氦气(Helium) 的发现是法国科学家皮埃尔·让森(Pierre Janssen)于 1868 年 8 月 18 日,在印度观测日全蚀时,碰巧发现的一条特殊光谱线所开始的。同年 10 月 20 日,英国科学家诺曼.洛克耶(Norman Lockyer)也在太阳光谱中发现了一条黄色光谱线,并且提出此物质是存在太阳里,但当时在地球上尚未发现的元素。后来洛克耶以希腊太阳神?helios?的意涵,将此元素命名为 Helium。
氦气是位于元素週期表上原子序为 的元素,为一种惰性气体,其化学活性极低不易起反应,所以化合物极少且非常不稳定。
氦气是最难液化的气体,其沸点只有 ,当其温度降至 时性质会改变,黏度会大幅降低,此种状态称为超流体(superfluid),超流体状态的液态氦称为-氦(II)。氦的溶解度也很低, 时 的水只能溶解 。
氦在地球上的分布主要是存在于天然气或放射性的矿石里,目前我们所使用的氦气,是从地底开发的天然气中提取而得的。但不同于其他安定的元素,在地球开始形成时,它并非以沉积的方式存在,而是长期随着放射性元素铀与钍的衰变而产生,这些放射性元素是藉由 粒子的释放产生衰变,而 粒子就是物理学家对氦原子核的称呼。
所以若是以质量来计算,在氦在宇宙占有 ,但氦在地球的大气层中仅有 ,非常之少。氦的取得也很困难複杂,必须反覆的进行液化分馏,再利用活性碳吸附杂质来製取得到纯氦气。
因为氦是很轻的元素,而且不可燃,所以常用来填充气球之类的漂浮物体。也可以做为焊接时的保护气体。亦可以填充在灯泡里,可发出桃红色的光可製成氦-氖雷射管,从管子前端射出的雷射光,则呈霓虹色。
氦在血液中的溶解度也很低,所以可以添加入氧气中,作为潜水人员的呼吸气体,使血液中溶解的氧气变少,以防由高压(水中)回到低压(水面)可能造成的潜水夫病。此外以氦气做回声介质时,传播速度为一般空气的三倍,所以会影响声波的频率,因此可作为变声的气体,使声音变高变尖变细,但是如果吸入太多可能会造成氦气取代氧气而发生缺氧,严重时可能会有生命危险,不过少量的氮气就可以防止此问题发生。
而氦在液态的状态时有良好的穿透力可以穿透一些常见的物质:如橡胶、PVC和大部份的玻璃,所以玻璃杜耳瓶无法使用于液态氦的实验操作上。
参考资料