Helium (von griech. hélios (Sonne)) ist ein chemisches Element.
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| Allgemein | |||||||||||||||||||||||||
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| Name, Symbol, Ordnungszahl | Helium, He, 2 | ||||||||||||||||||||||||
| Serie | Edelgase | ||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | 18 (VIIIA), 1, p | ||||||||||||||||||||||||
| Dichte, Mohshärte | 0.1785 kg/m3, k.A. | ||||||||||||||||||||||||
| Aussehen | farblos | ||||||||||||||||||||||||
| Atomar | |||||||||||||||||||||||||
| Atomgewicht | 4.002602 amu | ||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | k.A. (31) pm | ||||||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | 32 pm | ||||||||||||||||||||||||
| van der Waals-Radius | 140 pm | ||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | 1s2 | ||||||||||||||||||||||||
| e- 's pro Energieniveau | 2 | ||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände (Oxid) | 0 (k.A.) | ||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | hexagonal | ||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch | |||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand (Magnetismus) | gasförmig | ||||||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 0.95 K (-272.20°C) | ||||||||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 4.22 K (-268.93°C) | ||||||||||||||||||||||||
| Molares Volumen | 21.0 ×10-3 m3/mol | ||||||||||||||||||||||||
| Verdampfungswärme | 0.0845 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| Schmelzwärme | 5.23 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| Dampfdruck | k.A. | ||||||||||||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit | 970 m/s bei 293.15 K | ||||||||||||||||||||||||
| Verschiedenes | |||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | k.A. (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 5193 J/(kg*K) | ||||||||||||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | k.A. | ||||||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 0.152 W/(m*K) | ||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 2372.3 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 5250.5 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| Stabilste Isotope | |||||||||||||||||||||||||
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| NMR-Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||
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| SI-Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt, sofern nicht anders angegeben. | |||||||||||||||||||||||||
Helium wurde im Spektrum des Sonnenlichts entdeckt. Es kommt aber auch in geringen Mengen in der Erdatmosphäre, sowie in Erdgas vor. Helium entsteht im Erdinneren beim radioaktiven Zerfall schwerer Elemente wie Uran oder Thorium, wobei Helium-Kerne als Alphateilchen ausgesendet werden.
Technisch wird verflüssigtes Helium als Kühlmittel zum Erreichen tiefer Temperaturen (ca. 1 bis 4 Kelvin) eingesetzt. Unter 2,18 K wird Helium superfluid, das heißt, es fließt ohne Strömungswiderstand, was eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit mit sich bringt. Die Superfluidität ist vergleichbar der Supraleitfähigkeit bestimmter Metalle und Legierungen.
Beim Schmelzpunkt von Helium muss man etwas vorsichtig sein: Unter Normaldruck wird Helium niemals fest, es gefriert nur unter Druck. Siehe dazu auch den Link: http://www.unifr.ch/physics/frap/
Komprimiertes Heliumgas kann wegen seiner hohen Wärmekapazität ebenfalls als Kühlmittel eingesetzt werden, insbesondere dort, wo ein besonders inertes Kühlmittel benötigt wird. Als Beispiel sei der Thorium-Hochtemperaturreaktor (kurz THTR) genannt.
Das Isotop 3He kann nur aus Kernreaktionen gewonnen werden, und ist deswegen sehr teuer. Beispielsweise entsteht es beim Betazerfall von Tritium. Tritium entsteht wiederum durch Neutronenbeschuss von 6Li im Kernreaktor. Wie 4He dient auch 3He als Kühlmittel in Kryostaten.