హీలియం

హీలియం (Helium) ( సంకేతం He) ఒక రంగు, రుచి, వాసన లేని, హానికరం గాని (non-toxic), తటస్థమైన (inert) ఒకే అణువు కలిగిన (monatomic రసాయన మూలకము. ఇది ఆవర్తన పట్టికలో ఉత్కృష్ట వాయువుల జాబితాలో ప్రథమంగా వస్తుంది. దీని పరమాణు సంఖ్య 2. దీని మరిగే ఉష్ణోగ్రత మరియు ద్రవీకరణ ఉష్ణోగ్రత అన్ని మూలకాలలో అతి తక్కువ. ఇది దాదాపు అన్ని పరిస్థితులలోను వాయువుగానే ఉంటుంది.అన్ని పరిస్థితుల్లోనూ వాయువుగానే ఉండటం దీని ప్రత్యేకత.

హీలియం,  2He
సాధారణ ధర్మములు
ఉచ్ఛారణ/ˈhiːliəm/ ​(HEE-lee-əm)
కనిపించే తీరుcolorless gas, exhibiting a red-orange glow when placed in a high-voltage electric field
ప్రామాణిక అణు భారం (Ar, standard)4.002602(2)[1]
ఆవర్తన పట్టికలో హీలియం
-
↑
He
↓
Ne
హైడ్రోజన్ ← హీలియం → లిథియం
పరమాణు సంఖ్య (Z)2
గ్రూపుగ్రూపు 18 (noble gases)
పీరియడ్పీరియడ్ 1
బ్లాకుs-బ్లాకు
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం1s2
ప్రతీ కక్ష్యలో ఎలక్ట్రానులు
2
భౌతిక ధర్మములు
STP వద్ద స్థితిgas
ద్రవీభవన స్థానం(at 2.5 MPa) 0.95 K ​(−272.20 °C, ​−457.96 °F)
మరుగు స్థానం4.222 K ​(−268.928 °C, ​−452.070 °F)
సాంద్రత (STP వద్ద)0.1786 g/L
(ద్ర.స్థా వద్ద) ద్రవస్థితిలో ఉన్నప్పుడు0.145 g/cm3
(మ.స్థా వద్ద) ద్రవస్థితిలో ఉన్నప్పుడు0.125 g/cm3
త్రిక బిందువు2.177 K, ​5.043 kPa
సందిగ్ద బిందువు5.1953 K, 0.22746 MPa
ద్రవీభవన ఉష్ణం
(హీట్ ఆఫ్ ఫ్యూజన్)		0.0138 kJ/mol
భాష్పీభవన ఉష్ణం
(హీట్ ఆఫ్ వేపొరైజేషన్)		0.0829 kJ/mol
మోలార్ హీట్ కెపాసిటీ5R/2 = 20.786 J/(mol·K)
భాష్ప పీడనం (defined by ITS-90)
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K)     1.23 1.67 2.48 4.21
పరమాణు ధర్మములు
ఆక్సీకరణ స్థితులు0
ఋణవిద్యుదాత్మకతPauling scale: no data
సమయోజనీయ వ్యాసార్థం28 pm
వాండర్‌వాల్ వ్యాసార్థం140 pm
వర్ణపట రేఖలు
ఇతరములు
స్ఫటిక నిర్మాణం ​హెక్సాగోనల్ క్లోజ్-పాక్‌డ్ (hcp)
ధ్వని వేగం972 m/s
ఉష్ణ వాహకత0.1513 W/(m·K)
అయస్కాంత క్రమంdiamagnetic[2]
CAS సంఖ్య7440-59-7
చరిత్ర
ఆవిష్కరణPierre Janssen, Norman Lockyer (1868)
మొదటి సారి వేరుపరచుటWilliam Ramsay, Per Teodor Cleve, Abraham Langlet (1895)
హీలియం ముఖ్య ఐసోటోపులు
ఐసో­టోప్ లభ్యత అర్థ­జీవిత­కాలం (t1/2) విఘ­టనం లబ్దం
3He 0.000137%* He, 1 న్యూట్రాన్లతో స్థిరంగా ఉన్నది.
4He 99.999863%* He, 2 న్యూట్రాన్లతో స్థిరంగా ఉన్నది.
  • Atmospheric value, abundance may differ elsewhere.

