Гелий | Наука | Fandom

Гелий | Наука | Fandom Кислород

Оксид меди(ii), химические свойства, получение

1

H

ВодородВодород

1,008

1s1

2,2

Бесцветный газ

пл=-259°C

кип=-253°C

2

He

ГелийГелий

4,0026

1s2

Бесцветный газ

кип=-269°C

3

Li

ЛитийЛитий

6,941

2s1

0,99

Мягкий серебристо-белый металл

пл=180°C

кип=1317°C

4

Be

БериллийБериллий

9,0122

2s2

1,57

Светло-серый металл

пл=1278°C

кип=2970°C

5

B

БорБор

10,811

2s2 2p1

2,04

Темно-коричневое аморфное вещество

пл=2300°C

кип=2550°C

6

C

УглеродУглерод

12,011

2s2 2p2

2,55

Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал

пл=3550°C

кип=4830°C

7

N

АзотАзот

14,007

2s2 2p3

3,04

Бесцветный газ

пл=-210°C

кип=-196°C

8

O

КислородКислород

15,999

2s2 2p4

3,44

Бесцветный газ

пл=-218°C

кип=-183°C

9

F

ФторФтор

18,998

2s2 2p5

4,0

Бледно-желтый газ

пл=-220°C

кип=-188°C

10

Ne

НеонНеон

20,180

2s2 2p6

Бесцветный газ

пл=-249°C

кип=-246°C

11

Na

НатрийНатрий

22,990

3s1

0,93

Мягкий серебристо-белый металл

пл=98°C

кип=892°C

12

Mg

МагнийМагний

24,305

3s2

1,31

Серебристо-белый металл

пл=649°C

кип=1107°C

13

Al

АлюминийАлюминий

26,982

3s2 3p1

1,61

Серебристо-белый металл

пл=660°C

кип=2467°C

14

Si

КремнийКремний

28,086

3s2 3p2

1,9

Коричневый порошок / минерал

пл=1410°C

кип=2355°C

15

P

ФосфорФосфор

30,974

3s2 3p3

2,2

Белый минерал / красный порошок

пл=44°C

кип=280°C

16

S

СераСера

32,065

3s2 3p4

2,58

Светло-желтый порошок

пл=113°C

кип=445°C

17

Cl

ХлорХлор

35,453

3s2 3p5

3,16

Желтовато-зеленый газ

пл=-101°C

кип=-35°C

18

Ar

АргонАргон

39,948

3s2 3p6

Бесцветный газ

пл=-189°C

кип=-186°C

19

K

КалийКалий

39,098

4s1

0,82

Мягкий серебристо-белый металл

пл=64°C

кип=774°C

20

Ca

КальцийКальций

40,078

4s2

1,0

Серебристо-белый металл

пл=839°C

кип=1487°C

21

Sc

СкандийСкандий

44,956

3d1 4s2

1,36

Серебристый металл с желтым отливом

пл=1539°C

кип=2832°C

22

Ti

ТитанТитан

47,867

3d2 4s2

1,54

Серебристо-белый металл

пл=1660°C

кип=3260°C

23

V

ВанадийВанадий

50,942

3d3 4s2

1,63

Серебристо-белый металл

пл=1890°C

кип=3380°C

24

Cr

ХромХром

51,996

3d5 4s1

1,66

Голубовато-белый металл

пл=1857°C

кип=2482°C

25

Mn

МарганецМарганец

54,938

3d5 4s2

1,55

Хрупкий серебристо-белый металл

пл=1244°C

кип=2097°C

26

Fe

ЖелезоЖелезо

55,845

3d6 4s2

1,83

Серебристо-белый металл

пл=1535°C

кип=2750°C

27

Co

КобальтКобальт

58,933

3d7 4s2

1,88

Серебристо-белый металл

пл=1495°C

кип=2870°C

28

Ni

НикельНикель

58,693

3d8 4s2

1,91

Серебристо-белый металл

пл=1453°C

кип=2732°C

29

Cu

МедьМедь

63,546

3d10 4s1

1,9

Золотисто-розовый металл

пл=1084°C

кип=2595°C

30

Zn

ЦинкЦинк

65,409

3d10 4s2

1,65

Голубовато-белый металл

пл=420°C

кип=907°C

31

Ga

ГаллийГаллий

69,723

4s2 4p1

1,81

Белый металл с голубоватым оттенком

пл=30°C

кип=2403°C

32

Ge

ГерманийГерманий

72,64

4s2 4p2

2,0

Светло-серый полуметалл

пл=937°C

кип=2830°C

33

As

МышьякМышьяк

74,922

4s2 4p3

2,18

Зеленоватый полуметалл

субл=613°C

(сублимация)

