العلومالعناصر الكيميائية

الهيليوم

اقرأ في هذا المقال
  • ماهو الهيليوم؟
  • استخدامات الهيليوم.
  • خصائص الهيليوم.
  • سر اختيار غاز الهيليوم في المناطيد.
  • الإجراءات الواجب اتباعها عند ملئ المناطيد بالهيليوم.

ماهو الهيليوم:

هو عنصر من العناصر الكيميائيّة، له رمزٌ كيميائيٌّ خاص به”He”، عدده الذري يساوي”2″، يقع في الدورة الأولى وفي المجموعة الثامنة عشر، يُعتبر هذا العنصر غازاً ليس له لون ولا رائحة ولا طعم، في حال توافرت الظروف القياسية من ضغط وحرارة، إضافةً لكونه من الغازات غير السّامة.

يُعتبر الهيليوم من الغازات النبيلة الخاملة، كما أنّه غاز أحادي الذرة، ليس له جزئيّات؛ نظراً لخموله الكيميائيّ، الأمر الذي يجعله يظهر دائماً في صورته الذريّة، هذا وقد يُعتبر الهيليوم من العناصر الكيميائيّة التي توجد في أغلب الأحيان في الحالة الغازية.

يتوافر الهيليوم في الكون بكميات كبيرة، حيث يحتل المرتبة الثانية من بعد الهيدروجين في وفرته، أمّا من ناحية وفرته على سطح الأرض فهو نادر الوجود والانتشار، هذا وقد يتم العثور على غاز الهيليوم في حقول الغازات الطبيعيّة، حيث يتم استخراجه من هذه الحقول عن طريق عملية التقطير التجزيئي( وهي عملية يتم من خلالها فصل المخلوط أو المركب إلى مكوناته الأصلية).

يتسرب غاز الهيليوم بسرعة كبيرة وبشكل هائل عندما يتم بعثه إلى الغلاف الجوي؛ الأمر الذي يجعل مصادره قابلة للنفاذ، هذا وقد يُعتبر الهيليوم العنصر الوحيد الذي تمَّ اكتشافه على الشمس قبل أن يُكتشف على سطح الأرض.

وعلى الرَّغم من ندرة وجود الهيليوم على سطح الأرض، إلّا أنّ معظم الكميات الموجودة على الأرض ناتجة عن عملية الإضمحلال الإشعاعي للعديد من العناصر الثقيلة، أمّا عن أكبر مصادر هذا الغاز فقد يتم العثور عليها في بعض آبار الغاز الطبيعي؛ وذلك نظراً لاحتباسه تحت طبقات الأرض الصخريّة.

استخدامات الهيليوم:

  • يتم استخدامه كوسيلة تعمل على تبريد المغناطيسيات التي لها قدرة كبيرة على التوصيل في الماسحات الضوئيّة، كما أنّه يدخل في عملية تبريد الأدوات الفضائيّة.
  • يتم استخدام الهيليوم لملئ البالونات خاصَّةً بالونات المناطيد؛ نظراً لكونه من الغازات ذات الكثافة المُنخفضة.
  • يتم استخدامه عند تعرُّض السيارة لحادث لنفخ البالونات الخاصَّة بها؛ وذلك نظراً لكونه غاز سريع الانتشار.
  • يُعتبر الهيليوم بيئة آمنة يتم فيها صناعة الألياف البصريّة إضافةً إلى صناعة أشباه الموصلات.
  • يتم استخدامه حتى يتم الكشف عن التسربات خاصَّة تلك التي تتواجد في أنظمة تكييف السيارات.
  • يتم استخدامه في عمليات اللحام القوسيّ إلى جانب استخدامه في إنتاج رقائق السيليكون والجرمانيوم باعتباره غازاً واقياً غير سام.
  • تمَّ استخدامه في تجهيز المناطيد العسكرية.
  • يدخل الهيليوم في تركيب وتكوين غازات التنفس الموجودة في أجهزة الغوص العميق.
  • يتم استخدامه على أنّه مادة قياسية تعمل على تصحيح الأخطاء الموجودة في أجهزة قياس قرينة الانكسار.
  • تُشكّل أغلب كمية الهيليوم الموجودة في الكون مايُعرف باسم البلازما، حيث تمتاز هذه البلازما بعدم قدرتها على الارتباط بإلكترونات النواة.