1868లో పియర్ జాన్సన్ అనే ఫ్రెంచి ఖగోళ శాస్త్రజ్ఞుడు ఒక సూర్య గ్రహణం పరిశోధన సమయంలో ఒక క్రొత్త పసుపు రంగు స్పెక్ట్రల్ లైన్ కనుగొన్నాడు. ఇది హీలియం మూలకం సూచించే స్పెక్ట్రల్ లైను. నార్మన్ లాక్యర్ అనే మరో శాస్త్రవేత్త ఇదే గ్రహణాన్ని పరిశీలిస్తూ "హీలియం" అనే క్రొత్త మూలకం పేరు ప్రతిపాదించాడు. వీరిద్దరూ హీలియాన్ని కనుగొన్నవారిగా గుర్తింపు పొందారు.

1903లో అమెరికా సహజ వాయువు నిల్వలలో పెద్ద మోతాదులో హీలియం కూడా ఉన్నట్లు గుర్తించారు. హీలియాన్ని అధికంగా క్రయోజెనిక్స్ (cryogenics) సాంకేతికతలోను, సముద్రపు లోతులలో శ్వాసపీల్చడానికి వినియోగించే పరికరాలలోను (deep-sea breathing systems), అతివాహక అయస్కాంతాలను కూలింగ్ చేయడానికి, హీలియం డేటింగ్ ప్రక్రియలోను, బెలూన్లను ఉబ్బించడానికి, ఎయిర్ షిప్ (airships) లను తేలికగా చేయడానికి వాడుతారు. ఇంకా అనేక పారిశ్రామిక వినియోగాలున్నాయి. ఉదా: ఆర్క్ వెల్డింగ్ (arc welding), సిలికాన్ వేఫర్స్ (silicon wafers) తయారీ వంటివి.

కొద్ది మోతాదులో హీలియం నాయువును పీల్చినట్లయితే మనిషి మాటలోని గరుకుదనంలో (timbre and quality) కొంత తాత్కాలికమైన మార్పు వస్తుంది. క్వాంటమ్ మెకానిక్స్ అధ్యయనం చేసే శాస్త్రవేత్తలకు హీలియం ద్రవరూపపు (liquid helium-4's two fluid phases, helium I and helium II) లక్షణాలు చాలా ఉపయోగకరమైనవి. ముఖ్యంగా సూపర్ ఫ్లూయిడిటీ (superfluidity) అధ్యయనంలోను, యాబ్సల్యూట్ జీరో (absolute zero) వద్ద పదార్ధపు లక్షణాలను అధ్యయనం చేసే అతివాహకత (superconductivity) పరిశోధనలలోను.

అన్ని మూలకాలలోను హీలియం రెండ అతి తేలికైన మూలకం. మరియు విశ్వంలో అత్యధికంగా లభించే రెండవ పదార్థం. నిశ్వంలో హీలియం అధికంగా మహా విస్ఫోటనం (Big Bang) సమయంలో ఏర్పడింది. అంతే గాకుండా నక్షత్రాలలో హైడ్రోజెన్ మూలకం న్యూక్లియర్ ఫ్యూషన్ (en:nuclear fusion) కారణంగా హీలియంగా మారుతుంటుంది. భూమిమీద మాత్రం హీలియం పరిమాణం చాలా తక్కువ. భూమి మీది హీలియం కొన్ని మూలకాల రేడియో యాక్టివ్ డికే (radioactive decay) కారణంగా తయారౌతున్నది. ఇలా తయారైన హీలియం సహజ వాయువులో కలిసి ఉంటుంది. దానిని ఫ్రాక్షనల్ డిస్టిలేషన్ (fractional distillation) ప్రక్రియ ద్వారా వేరు చేస్తారు.సముద్రలోతుల్లో శ్వాస పీల్చడానికి, బెలూన్లను ఉబ్బించడానికి, సిలికాన్‌ వెఫర్స్‌ తయారు చేయడానికి, అర్క్‌ వెల్డింగ్‌లోనూ, ఇంకా అనేక పారిశ్రామిక వినియోగాల్లోనూ ఈ హీలియం వాడతారు. క్వాంటమ్‌ మెకానిక్స్‌ అధ్యయనం చేసే పరిశోధకులకు హీలియం ఉపయోగపడుతుంది..