34

Se

СеленСелен

78,96

4s2 4p4

2,55

Хрупкий черный минерал

пл=217°C

кип=685°C

35

Br

БромБром

79,904

4s2 4p5

2,96

Красно-бурая едкая жидкость

пл=-7°C

кип=59°C

36

Kr

КриптонКриптон

83,798

4s2 4p6

3,0

Бесцветный газ

пл=-157°C

кип=-152°C

37

Rb

РубидийРубидий

85,468

5s1

0,82

Серебристо-белый металл

пл=39°C

кип=688°C

38

Sr

СтронцийСтронций

87,62

5s2

0,95

Серебристо-белый металл

пл=769°C

кип=1384°C

39

Y

ИттрийИттрий

88,906

4d1 5s2

1,22

Серебристо-белый металл

пл=1523°C

кип=3337°C

40

Zr

ЦирконийЦирконий

91,224

4d2 5s2

1,33

Серебристо-белый металл

пл=1852°C

кип=4377°C

41

Nb

НиобийНиобий

92,906

4d4 5s1

1,6

Блестящий серебристый металл

пл=2468°C

кип=4927°C

42

Mo

МолибденМолибден

95,94

4d5 5s1

2,16

Блестящий серебристый металл

пл=2617°C

кип=5560°C

43

Tc

ТехнецийТехнеций

98,906

4d6 5s1

1,9

Синтетический радиоактивный металл

пл=2172°C

кип=5030°C

44

Ru

РутенийРутений

101,07

4d7 5s1

2,2

Серебристо-белый металл

пл=2310°C

кип=3900°C

45

Rh

РодийРодий

102,91

4d8 5s1

2,28

Серебристо-белый металл

пл=1966°C

кип=3727°C

46

Pd

ПалладийПалладий

106,42

4d10

2,2

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1552°C

кип=3140°C

47

Ag

СереброСеребро

107,87

4d10 5s1

1,93

Серебристо-белый металл

пл=962°C

кип=2212°C

48

Cd

КадмийКадмий

112,41

4d10 5s2

1,69

Серебристо-серый металл

пл=321°C

кип=765°C

49

In

ИндийИндий

114,82

5s2 5p1

1,78

Мягкий серебристо-белый металл

пл=156°C

кип=2080°C

50

Sn

ОловоОлово

118,71

5s2 5p2

1,96

Мягкий серебристо-белый металл

пл=232°C

кип=2270°C

51

Sb

СурьмаСурьма

121,76

5s2 5p3

2,05

Серебристо-белый полуметалл

пл=631°C

кип=1750°C

52

Te

ТеллурТеллур

127,60

5s2 5p4

2,1

Серебристый блестящий полуметалл

пл=450°C

кип=990°C

53

I

ИодИод

126,90

5s2 5p5

2,66

Черно-серые кристаллы

пл=114°C

кип=184°C

54

Xe

КсенонКсенон

131,29

5s2 5p6

2,6

Бесцветный газ

пл=-112°C

кип=-107°C

55

Cs

ЦезийЦезий

132,91

6s1

0,79

Мягкий серебристо-желтый металл

пл=28°C

кип=690°C

56

Ba

БарийБарий

137,33

6s2

0,89

Серебристо-белый металл

пл=725°C

кип=1640°C

57

La

ЛантанЛантан

138,91

5d1 6s2

1,1

Серебристый металл

пл=920°C

кип=3454°C

58

Ce

ЦерийЦерий

140,12

f-элемент

Серебристый металл

пл=798°C

кип=3257°C

59

Pr

ПразеодимПразеодим

140,91

f-элемент

Серебристый металл

пл=931°C

кип=3212°C

60

Nd

НеодимНеодим

144,24

f-элемент

Серебристый металл

пл=1010°C

кип=3127°C

61

Pm

ПрометийПрометий

146,92

f-элемент

Светло-серый радиоактивный металл

пл=1080°C

кип=2730°C

62

Sm

СамарийСамарий

150,36

f-элемент

Серебристый металл

пл=1072°C

кип=1778°C

63

Eu

ЕвропийЕвропий

151,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=822°C

кип=1597°C

64

Gd

ГадолинийГадолиний

157,25

f-элемент

Серебристый металл

пл=1311°C

кип=3233°C

65

Tb

ТербийТербий

158,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1360°C

кип=3041°C

66

Dy

ДиспрозийДиспрозий

162,50

f-элемент

Серебристый металл

пл=1409°C

кип=2335°C

67

Ho

ХольмийХольмий

164,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1470°C

кип=2720°C

68

Er

ЭрбийЭрбий

167,26

f-элемент

Серебристый металл

пл=1522°C

кип=2510°C

69

Tm

ТулийТулий

168,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1545°C

кип=1727°C

70

Yb

ИттербийИттербий

173,04

f-элемент

Серебристый металл

пл=824°C

кип=1193°C

71

Lu

ЛютецийЛютеций

174,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=1656°C

кип=3315°C

72

Hf

ГафнийГафний

178,49

5d2 6s2

Серебристый металл

пл=2150°C

кип=5400°C

73

Ta

ТанталТантал

180,95

5d3 6s2

Серый металл

пл=2996°C

кип=5425°C

74

W

ВольфрамВольфрам

183,84

5d4 6s2

2,36

Серый металл

пл=3407°C

кип=5927°C

75

Re

РенийРений

186,21

5d5 6s2

Серебристо-белый металл

пл=3180°C

кип=5873°C

76

Os

ОсмийОсмий

190,23

5d6 6s2

Серебристый металл с голубоватым оттенком

пл=3045°C

кип=5027°C

77

Ir

ИрридийИрридий

192,22

5d7 6s2

Серебристый металл

пл=2410°C

кип=4130°C

78

Pt

ПлатинаПлатина

195,08

5d9 6s1

2,28

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1772°C

кип=3827°C

79

Au

ЗолотоЗолото

196,97

5d10 6s1

2,54

Мягкий блестящий желтый металл

пл=1064°C

кип=2940°C

80

Hg

РтутьРтуть

200,59

5d10 6s2

2,0

Жидкий серебристо-белый металл

пл=-39°C

кип=357°C

81

Tl

ТаллийТаллий

204,38

6s2 6p1

Серебристый металл

пл=304°C

кип=1457°C

82

Pb

СвинецСвинец

207,2

6s2 6p2

2,33

Серый металл с синеватым оттенком

пл=328°C

кип=1740°C

83

Bi

ВисмутВисмут

208,98

6s2 6p3

Блестящий серебристый металл

пл=271°C

кип=1560°C

84

Po

ПолонийПолоний

208,98

6s2 6p4

Мягкий серебристо-белый металл

пл=254°C

кип=962°C

85

At

АстатАстат

209,98

6s2 6p5

2,2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=302°C

кип=337°C

86

Rn

РадонРадон

222,02

6s2 6p6

2,2

Радиоактивный газ

пл=-71°C

кип=-62°C

87

Fr

ФранцийФранций

223,02

7s1

0,7

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=27°C

кип=677°C

88

Ra

РадийРадий

226,03

7s2

0,9

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=700°C

кип=1140°C

89

Ac

АктинийАктиний

227,03

6d1 7s2

1,1

