在化学元素的奇妙世界中,每一种元素都有其独特的性质和用途,当我们看到“He”这个简单的符号时,或许会好奇:“He是什么气体?”就让我们一同揭开“He”这种气体——氦气的神秘面纱。
氦气,其元素符号为“He”,原子序数为2,是一种无色、无味、无臭的惰性气体,它在元素周期表中位于第一周期0族,属于稀有气体的范畴,氦气的英文名是“Helium”,这个名字源于希腊语“Helios”,意为“太阳”,这与它的发现历程密切相关。

1868年,法国天文学家皮埃尔·朱尔·塞萨尔·让森在印度观测日全食时,利用分光镜观察到太阳光谱中有一条黄色谱线,当时无法确定这是何种元素产生的,后来,英国天文学家诺曼·洛克耶尔和化学家爱德华·弗兰克兰德推测这条谱线来自一种新的元素,并将其命名为“Helium”,即氦,直到1895年,英国化学家威廉·拉姆齐爵士在研究钇铀矿时,成功分离出了氦气,从而在地球上首次发现了这种在太阳光谱中被预言的元素。
氦气具有许多独特的物理和化学性质,从物理性质来看,它的密度非常低,仅为空气的七分之一左右,这使得它具有很强的浮力,在标准大气压下,氦气的沸点为-268.93℃,是所有气体中沸点最低的,极低的沸点使得氦气在接近绝对零度的极低温环境下依然能够保持气态,这一特性使得氦气在低温技术领域有着广泛的应用,在化学性质方面,氦气具有极高的化学稳定性,它的最外层电子层已经达到了稳定的结构,因此很难与其他物质发生化学反应,这种惰性使得氦气在许多需要避免化学反应的场合中发挥着重要作用。
氦气在众多领域都有着不可替代的应用,在航空航天领域,由于氦气的低密度和不可燃性,它被广泛用于填充飞艇和气球,气象气球中充入氦气后,可以携带各种气象探测设备升入高空,为气象预报提供重要的数据,在深海潜水领域,氦气与氧气混合制成的氦氧混合气被用作潜水员的呼吸气体,由于氦气的溶解度比氮气低,使用氦氧混合气可以减少潜水员在高压环境下患“减压病”的风险,在医疗领域,氦氖激光是一种常用的激光技术,它利用氦气和氖气的混合气体产生激光束,可用于眼科手术、皮肤科治疗等多种医疗场景,在半导体制造过程中,氦气被用作载气和保护气,以确保芯片制造过程中的高纯度和稳定性。
氦气是一种不可再生资源,全球氦气的主要来源是天然气井中提取,随着人类对氦气需求的不断增加,氦气资源正面临着日益严峻的短缺问题,合理利用和保护氦气资源显得尤为重要,科学家们也在不断探索新的氦气提取和回收技术,以提高氦气的利用率。
“He”所代表的氦气,是一种充满魅力和实用价值的气体,从它的发现到广泛应用,无不体现了人类对自然科学的探索和创新精神,在未来,随着科技的不断进步,我们相信氦气还将在更多领域发挥重要作用,我们也需要更加珍惜和保护这一宝贵的资源。