హీలియం ను కనుగొన్నది గుంటూరు లోనే

  • 1868లో ఆగస్టు 18వ తేదీన పియర్‌ జాన్సన్‌ గుంటూరులో సూర్యగ్రహణం సమయంలో సూర్యుడి చుట్టూ ఒక స్పెక్ట్రమ్‌ లైన్‌ను కనుగొన్నాడు. అది హీలియం మూల సూచించే స్పెక్ట్రం లైన్‌.

1868 ఆగస్టు 18న గుంటూరులో సంపూర్ణ సూర్యగ్రహణం సంభవించింది. ఈ గ్రహణం అనూహ్యంగా అసాధారణంగా దాదాపు 10 నిమిషాల సేపు ఉంది. ఆ రోజు ప్రముఖ శాస్త్రవేత్త పియర్‌ జాన్సన్‌ కూడా గుంటూరులోనే ఉన్నాడు. ప్రస్తుతం ఆర్‌ అగ్రహారంగా అందరూ పిలిచే రామచంద్రాపుర అగ్రహారం అనే ప్రాంతంలోని ఒక చెరువు గట్టు మీద నుంచి ఈ సూర్యగ్రహణాన్ని తిలకించాడు. ఈ సూర్య గ్రహణాన్ని చూసిన తర్వాతే ఆయన హీలియం వాయువు గురించి తన ప్రతిపాదనను ప్రపంచానికి తెలియజేశాడు.పియర్‌ జాన్సన్‌ ప్యారిస్‌కు చెందిన వ్యక్తి. గణితం, భౌతిక శాసా్త్రలను అభ్యసించాడు. అదే విధంగా స్కూల్‌ ఆఫ్‌ ఆర్కిటెక్చర్‌లో ఆర్కిటెక్‌ విద్యనభ్యసించాడు. అయితే అతని దృష్టంతా పరిశోధనలపై ఉండేది. దీంతో అతను తొలిసారి ప్యారిస్‌ విడిచి 1857లో పెరూ వెళ్లారు. అక్కడ అయస్కాంత తరంగాలను వరుస క్రమంలో పెట్టడంలో కీలక భూమిక పోషించారు. అనంతరం 1861-62 నుండి 1864 వరకు ఇటలీ, స్విజ్జర్లాండ్‌ దేశాల్లో సూర్య తరంగాలపై అధ్యయనం చేశారు. ఆ తరువాత సూర్యగ్రహణం సమయంలో సూర్యుని చుట్టూ ఉన్న వాయువులను కనుగొనేందుకు ఆయన మద్రాస్‌ రాషా్ట్రనికి వచ్చారు. అప్పుడు గుంటూరు జిల్లా ఉమ్మడి మద్రాస్‌ రాష్ట్రంలో ఉంది. దీంతో సూర్యగ్రహణం గుంటూరు నుండి బాగా కనిపిస్తుందని ఇక్కడి శాస్త్రవేత్తలు చెప్పడంతో ఆయన 1868 ఆగస్టు నెలలో గుంటూరు వచ్చారు. కచ్చితంగా ఇక్కడ ఎన్ని రోజులు ఉన్నారనేది తెలియకపోయినా ఆగస్టు 18న గుంటూరు నుండే సంపూర్ణ సూర్యగ్రహణ సమయంలో సూర్యుని చుట్టూ హీలియం వాయువు ఉన్నట్లు గుర్తించారు. (ఆంధ్రజ్యోతి 18.8.2014)

మూలాలు

  1. Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  2. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.