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=1047°C

кип=3197°C

90

Th

ТорийТорий

232,04

f-элемент

Серый мягкий металл

91

Pa

ПротактинийПротактиний

231,04

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

92

U

УранУран

238,03

f-элемент

1,38

Серебристо-белый металл

пл=1132°C

кип=3818°C

93

Np

НептунийНептуний

237,05

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

94

Pu

ПлутонийПлутоний

244,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

95

Am

АмерицийАмериций

243,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

96

Cm

КюрийКюрий

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

97

Bk

БерклийБерклий

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

98

Cf

КалифорнийКалифорний

251,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

99

Es

ЭйнштейнийЭйнштейний

252,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

100

Fm

ФермийФермий

257,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

101

Md

МенделевийМенделевий

258,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

102

No

НобелийНобелий

259,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

103

Lr

ЛоуренсийЛоуренсий

266

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

104

Rf

РезерфордийРезерфордий

267

6d2 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

105

Db

ДубнийДубний

268

6d3 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

106

Sg

СиборгийСиборгий

269

6d4 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

107

Bh

БорийБорий

270

6d5 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

108

Hs

ХассийХассий

277

6d6 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

109

Mt

МейтнерийМейтнерий

278

6d7 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

110

Ds

ДармштадтийДармштадтий

281

6d9 7s1

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Металлы

Неметаллы

Щелочные

Щелоч-зем

Благородные

Галогены

Халькогены

Полуметаллы

s-элементы

p-элементы

d-элементы

f-элементы

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

Примечания

  1. 12Atomic weights of the elements 2022 (IUPAC Technical Report) (англ.)IUPAC, 1960. — ISSN 0033-4545; 1365-3075; 0074-3925doi:10.1515/PAC-2022-0305
  2. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu.Atomic weights of the elements 2022 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2022. — Vol. 85, no. 5. — P. 1047—1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
  3. 123Size of helium in several environments (англ.). www.webelements.com. Дата обращения: 10 июля 2009.
  4. 12345Соколов В. Б.Гелий // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред.  И. Л. Кнунянц. — М.:  Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: А—Дарзана. — С. 513—514. — 623 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-008-8.
  5. Бердоносов С. С.Гелий (рус.). Большая российская энциклопедия (2022). Дата обращения: 31 декабря 2022.
  6. Наращивая мощности
  7. Kochhar R. K.French astronomers in India during the 17th – 19th centuries (англ.) // Journal of the British Astronomical Association  (англ.). — 1991. — Vol. 101, no. 2. — P. 95—100.
  8. 1234567Финкельштейн Д. Н.Открытие инертных газов и периодический закон Менделеева // Инертные газы. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1979. — С. 40—46. — (Наука и технический прогресс). — 19 000 экз.
  9. Langlet N. A.Das Atomgewicht des Heliums (нем.) // Zeitschrift für anorganische Chemie  (англ.). — 1895. — Bd. 10, № 1. — С. 289—292. — doi:10.1002/zaac.18950100130.
  10. Weaver, E. R.Bibliography of Helium Literature // Industrial & Engineering Chemistry. — 1919.
  11. Aaron John Ihde.Chapter 14. Inorganic chemistry I. Fundamental developments // The development of modern chemistry. — Изд. 2-е. — М.: Courier Dover Publications, 1984. — С. 373. — 851 с. — ISBN 0486642356.
  12. 1234Фастовский В. Г., Ровинский А. Е., Петровский Ю. В. Инертные газы. — Изд. 2-е. — М.: Атомиздат, 1972. — С. 3—13. — 352 с. — 2400 экз.
  13. Lockyer J. N.The Story of Helium // Nature. — 1896. — Vol. 53, № 1372. — P. 342-346.
  14. Окунев В. С. Основы прикладной ядерной физики и введение в физику реакторов. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2022. — С. 138.
  15. Бронштейн М. П. Солнечное вещество; Лучи икс; Изобретатели радиотелеграфа. — М.: ТЕРРА — Книжный клуб, 2002. — 224 с. — (Мир вокруг нас). — ISBN 5-275-00531-8.
  16. 12345Финкельштейн Д. Н.Гелий // Инертные газы. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1979. — С. 111—128. — (Наука и технический прогресс). — 19 000 экз.
  17. Капица П. Л.Viscosity of Liquid Helium below the λ-Point (англ.) // Nature. — 1938. — Vol. 141. — P. 74.
  18. Рубинин П. Е., Дмитриев В. В.Академик П. Л. Капица. Свойства жидкого гелия // Природа. — 1997. — № 12.
  19. Аруев Н. Н., Неронов Ю. И.Газовые образцы со смесью изотопов водорода и гелия-3 для ЯМР-спектроскопии и оценка магнитного момента ядра гелия-3 // Журнал технической физики. — 2022. — Т. 82, № 11. — С. 116-121.
  20. Helium: geological information (англ.). www.webelements.com. Дата обращения: 11 июля 2009.