خصائص الهيليوم:

  1. تُعتبر ذرة الهيليوم من أبسط الذرات التي من الممكن أن يتم عمل نموذج لها.
  2. يتكوّن الهيليوم بشكل رئيسيّ من نواة تحتوي على بروتونين ونيوترونين.
  3. يكون الهيليوم غازاً في أغلب حالاته، وفي حال انخفضت درجة حرارته فإنّه يُصبح سائلاً.
  4. يمتاز الهيليوم بكتلته الذريّة المُنخفضة؛ الأمر الذي يجعله يملك ناقلية وسعة حرارية عالية.
  5. ينتشر الهيليوم في الأجسام الصلبة بشكل كبير جداً.
  6. يحتوي الهيليوم على قرينة انكسار خاصَّة به؛ حيث تُعرّف قرينة الإنكسار على أنّها نسبة سرعة الضوء في الفراغ إلى سرعته في الوسط.
  7. يمتلك في مداره الأخير إلكترونين تكافؤ.
  8. يُعتبر الهيليوم من أقل الغازات النبيلة في نشاطها الكيميائيّ.
  9. يمتاز بقدرته المُنخفضة على الذوبان في الماء.
  10. له نقطة غليان مُنخفضة إضافةً إلى انخفاض انحلاليته وكثافته.

سر اختيار غاز الهيليوم في المناطيد:

يعود السبب وراء اختيار الهيليوم لنفخ المناطيد إلى خفَّة وزنه بالمقارنة مع باقي الغازات الأخرى، كما أنّه أخف بكثير من الهواء المحيط به الامر الذي يجعله ينتشر بسهولة، إلى جانب أنّه من الغازات غير السامة وغير القابلة للاشتعال، ممَّا يعني أنّه لا يُسبب أيَّ نوع من الحرائق أو الانفجارات.

الإجراءات الواجب اتباعها عند ملئ المناطيد بالهيليوم:

يُعدّ الهيليوم من الغازات غير السامة؛ إلّا أنّ له تأثيراً حيويّاً وواضح على جسم الإنسان، حيث أنّه وعند استنشاق غاز الهيليوم عن طريق الفم ستتأثر الحبال الصوتية بشكلٍ مباشر؛ وذلك نظراً لأنّ سرعة انتقال الصوت في الهيليوم أسرع بثلاث مرات تقريباً من سرعة انتقاله في الهواء، هذا وفي حال تمّ استنشاق كميات كبيرة من الهيليوم سيؤدي مُباشرة إلى الاختناق لكونه سيحل محل الأكسجين في أثناء التنفس.

هذا ومن الممكن أن يصل غاز الهيليوم إلى الرئتين ممّا يُسبب في نزيفهما أو تفجيرهما، لذلك يُنصح باستخدام هذا الغاز من قِبل مُختصين لديهم خبرة في استخدام وإدارة الهيليوم، إضافةً إلى ضرورة اتباع الإجراءات الوقائيّة للحد من خطر استنشاق هذا الغاز ومن هذه الإجراءات:

  • يُنصح بأن يتم تخزين واستخدام هذا الغاز في مكان جيد التهوية.
  • من الضروري استخدام أدوات لها القدرة على تحمُّل ضغط الغاز.
  • ضرورة استخدام الجهاز الخاص الذي يعمل على منع التدفق الخلفي للغاز في الأنابيب.
  • يجب ضبط درجة حرارة الإسطوانة بحيث أن لا تزيد عن”50″ درجة مئوية.

المصدر
What Happens If You Inhale Helium?HeliumThe Element HeliumHelium

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى