氦气,英文名为Helium,符号为He,无色无味,不可燃气体,空气中的含量约为百万分之。化学性质不活泼,通常状态下不与其它元素或化合物结合。1908年7月10日,荷兰物理学家昂尼斯液化了氦气。中文名氦气英文名Helium化学式He分子量CAS登录号275-187-7熔点()沸点()水溶性难溶于水密度(0°C、)外观无色安全性描述不可燃气体含量空气中的含量约为百万分之类型稀有气体单质临界温度临界压力蒸发热(沸点)目录1历史沿革2理化性质▪物理性质▪化学性质3应用领域4制备方法5毒理6注意事项7应急处理8含量分析9国内现状10氦气纯度▪工业氦▪纯氦▪高纯氦气▪超纯氦气氦气历史沿革早在1868年,法国天文学家简森(JanssenPJC,1824-1907)在观察日全食时,就曾在太阳光谱上观察到一条黄线D,这和早已知道的钠光谱的D1和D2两条线不相同。同时,英国天文学家洛克耶尔(LockyerJN,1836-1920)也观测到这条黄线D。当时天文学家认为这条线只有太阳才有,并且还认为是一种金属元素。所以洛克耶尔把这个元素取名为Helium,这是由两个字拼起来的,helio是希腊文太阳神的意思,后缀-ium是指金属元素而言。中译名为氦。1895年,莱姆赛和另一位英国化学家特拉弗斯(TraversMW。氦是单原子气体,化学性质不活泼。青岛本地氦气厂家
那么钠将可以很容易地和氦气反应生成稳定的Na2He。更为奇妙的是,这种化合物的构成并不需要任何化学键。南开大学王慧田教授是本次研究的共同通讯作者,据他介绍:“所发现的化合物非常奇特:氦原子通常不会形成任何化学键,而新物质的存在从根本上改变了钠原子间的化学相互作用,迫使电子集中在该结构的立方空间内,同时具有绝缘能力。”[2-3]Na2He的晶体结构,由钠原子(紫色)和氦原子(绿色)交替,共用电子(红色)存在于其间的区域。[2-3]“这并不是真的化学键,”Popov说,“但是氦能够使这一结构稳定存在。如果你把氦原子挪走,该结构将无法保持稳定。”下面是该化合物的其他表现形式,左图中粉色为钠,白色为氦;右图中钠和氦成立方体状,红色的点则是电子。[2-3]亚晶格分析表明,He的占位导致电子被局域到了原子缝隙中并在Na原子核的引力下形成多中心键,从而整个体系变成了电子盐体系。该过程中,孤立电子,Na的内层电子与He的内层1s电子和外层的2s,2p轨道产生强烈的交叠。受泡利不相容原理的影响,He的1s电子密度和外层电子轨道的分布被迫发生变化导致在Na2He形成过程中He得到了。该工作证实了高压下He会具有弱的化学活性能够与在高压下还原性增强的Na形成化合物。潍城区加工氦气制作厂家利用氦气渗透性好、不可燃的特点,氦气还应用于真空检漏,如氦质谱检漏仪等。
这是另一种液态氦。卡美林·奥涅斯把前一种冒泡的液态氦叫做氦Ⅰ,而把后一种静止的液态氦叫做氦Ⅱ。把一个小玻璃杯按在氦Ⅱ中。玻璃杯由空的渐渐装满了。把这个盛着液态氦的小玻璃杯提出来,挂在半空时,玻璃杯底下出现了液氦,不一会,杯中的液态氦就“漏”光了。氦Ⅱ能够倒流,它会沿着玻璃杯的壁向高处倒流。此现象只能在低温状态下才会发生,名为“超流动性”,具有“超流动性”的氦Ⅱ叫做超流体。后来,许多科学家研究了这种怪现象,又有了许多新的发现。比如1938年阿兰等人发现的氦刀喷泉。在一根玻璃管里,装着很细的金刚砂,上端接出来一根细的喷嘴。将这玻璃管浸到氦Ⅱ中,用光照玻璃管粗的下部,细喷嘴就会喷出氦Ⅱ的喷泉,光越强喷得越高,可以高达数厘米。氦Ⅱ喷泉也是超流体的特殊性质。在这个实验中,光能直接变成了机械能。[5]氦超导现象在液氦的温度下,在一个铅环上放置一个铅球。铅球会好像失重而飘浮在环上,与环保持一定距离。在同样的温度下,用细链子系着磁铁,慢慢放到一个金属盘子里去。当磁铁快要碰到盘子的时候,可以观察到,链子松了,磁铁浮在盘子上,若此时轻轻拍打磁铁,它会自行旋转。这种现象只能在低温观察到,高温下不会产生。