  21. Хокинг С., Млодинов Л.Глава восьмая. Большой взрыв, черные дыры и эволюция Вселенной // Кратчайшая история времени. — СПб.: Амфора. ТИД Амфора, 2006. — С. 79—98. — 180 с. — 5000 экз. — ISBN 5-367-00164-5.
  22. Вайнберг С.V. Первые три минуты // Первые три минуты: современный взгляд на происхождение Вселенной. — Изд. 2-е. — Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000. — С. 105—122. — 272 с. — 1000 экз. — ISBN 5-93972-013-7.
  23. 12345Финкельштейн Д.Н.Глава IV. Инертные газы на Земле и в космосе // Инертные газы. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1979. — С. 76—110. — 200 с. — («Наука и технический прогресс»). — 19 000 экз.
  24. Abundance in Earth’s crust (англ.) (недоступная ссылка). www.webelements.com. Дата обращения: 11 июля 2009.Архивировано 23 мая 2008 года.
  25. Самарий, как и уран и торий, является природным альфа-радиоактивным элементом.
  26. Scientists Just Discovered a Massive Field of Precious Helium Gas in Africa
  27. Ковыктинское газоконденсатное месторождение
  28. Чаяндинское нефтегазоконденсатное месторождение
  29. Мировой рынок гелия — ООО «Газпром гелий сервис»
  30. Взлететь к солнцу: новое российское предприятие окажет влияние на мировой рынок гелия // Рамблер, 18 января 2020
  31. Основным поставщиком гелия являлся ОГЗ
  32. Путин принял участие в запуске Амурского газоперерабатывающего завода
  33. The New York Times: в результате прорыва в производстве гелия мир может оказаться в зависимости от России // ИноСМИ.ру, 9.12.2020
  34. ИНК построит 2-й гелиевый завод в Иркутской области
  35. Нефтегазовая технология. Теория и практика. 2009 (4) ISSN 2070-5379.
  36. Мюнстер А., Химическая термодинамика, 2002, с. 222.
  37. 12Жданов Л. С., Жданов Г. Л., Физика, 1984, с. 121.
  38. Глаголев К. В., Морозов А. Н., Физическая термодинамика, 2007, с. 241.
  39. Бродянский В. М., От твёрдой воды до жидкого гелия, 1995, с. 253.
  40. Фаустовский В. Г., Ровынский А. Е. Петровский Ю.В. Инертные газы. — Изд. 2. — М.: Атомиздат, 1972. — 352 с.
  41. Л. Паулинг. Природа химической связи / перевод с англ. М. Е. Дяткиной, под ред. проф. Я. К. Сыркина. — М.Л.: ГНТИ Химической литературы, 1947. — С. 262. — 440 с.
  42. Успехи физических наук
  43. Эксимерные лазеры
  44. W. Heisenberg, Z. Physik 39, 499 (1926).
  45. Фриш С. Э. Оптические спектры атомов. — М.Л.: Издательство физико-математической литературы, 1963. — С. 69—71. — 640 с.
  46. 12G. W. F. Drake, G. A. Victor, A. Dalgarno. Two-Photon Decay of the Singlet and Triplet Metastable States of Helium-like Ions. Phys. Rev. 180, 25-32 (1969).
  47. G. Breit and E. Teller, Astrophys. J. 91, 215 (1940).
  48. R.D.Knight. Lifetime of the Metastable 23S1 State in Stored Li Ions. — Ph.D.Thesis. Lawrence Berkeley Laboratory. — 1979. — 136 с.
  49. A.H. Gabriel and C. Jordan. Long Wavelength Satellites to the He-like Ion Resonance Lines in the Laboratory and in the Sun. Nature 221, 947 (1969).
  50. H.R. Griem, Spontaneous single-photon decay of 23S1 in Helium-like ions. Astrophys. J. 156, L103 (1969).
  51. G. Feinberg, J. Sucher. Calculation of the Decay Rate for 23S1 → 11S0   One Photon in Helium. Phys. Rev. Lett. 26, 681—684 (1971).
  52. Это объяснимо из соображений симметрии. Как начальное, так и конечное состояние атома сферически симметричны и не имеют выделенного направления — оба электрона находятся в s-состоянии, и суммарный спиновый момент также нулевой. Излучение фотона с определённым импульсом требует нарушения этой симметрии.
  53. Helium studies confirm presence of oil on the Aysky block in Russia (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения: 21 октября 2022.Архивировано 2 апреля 2022 года.
  54. Государственный реестр открытий СССР. Яницкий И. Н. Научное открытие № 68 «Закономерность распределения концентрации гелия в земной коре»
  55. Helium Survey, A Possible Technique For Locating Geothermal Reservoirs. Alan A. Roberts, Irving Friedman, Terrence J. Donovan, Edward H. Denton. US Geological Survey, Denver, Colorado 80225.
  56. Helium Soil Gas Survey of Aurora Uranium Deposit, McDermitt Caldera Complex, Oregon. G. Michael Reimer. U.S. Geological Survey, Branch of Isotope Geology, Denver, Colorado.
  57. Мусиченко Н. И. Закономерности распределения гелия в земной коре и их значение при поисках геохимическими методами месторождений газа, нефти и радиоактивных элементов [Текст] : (Метод. рекомендации) / Н. И. Мусиченко, В. В. Иванов ; М-во геологии СССР. Всесоюз. науч.-исслед. ин-т ядерной геофизики и геохимии «ВНИИЯГГ». — Москва : [б. и.], 1970. — 228 с., 1 л.
  58. Павлов Б. Н.Проблема защиты человека в экстремальных условиях гипербарической среды обитания (рус.) (недоступная ссылка). www.argonavt.com (15 мая 2007). Дата обращения: 6 июля 2009.Архивировано 21 августа 2022 года.
  59. В. Н. Витер. Эксперименты с гелием ч.8
  60. Grassberger, Martin; Krauskopf, Astrid. Suicidal asphyxiation with helium: Report of three cases / Suizid mit Helium Gas: Bericht über drei Fälle (German, English) // Wiener Klinische Wochenschrift  (англ.). — 2007. — Т. 119, № 9—10. — С. 323—325. — doi:10.1007/s00508-007-0785-4. — PMID 17571238.
  61. Montgomery B.. 2 found dead under deflated balloon, Tampa Bay Times (3 июня 2006).
  62. Two students die after breathing helium, CBC (4 июня 2006).

Химические свойства

Сильный окислитель, самый активный неметалл после фтора, образует бинарные соединения (оксиды) со всеми элементами, кроме гелия, неона, аргона, фтора (с фтором кислород образует фторид кислорода, так как фтор более электроотрицателен, чем кислород).

4Li O2⟶2Li2O{displaystyle {ce {4Li O2 -> 2Li2O}}}
2Sr O2⟶2SrO{displaystyle {ce {2Sr O2 -> 2SrO}}}

Окисляет соединения, которые содержат элементы с не максимальной степенью окисления:

2NO O2⟶2NO2↑{displaystyle {ce {2NO O2 -> 2NO2 ^}}}

Окисляет большинство органических соединений в реакциях горения:

2C6H6 15O2⟶12CO2 6H2O{displaystyle {ce {2C6H6 15O2 -> 12CO2 6H2O}}}
CH3CH2OH 3O2⟶2CO2 3H2O{displaystyle {ce {CH3CH2OH 3O2 -> 2CO2 3H2O}}}

При определённых условиях можно провести мягкое окисление органического соединения:

CH3CH2OH O2⟶CH3COOH H2O{displaystyle {ce {CH3CH2OH O2 -> CH3COOH H2O}}}

Кислород реагирует непосредственно (при нормальных условиях, при нагревании и/или в присутствии катализаторов) со всеми простыми веществами, кроме Au и инертных газов (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn); реакции с галогенами происходят под воздействием электрического разряда или ультрафиолета.

Косвенным путём получены оксиды золота и тяжёлых инертных газов (Xe, Rn). Во всех двухэлементных соединениях кислорода с другими элементами кислород играет роль окислителя, кроме соединений со фтором (см. ниже #Фториды кислорода).

Кислород образует пероксиды со степенью окисления атома кислорода, формально равной −1.

2Na O2⟶Na2O2{displaystyle {ce {2Na O2 -> Na2O2}}}
2BaO O2⟶2BaO2{displaystyle {ce {2BaO O2 -> 2BaO2}}}
H2 O2⟶H2O2{displaystyle {ce {H2 O2 -> H2O2}}}
Na2O2 O2⟶2NaO2{displaystyle {ce {Na2O2 O2 -> 2NaO2}}}
K O2⟶KO2{displaystyle {ce {K O2 -> KO2}}}
3KOH 3O3⟶2KO3 KOH⋅H2O 2O2↑{displaystyle {ce {3KOH 3O3 -> 2KO3 KOH * H2O 2O2 ^}}}
PtF6 O2⟶O2PtF6{displaystyle {ce {PtF6 O2 -> O2PtF6}}}

В этой реакции кислород проявляет восстановительные свойства.

