lasteevne). Gassen brukes også som inert atmosfære i visse sveiseoperasjoner. Pga. sin gode varmeledningsevne og at den er kjemisk inert, anvendes den som kjølegass i høytemperaturatomreaktorer. Med det laveste kokepunktet av alle stoffer finner helium stor anvendelse som kjølemedium både innen forskning og teknologi for å oppnå temperaturer nær det absolutte nullpunkt. Oksygen-heliumblandinger, heliumluft, blir brukt av dykkere for å motvirke dykkersyke. (Se dykking.)

Helium ble første gang påvist i 1868 av J. N. Lockyer og P. J. C. Janssen ved spektroskopiske undersøkelser av sollyset. Derav har det også fått sitt navn. Som forekomst på Jorden ble helium først oppdaget i 1882 av italieneren L. Palmieri ved spektralanalyse av et materiale fra Vesuv. Senere påviste den amerikanske kjemikeren W. F. Hillebrand at uranmineralet uranitt avgav en gass når det ble løst i syre. Gassen ble i 1895 påvist å være helium av den engelske kjemiker Sir W. Ramsay og omtrent samtidig av den svenske kjemiker P. Th. Cleve. Samme år viste den tyske fysikeren H. Kayser at helium også er til stede i luft. I luft finnes helium i svært små mengder, 0,000542 volumprosent.

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

NavnHelium
Kjemisk symbol He
Atomnummer 2
Relativ atommasse 4,00260
Smeltepunkt -272,1 °C (25 atm)
Kokepunkt -268,935 °C (25 atm)
Densitet 0,1785·10-3g/cm3(0 °C, 1 atm)
Oksidasjonstall -
Elektronkonfigurasjon 1s2

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

8. februar 2012 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

25. mars 2014 skrev Svein Askheim

Feil i denne artikkelen er fremdeles ikke rettet.

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.