Heli

Heli
L'heli és l'element químic de nombre atòmic 2 i representat pel símbol He.És un gas monoatòmic inert, no tòxic, incolor es grup dels gasos nobles a la taula periòdica.Els seus punts d'ebullició i de fusió són uns dels més baixos de tots els elements, i només existeix en forma de gas, excepte en condicions extremes.El 1868, l'astrònom francès Pierre Janssen observà per primer cop una signatura de línia espectral a la llum solar en un eclipsi de sol.S'atribueix a Janssen el descobriment de l'element juntament amb Norman Lockyer, que observà el mateix eclipsi i fou el primer en proposar que la línia es devia a un nou element que anomenà heli.El 1903, es descobriren grans reserves d'heli als jaciments de gas natural dels Estats Units, que són de llarg el major subministrador d'aquest gas.L'heli s'utilitza en la criogènia, en sistemes de respiració en profunditat, per refredar imants superconductors, en la datació per heli, per inflar globus, per proporcionar sustentació en dirigibles i com a gas protector en molts usos industrials (com en la soldadura per arc o en la producció d'oblies).La inhalació d'un volum reduït del gas canvia temporalment el timbre i la qualitat de la veu humana.El comportament de les dues fases fluides de l'heli-4 líquid, l'heli I i l'heli II, és important pels investigadors que estudien la mecànica quàntica (en particular el fenomen de la superfluïdesa) i els que observen els efectes que tenen les temperatures properes al zero absolut sobre la matèria (com ara la superconductivitat).L'heli és el segon element més lleuger i és el segon element més abundant a l'univers observable.La majoria d'heli es formà durant el Big Bang, però actualment es crea nou heli com a resultat de la fusió nuclear d'hidrogen a les estrelles. A la Terra, l'heli és relativament rar i és creat per la desintegració d'alguns elements, car les partícules alfa emeses consisteixen de nuclis d'heli.Aquest heli radiogen queda atrapat amb gas natural en concentracions de fins a un 7% en volum, del qual s'extreu comercialment mitjançant un procés de separació a baixa temperatura anomenada destil·lació fraccionada.




Descobriments científics

La primera prova de l'heli fou observada el 18 d'agost del 1868, en forma d'una línia groga lluent amb una longitud d'ona de 587,49 nanòmetres a l'espectre de la cromosfera del Sol. La línia fou detectada per l'astrònom francès Pierre Janssen durant un eclipsi solar total a Guntur (Índia).El 20 d'octubre del mateix any, l'astrònom anglès Norman Lockyer observà una línia groga a l'espectre solar, que denominà línia de Fraunhofer D3, car estava a prop de les línies conegudes del sodi D1 i D2.Conclogué que era causada per un element del Sol desconegut a la Terra. Lockyer i el químic anglès Edward Frankland batejaren l'element amb el mot grec per dir "sol", ἥλιος (hélios).Ramsay buscava argó, però, després de separar el nitrogen i l'oxigen del gas alliberat per l'àcid sulfúric, remarcà una línia groga lluent que es corresponia amb la línia D3 observada a l'espectre solar.Aquestes mostres foren identificades com a heli per Lockyer i el físic britànic William Crookes.Aquell mateix any, l'heli fou aïllat independentment, també a partir de cleveïta, pels químics Per Teodor Cleve i Abraham Langlet a Uppsala (Suècia), que recolliren prou quantitat de gas com per determinar-ne amb precisió el pes atòmic.L'heli també fou aïllat pel geoquímic estatunidenc William Francis Hillebrand abans del descobriment de Ramsayy, quan observà línies espectrals inusuals mentre experimentava amb una mostra del mineral uraninita.Tanmateix, Hillebrand atribuí les línies al nitrogen.La seva carta de felicitació a Ramsay és un cas interessant de descobriment i quasidescobriment en la ciència.El 1907, Ernest Rutherford i Thomas Royds demostraren que les partícules alfa són nuclis d'heli, permetent que les partícules penetressin la prima paret de vidre d'un tub evacuat i després creant una descàrrega al tub per estudiar l'espectre del nou gas que es trobava a l'interior.El 1908, el físic neerlandès Heike Kamerlingh Onnes fou el primer en liqüificar l'heli, refredant el gas a una temperatura de menys d'un kelvin.