118 элементов. глава вторая. шесть «нобелевок» за гелий — lifeo2.ru

Элемент: гелий (Helium)

Химический символ: Нe

Порядковый номер: 2

Год открытия: 1868

Стандартная атомная масса: 4.002602

Температура плавления: 0.95 К (при 2.5 МПа)

Температура кипения: 4.222 К

Плотность при стандартных условиях: 0.1786 г/л

Скорость звука в гелии: 972 м/с (газ при 27 °C)

Число стабильных изотопов: 2

Кристаллическая решётка: гексагональная плотноупакованная

Если спросить, какой элемент самый космический, то придется честно ответить: «гелий». Мало того, что гелий, наряду с водородом, образовался в Большом взрыве (впрочем, значительная часть его образовывалась уже позже, в термоядерных реакциях в звездах), мало того, что он – один из двух элементов, которые астрофизики считают неметаллами (у тех, кто изучает звезды и галактики, все, что тяжелее водорода и гелия – металлы, будь то железо, будь то углерод с азотом), так это еще и единственный элемент, который был впервые открыт не на Земле. Но обо всем по порядку.

Началось все в 1868 году с путешествия Пьера Жюля Сезана Жансена в индийский город Гунтур. Жансен не был химиком и не был путешественником. Его манила жажда знаний о Солнце, а именно там 18 августа должно было состояться полное солнечное затмение. Погода не подвела – и астроном увидел солнечную корону, впервые исследовав ее спектр. Ему так понравилось, что он сумел настроить спектроскоп так, чтобы снимать спектр солнечной короны и просто при ярком солнце.

Гелий | Наука | Fandom

Пьер Жансен


Он ожидал увидеть (и увидел) в спектре Солнца линии хорошо известного водорода. Синяя, цвета морской волны и красная. Но кроме нее, ярко сияла еще одна – желтая. Натрий? Так подумал Жансен и сразу же написал свое письмо во Французскую академию наук.

Шли дни, недели, месяцы. Шло письмо. 20 октября уже британский астроном Норман Локьер догадался, что можно изучать спектр Солнца без затмения, и тоже увидел желтую линию с длиной волны 587,56 нм. Натрий? Но нет, у натрия длины волн линий D1 (589,59 нм) и D2 (588,99 нм) – другие. Значит, на Солнце мы видим новый, неведомый доселе элемент. Локьер тоже пишет спешное письмо в Париж – и оно… приходит на пару часов раньше письма Жансена. Впрочем, академики поделили приоритет меж учеными и даже постановили отчеканить медаль с изображениями Локьера, Жансена и Аполлона.

Однако на Земле гелий долго не попадался. Конечно, Луиджи Пальмьери вроде бы открыл в вулканических фумаролах (дымящихся трещинах на склонах вулкана) гелий, но именно что «вроде бы», так что никто ему не поверил. Интерес к гелию спадал – может быть, потому, что тогда еще не присуждали Нобелевских премий.

Гелий | Наука | Fandom

Луиджи Пальмьери


Гелий, пожалуй, можно считать рекордсменом среди элементов по Нобелевским премиям. Минимум пять премий в разное время оказались непосредственно связаны с этим простым веществом (и еще одна – с гелием как с элементом).

Пришлось ждать 1894 года и триумфа физика Джона Стретта, лорда Рэлея и химика Уильяма Рамзая из клана Рамзаев. В том году они открыли в воздухе инертный газ аргон, который никак не вписывался в периодическую систему элементов. Рэлей совершил открытие, заслужил «нобелевку» и отправился к себе в имение, заниматься физикой, а вот Рамзай почуял, что тема инертных газов никак не закрыта.

Гелий | Наука | Fandom

Уильям Рамзай


В конце года Рамзай узнал, что американский геолог Уильям Хиллебранд получил путем нагревания нескольких минералов газ. Хиллебранд считал, что он выделил азот. Рамзай взялся установить, есть ли в этом азоте аргон. Ведь это означало бы, что аргон входит не только в состав атмосферы, но и, как и кислород и азот, в состав земной коры. И начал работать с минералом клевеитом. Спектральный анализ выделенного газа показал, что в «минеральном» азоте есть гелий и следы аргона. Рамзай смог показать, что гелий, который впервые попал в руки ученых, такой же инертный газ, как и аргон. Он сделал вывод, что им открыта новая группа Периодической таблицы Менделеева. Но тогда, значит, должны быть и другие элементы. В итоге Дмитрию Ивановичу придется вводить новый столбец в свою таблицу, а Рамзай войдет в историю, как единственный человек, полностью заполнивший всю группу таблицы Менделеева – от гелия до радона.

Гелий | Наука | Fandom

Образец клевеита, из которого был получен первый земной гелий


Гелий оказался очень непростым простым веществом. Во-первых, никому поначалу не удавалось его сжижить – даже самому Джеймсу Дьюару. Только Хейке Камерлинг-Оннес, «господин абсолютный ноль» сумел добраться до температуры в четыре градуса Кельвина, получить жидкий гелий, попутно открыть сверхпроводимость и получить Нобелевскую премию по физике. Но и он сломался на твердом гелии – хотя и достиг температуры в 1 кельвин.