因为这会使它与任何阴离子、分子、原子发生作用。但是,可以用盖斯定律预测它在水溶液中的酸性。电离过程-360kJ/mol的自由能变化相当于pKa为-63。HeH价键的长度是Å。其他氦氢离子已经知道或者在理论上研究。HeH₂,已经被微波光谱观测到,科学家计算出它的亲和能为6kcal/mol,而HeH₃为kcal/mol。[7]氦中性分子不同于氦合氢离子,氢和氦构成的中性分子在一般情况下是很不稳定的。但是,它作为一个准分子在激发态是稳定的,于20世纪80年代中期在光谱中观测到。pka:-63(推测),比氟锑酸强得多。HHe(g)→H(g)+He(g)+178kJ/molHHe(aq)→HHe(g)+973kJ/molH(g)→H(aq)–1530kJ/molHe(g)→He(aq)+19kJ/molHHe(aq)→H(aq)+He(aq)–360kJ/mol即便如此,这些离子或分子*出现于“瞬间”,或者*通过计算得出,故它们尚且难以认为是存在的“化合物”。[7]氦氦钠化合物2017年2月6日,中国南开大学的王慧田、周向锋团队及其合作者在《NatureChemistry》上发表了有关在高压条件下合成氦钠化合物——Na2He的论文[2-3],结束了氦元素无化合物的历史,标志着我国在稀有气体化学领域走到了**前沿。此前,研究人员已经找到其他元素与氦进行配对的方法。但一直以来。低温冷源:利用液氦的-268.9℃的低沸点,液氦可以用于低温冷却。
[8]氦气应急处理若发生泄漏,应迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿一般作业工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散。如有可能,即时使用。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。[9]氦气含量分析按气相色谱法测定。条件:柱为不锈钢柱,长6m,内径4mm。充填料为PoraPakQ,或类似品。载气为氢气[(V/V)],流量40ml/min。用环线进样器。检测器为热电导检测器。柱温为60℃。检测器温度130℃。操作:将标本氦经气体进样阀送入气相色谱仪。选择GC的操作条件,使标准峰信号相当于不低于满刻度读数的70%,这样可使氮和氧完全从氦中分出(氮和氧彼此可能无法分清)。由供试样本所得的峰响应值所显示的滞留时间,应与由空气一氦检定标准样本(由工业级氦中混入,由厂商提供)所得的峰响应相当,并表示出不超过(体积),而He的含量应不低于(体积)。[4][10]氦气国内现状氦气是****和高科技产业发展不可或缺的稀有战略性物资之一。含氦天然气迄今仍是工业化生产氦气的来源。我国氦气资源相当贫乏,含量很低,提取难度大,成本高。因此,在保护有限氦气资源的同时。要使氦固化,必须施以相应压力。青岛本地氦气厂家
由于密度比空气小且性质稳定,氦还可以作为浮升气体。青岛本地氦气厂家
熵不等于零,有粘滞性。两种流体的密度之和等于HeⅡ的总密度,温度降至λ点时,正常流体开始部分地转变为超流体,温度愈低,超流体的密度愈大,而正常流体的密度则愈小,在零度时,所有原子都处于凝聚状态,全部流体均为超流体。利用这个二流体模型可解释关于液氦的许多力学和热学性质。液氦热传导性HeⅠ具有普通流体的导热率,因而当减小压强时,液氦出现激烈的沸腾现象。HeⅡ的导热率要比HeⅠ高出106倍,比铜高出104倍。当温度越过λ点,HeⅠ转变为HeⅡ时,液氦从很坏的热导体突然变为到目前为止比较好的热导体。由于HeⅡ的导热率异乎寻常地高,其内部不可能出现温差,因而内部不可能汽化,即不能沸腾。当利用抽气方法减低蒸气压时,开始阶段出现激烈的沸腾,温度降低至λ点以下时,HeⅠ转变为HeⅡ,沸腾突然停止,液面平静如镜,汽化只发生在液面。正常流体的导热率与温度梯度无关,纯粹是反映物质性质的量,但HeⅡ的导热率却与温度梯度甚至容器的几何形状有关。液氦热效应热效应包括机-热和热-机两种效应。盛有液氦的两个容器用极细的毛细管C连通,注入液氦,温度低于λ点,右侧液面高于左侧,形成压强差Δp.液氦中低熵超流成分能从右侧通过毛细管转移到左侧。青岛本地氦气厂家