尽管在整个宇宙中,氦元素的质量总数仅次于氢元素,是排名第二的元素。但是!!
氦气在地球的含量极少。其在空气中的含量为,也就是在1000000升的空气中,有5.2升氦气,以目前的技术而言,不具备工业提取价值(也就是说,从空气中提取氦气,成本可能比等体积的黄金还要贵)。
目前提取氦气的技术,也是唯一的技术,是从富含氦气的天然气中提取氦气。
如果哪一天,富含氦气的天然气被用光了,就不能生产氦气了。
就像煤和石油一样,属于不可再生能源。
如果有一天人类发现了一种成本极低的可以从空气中提取氦气的技术,那么我想地球上的氦元素还是够用的;据说月球上有大量氦3,可以去月亮上采矿;如果直接从太空中提取,那就太神了。至于氦气价格越来越贵,我认为不是自然原因,而是:氦气在航天工业、导弹武器工业、低温超导研究、半导体生产等方面具有重要的用途,而主要的氦气资源来自美国、俄罗斯这两个国家。所以供应量受到限制,价格高涨也是情理之中。
物理性质:
元素符号He,原子序数2,原子量4.002602(氦4),为稀有气体的一种。元素名来源于希腊文,原意是“太阳”。
氦有两种天然同位素:氦3、氦4,自然界中存在的氦基本上是氦4。相对原子质量为4.003。1868年有人利用分光镜观察太阳表面,发现一条新的黄色谱线,并认为是属于太阳上的某个未知元素,故名氦。氦在空气中的含量为0.0005%。
氦在通常情况下为无色、无味的气体;熔点-272.2℃(25个大气压),沸点-268.9℃;密度0.1785克/升,临界温度-267.8℃,临界压力2.26大气压;水中溶解度8.61厘米3/千克水。
氦是惰性元素之一,分子式为He,是一种稀有气体,无色、无臭、无味。它在水中的溶解度是已知气体中最小的,也是除氢气以外密度最小的气体。密度0.17847克/升,熔点-272.2℃(25个大气压)。沸点-268.9℃。它是最难液化的一种气体,其临界温度为-267.9℃。临界压力为2.25大气压。当液化后温度降到-270.98℃以下时,具有表面张力很小,导热性很强,几乎不呈现任何粘滞性。液体氦可以用来得到接近绝对零度(-273.15℃)的低温。化学性质十分不活泼,既不能燃烧,也不能助燃。氦也是最难液化的气体。
氦在通常情况下为无色、无味的气体。是唯一不能在标准大气压下固化的物质。液态氦在温度下降至2.18K时,性质发生突变,成为一种超流体,能沿容器壁向上流动,热传导性为铜的800倍,并变成超导体;其比热容、表面张力、压缩性都是反常的。
由于液氦的超低温,在此温度下出现了许多奇妙的物理现象。许多重要的物理实验,都要在低温下进行。世界各国的物理学家都在研究液态氦,希望通过液态氦达到更低的温度,研究各种物质在低温下会发生什么变化,会有什么我们还不知道的性质。这就产生了物理学的一个新的分支——低温物理学。
化学性质:
?氦是所有元素中最不活泼的元素,极难形成化合物,这是因为氦的原子核到电子层距离很小,并且达到了稳定结构。它的性质便决定了用途,氦的应用主要是作为保护气体、气冷式核反应堆的工作流体和超低温冷冻剂等等。
2017年2月6日,中国南开大学的王慧田、周向锋团队及其合作者在《Nature Chemistry》上发表了有关在高压条件下合成氦钠化合物——Na2He的论文,结束了氦元素无化合物的历史,标志着中国在稀有气体化学领域走到了最前沿。
用途
由于氦很轻,而且不易燃,因此它可用于填充飞艇、气球、温度计、电子管、潜水服等。也可用于原子反应堆和加速器、激光器、火箭、冶炼和焊接时的保护气体,还可用来填充灯泡和霓虹灯管,也用来制造泡沫塑料。
由于氦在血液中的溶解度很低,因此可以加到氧气中防止减压病,作为潜水员的呼吸用气体,或用于治疗气喘和窒息。
液体氦的温度(-268.93 ℃)接近绝对零度(-273℃),因此它在超导研究中用作超流体,制造超导材料。液态氦还常用做冷却剂和制冷剂。在医学中,用于氩氦刀以治疗癌症。它还可以用作人造大气层和镭射媒体的组成部分。
氦气广泛应用于航空航天和飞机制造业从制造到飞行的整个过程。太空飞行作业使用氦气净化氢气系统,地面和飞行流体系统将其用作增压剂。除此之外,氦气还用作气象和其他观测气球的升力源。
由于氦很轻,而且不易燃,因此它可用于填充飞艇、气球、温度计、电子管、潜水服等。也可用于原子反应堆和加速器、激光器、火箭、冶炼和焊接时的保护气体,还可用来填充灯泡和霓虹灯管,也用来制造泡沫塑料。
由于氦在血液中的溶解度很低,因此可以加到氧气中作为潜水员的呼吸用气体。
液体氦的温度接近绝对零度(-273℃),因此它在在超导研究中中用作超流体,制造超导材料。液态氦还常用做冷却剂和制冷剂。在医学中,用于氩氦刀以治疗癌症。
它还可以用作人造大气层和镭射媒体的组成部分。
氦气可以用于保存尸体,毛泽东水晶棺材内的气体即为氦气。