Гелий | Наука | Fandom

Хейке Камерлинг-Оннес

Первое сообщение о получении твердого гелия сделал ученик Оннеса Виллем Хендрик Кеезом, который сумел отвердить кубический сантиметр гелия, только добавив давление в 35 атмосфер и охлаждая сжимаемый гелий кипящим в вакууме жидким гелием же.

Кеезом же заметил и странное изменение в свойствах жидкого гелия. Вот как описывал это изменение наш соотечественник, сыгравший важнейшую роль в изучении гелия и получивший за это Нобелевскую премию, Петр Леонидович Капица:

«При температуре ожижения — 4 К — он представляет собой жидкость малого удельного веса, раз в пять легче воды, очень прозрачную, с очень малым коэффициентом преломления, вследствие чего его трудно видеть: нужно приноравливаться, чтобы заметить, наполнен ли сосуд жидким гелием или нет. Когда на жидкий гелий смотрят, на него падает свет и он непременно будет кипеть. То количество света, которое проходит через прозрачный дьюаровский сосуд и падает на него, сообщает ему достаточное тепло, чтобы привести его в состояние кипения. Но при дальнейшем понижении температуры все эти явления внешне пропадают. Поверхность гелия становится гладкой, как зеркало. Его еще труднее заметить, потому что по пузырькам вы его видите лучше».

Оказалось, что в этот момент происходит фазовый переход из гелия I в гелий II. Следующий шаг в изучении свойств гелия сделал именно Капица, получивший премию только в 1978 году за фундаментальное открытие и филигранный эксперимент. Капица продолжил эксперименты Кеезома. Вот как он сам описывал свое открытие:

«Распространение тепловых волн оказалось исключительно быстрым как раз там, где, казалось, меньше всего можно было бы ждать теплового движения. Кеезом нашел, что жидкий гелий сверхтеплопроводен.
Мы заинтересовались этим явлением. Нам показалось, что, может быть, это ошибка. Но я повторил опыты Кеезома и получил еще большие значения теплопроводности, чем сам Кеезом. Можно было показать, что такое количество тепла, которое фактически переносилось, лежит за пределами физических возможностей, что тело ни по каким физическим законам не может переносить больше тепла, чем его тепловая энергия, помноженная на скорость звука. А скорость звука в гелии известна — она равна 250 м/с.
С помощью обычного механизма теплопроводности тепло не могло переноситься в таком масштабе, как это наблюдалось. Надо было искать другое объяснение. И вместо того, чтобы объяснить перенос тепла теплопроводностью, т.е. передачей энергии от одного атома к другому, можно было объяснить его более тривиально – конвекцией, переносом тепла в самой материи. Не происходит ли дело так, что нагретый гелий движется вверх, а холодный опускается вниз, благодаря разности скоростей возникают конвекционные токи, и таким образом происходит перенос тепла. Но для этого надо было предположить, что гелий при своем движении течет без всякого сопротивления. У нас уже был случай, когда электричество двигалось без всякого сопротивления по проводнику. И я решил, что гелий так же движется без всякого сопротивления, что он является не сверхтеплопроводным веществом, а сверхтекучим.
Были сделаны эксперименты измерения вязкости — величины, обратной текучести. Чтобы гелий был сверхтекучим, необходимо, чтобы его вязкость была мала. Для того чтобы измерить такую малую вязкость, нужно было придумать исключительно тщательную технику эксперимента. Оказалось, что нужно пропускать гелий не в капилляре, а через щель, ширина которой равна долям микрона. Если бы гелий легко протекал через такую щель, он был бы сверхтекучим. Оказалось, что через эти тонкие щели гелий протекает так же легко, как и через большие отверстия. Есть формула Бернулли, в которую не входит вязкость, применимая к идеальной жидкости. Гелий оказался такой идеальной жидкостью. Можно было обнаружить только предел вязкости 10-11 П. Если вязкость воды равняется 10-2 П, то это в миллиард раз более текучая жидкость, чем вода. И при этом наши измерения были лишь техническим пределом, за которым гелий мог быть еще менее вязким».

Оказалось, что в этом состоянии гелий способен самостоятельно выбираться по стенкам из емкости и просачиваться в самую тонкую щель.

Гелий | Наука | Fandom

Сверхтекучий гелий


И тут нужно сделать лирическое отступление. Верно говорят, что для того, чтобы получить «нобелевку», мало сделать великое открытие, нужно еще и жить достаточно долго. Говорят, что Нильс Бор трижды номинировал Капицу на премию, но безуспешно, а Лев Ландау получил премию за объяснение сверхтекучести гелия задолго до Капицы. Еще стоит отметить и то, что премию Петр Леонидович получил ровно через 40 лет после статьи в Nature о сверхтекучести. Два других исследователя, открывших сверхтекучесть независимо от Ландау, Аллен и Майзнер, продолжившие его работы в Мондовской лаборатории и опубликовавшие результаты своих исследований в том же номере журнала, до премии просто не дожили. Потом он потроллит Нобелевский комитет в Нобелевской лекции, заявив, в переводе на смысл: «Ребятки, я 40 лет ждал премии и уже давно забыл все про сверхтекучесть, да мне это и неинтересно. Поэтому слушайте про термоядерный синтез!».

Гелий | Наука | Fandom

Петр Капица


Так что давайте посчитаем: премии по химии 1904 года (Рамзай), по физике1913 года (Камерлинг-Онесс), 1978 года (Капица) – про них мы говорили подробно, а также премия 1962 года Льву Ландау – за работы по теории сверхтекучего гелия, премия 1996 года – американцам Дэвиду Ли, Дугласу Ошерову и Роберту Ричардсону за открытие сверхтекучести изотопа гелий-3, а также премия 2003 года «нашим» Алексею Абрикосову и Виталию Гинзбургу и англо-американцу Энтони Легетту – снова за работы по сверхтекучим жидкостям и сверхпроводимости. Неплохо для элемента, который до самого последнего времени вообще не вступал ни в какие реакции.

Впрочем, применение гелию всегда находилось. Во-первых, это, естественно, работы по сверхпроводимости – только жидкий гелий может охладить до нужных температур большинство сверхпроводников. Поэтому чуть ли не половина современной добычи гелия идет на охлаждение магнитов томографов МРТ. А вот в 1920-х годах основное применение гелия было совсем другим: им наполняли дирижабли. В США гелий, как более безопасный, чем водород, газ, был признан специальным актом 1925 года стратегическим сырьем. Кстати, любопытный факт: почти весь гелий в нашей атмосфере и в земной коре – не «солнечный», а чисто земной. Атмосферные запасы пополняются распадом урана-238.

Гелий | Наука | Fandom

Крупнейший американский дирижабль “Акрон”, наполненный гелием


Наконец, нужно не забывать, что впервые выделенные Резерфордом альфа-частицы – это ядра гелия. Так что гелий в виде ядер активно служит как науке, так и медицине: альфа-источники радиации очень ценны в лечении рака.

Ну и напоследок нужно сказать, что уже в XXI веке «благородность» гелия таки удалось сломать. И сделала это группа нашего соотечественника Артема Оганова, который создал алгоритм предсказания новых химических веществ USPEX.

«У меня необычный аспирант из Китая — Дун Сяо, он получил правительственную стипендию и работал в моей лаборатории два года, — рассказывал корреспонденту издания Indicator.Ru Артем Оганов об истории этого открытия. — Я тогда еще жил и работал в Америке. Это очень талантливый и необычно мыслящий человек. Он увлекся развиваемой нами идеей о том, что под давлением химия выходит за рамки привычного и образуются соединения, которых в рамках классической химии быть не должно. Одно из традиционных утверждений состоит в том, что гелий не образует устойчивых химических соединений, и Дун Сяо решил это проверить. Я ему посоветовал начать с самых электроотрицательных элементов — фтора и кислорода. Фтор образует устойчивые соединения с другим инертным газом, ксеноном, уже при обычных давлениях. Но оторвать электроны у гелия оказалось гораздо сложнее, чем у ксенона, и устойчивых соединений гелия с фтором не оказалось даже при очень высоких давлениях. На этом можно было поставить точку, и я сказал Сяо, что гелий, видимо, действительно не образует устойчивых соединений ни с какими элементами, и можно переключиться на другие исследования. Как выяснилось позже, Сяо меня не послушал. Мой аспирант оказался упрямым и, не говоря мне ни слова, стал пробовать атомы разных металлов. Перепробовав множество элементов и не найдя никаких стабильных соединений с гелием при экспериментально достижимых давлениях, спустя месяц он дошел до натрия. Его расчеты показали, что при не очень высоких давлениях должно быть стабильным соединение состава Na2He».

Предсказания аспиранта Оганова подтвердили экспериментаторы. О получении первого «настоящего» соединения гелия сообщили в журнале Nature Chemistry.

Гелий | Наука | Fandom

Артем Оганов


Как сообщает первый соавтор исследования, Сяо Дун, который во время проведения работы был аспирантом в лаборатории Артема Оганова, «открытое соединение весьма необычно: хотя атомы гелия напрямую не участвуют в химической связи, их присутствие фундаментально меняет химические взаимодействия между атомами натрия, способствуя сильной локализации валентных электронов, что делает полученный материал изолятором».

Гелий | Наука | Fandom

Структура соединения натрия и гелия


Кто знает, может быть когда-нибудь и «нобелевка» Оганова пополнит набор «гелиевых премий»?

На этом история изучения гелия не заканчивается. В мае 2022 года планетарный гелий вышел за пределы Солнечной системы: астрономы зарегистрировали выбросы гелия из атмосферы экзопланеты WASP-107b. Это первый случай обнаружения второго элемента таблицы Менделеева в атмосфере экзопланеты. Об открытии ученые рассказали в статье, появившейся на страницах журнала Nature.

Как водится с любым химическим элементом, о гелии можно продолжать и продолжать рассказывать. Можно говорить о гелии в составе дыхательных смесей для астронавтов (и о том, как смешно коверкает голос гелий за счет того, что в нем скорость звука втрое больше, чем в воздухе). Можно – о гелии-3 как потенциальном топливе для термоядерных электростанций. О многом можно… Но мы найдем в себе силы поставить точку – и начать готовить материал об элементе номер три.


Текст: Алексей Паевский

Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий