ჰელიუმი: განსხვავება გადახედვებს შორის

არ არის რედაქტირების რეზიუმე
(fixing dead links)
ჰელიუმი მეორე ყველაზე გავრცელებული ელემენტია სამყაროში და ასევე სიმსუბუქით მეორეა პერიოდულ ცხრილში. თანამედროვე სამყაროში თითქმის მთელი ახალი ჰელიუმი წარმოიქმნება ვარსკვლავებში წყალბატის ატომის გახლეჩით. დედამიწაზე ის წარმოიქმნება შედარებით მძიმე ელემენტთა დაშლის შედეგად.
 
ჰელიუმს ღებულობენ ბუნებრივი აირიდან დაბალტემპერატურული დაშლის პროცესით - ეგრეთ წოდებული ფრაქციული გამოხდის მეთოდით (იხ. ''ფრაქციული დისტილაცია'' სტატიაში [[დილტილაციადისტილაცია]]).
 
== ისტორია ==
 
[[1868]] წლის 18 აგვისტოს ფრანგმა მეცნიერმა [[პიერ ჟულ სეზარ ჟანსენი|პიერ ჟანსენმა]] [[ინდოეთი]]ს ქალაქ [[გუნტური|გუნტურში]] ყოფნის დროს მზის სრული დაბნელებისას პირველად შეძლო მზის [[ქრომოსფერო]]ს გამოკვლევა. ჟანსენმა შეძლო [[სპექტროსკოპი]]ს ისე აწყობა რომ [[მზის გვირგვინი]]ს [[სპექტრი|სპექტრზე]] თვალთვალი შეიძლებოდა არა მარტო მზის დაბნელებისას არამედ ჩვეულებრივ დღესაც კი. მეორე დღესვე მზის [[პროტუბერანცია|პროტუბერანციების]] [[სპექტროსკოპია]]მ წყალბადის - ლურჯ, მწვნე-ცისფერ და წითელ ხაზებთან ერთად გამოავლინა ძალიან კაშკაშა ყვითელი ხაზი, თავდაპირველად ჟანსენმა და სხვა ასტრონომებმაც ის მიიღეს [[ნატრიუმი]]ს D ხაზად. ჟანსენმა დაუყოვნებლად დაწერა ამის შესახებ [[საფრანგეთის მეცნიერებათა აკადემია]]ში. შედეგად დადგენილ იქნა, რომ მზის სპექტრში ყვითელი ფერის ხაზი არ ემთხვევა ნატრიუმის ხაზს და არ ეკუთვნის იმ დროისათვის ცნობილ არცერთ ქიმიურ ელემენტს<ref>Kochhar, R. K., French astronomers in India during the 17th - 19th centuries, http://articles.adsabs.harvard.edu//full/1991JBAA..101...95K/0000099.000.html Journal of the British Astronomical Association, 1991 წ, ტ 101, #2, ფ 95-100, ინგლისური</ref><ref name="finkelstein1">ფინკელშტეინი დ.ნ. II თავი. ინერტული აირების აღმოჩენა და მენდელეევის პერიოდული სისტემა, ინერტული აირები, http://www.book-ua.org/FILES/chem/25_11_2007/ch1434.djvu მე-2 გამოცემა, მოსკოვი, გამ. მენიერება, 1979 წ., ფ 40-46 სერია «მეცნიერება და ტექნიკური პროგრესი» ტირაჟი 19000</ref>.
 
ორი თვის შემდეგ, 20 ოქტომბერს, ინგლისელმა ასტრონომმა [[ნორმან ჯოზეფ ლოკერი|ნორმან ლოკერმაცლოკერმა]] აწარმოა დამოუკიდებლად მზის სპექტრის გამოკვლევა, რომელმაც არ იცოდა ფრანგი კოლეგის შესახებ, დამოუკიდებლად გამოიკვლია მზის სპექტრი. როდესაც მან აღმოაჩინა უცნობი ყვითელი ხაზი, რომლის [[ტალღის სიგრძე]] იყო 588 ნმ (უფრო ზუსტად 587,56 ნმ), ის აღნიშნა D<sub>3</sub>, რადგანაც ის ძალიან ახლოს იყო [[ფრაუნგოფერის ხაზი|ფრაუნგოფერის ხაზებთან]] D<sub>1</sub> (589,59 ნმ) და D<sub>2</sub> (588,99 ნმ) ნატრიუმი. ორი წლის შემდეგ ლოკერმა, ინგლისელ ქიმიკოსთანქიმიკოს [[ედვარდ ფრანკლანდი|ედვარდ ფრანკლანდთან]] თანამშრომლობით წამოაყენესწამოაყენა წინადადება რათა ახალი ელემენტისათვის ეწოდებინათ «ჰელიუმი» ({{lang-grc|ἥλιος}} — «მზე»)<ref name="finkelstein1"/>.
 
საინტერესოა ის რომ, ჟანსენისა და ლოკერის წერილები საფრანგეთის აკადემიაში ერთ დღეს - 1868 წლის 24 ოქტომბერს მივიდა, მაგრამ ლოკერის წერილი, რომელიც ოთხი დღით გვიან იყო დაწერილი, მივიდა რამდენიმე საათით ადრე. მეორე დღეს აკადემიის სხდომაზე წაკითხულ იქნა ორივე წერილი. ახალი მეთოდის აღსანიშნავად საფრანგეთის აკადემიამ გადაწყვიტა მედლის მოჭრა. მედლის ერთ მხარეს გამოსახული იყო ჟანსენი და ლოკერი, მეორე მხარეს კი - მზის მითიური ღმერთი [[აპოლონი]], ოთხ ცხენიან ეტლში<ref name="finkelstein1"/>.
 
1881 წელს იტალიელმა [[ლუიჯი პალმიერი]]მ გამოაცხადა ჰელიუმის აღმოჩენის შესახებ ვულკანურ აირებში ([[ფუმაროლები|ფუმაროლებში]]). ის იკვლევდა ღია- ყვითელ ზეთოვან ნივთიერებას, რომელიც [[ვეზუვი]]ს ვულკანურ კრატერში აირების ნაკადებიდან ილექებოდა. ის ახურებდა ამ ვულკანურ პროდუქტს და იკვლევდა გამოყოფილი აირების სპექტრებს. მეცნიერებმა ეს განცხადება ეჭვით მიიღეს რადგან პალმიერიმ თავისი ცდისცდა აღწერა ბუნდოვანიბუნდოვნად იყოაღწერა. მრავალი წლის შემდეგ მართლაც ფუმაროლში ნაპოვნიმართლაც იქნაიპოვეს ჰელიუმისა და [[არგონი]]ს მცირე რაოდენობები<ref name="finkelstein1"/>.
 
ჰელიუმისჰელიუმი აღმოჩენიდან მხოლოდ 27 წლის შემდეგ იქნა დედამიწაზე ნაპოვნი — [[1895]] წელს შოტლანდიერი ქიმიკოსის [[უილიამ რამზაი]]ს მიერ, რომელიც იკვლევდა აირის ნიმუშს რომელიც მიიღო მინერალ [[კლევეიტი]]ს დაშლისას, მის სპექტრში აღმოაჩინა ისევ ის ყვითელი ხაზი, რომელიც ადრე მზის სპექტტრშისპექტრში იქნა ნაპოვნი. ნიმუში დამატებითი კვლევისათვის გაგზავნილ იქნა ცნობილ ინგლისელ მეცნიერ-სპექტროსკოპისტთანსპექტროსკოპისტ [[უილიამ კრუქსი|უილიამ კრუქსთან]], რომელმაც დაადასტურა, რომ ნიმუშის სპექტრში ყვითელი ხაზი ემთხვევაემთხვეოდა ჰელიუმის D<sub>3</sub> ხაზს. 1895 წლის 23 მარტს რამზაიმ განაცხადა ჰელიუმის დედამიწაზე აღმოჩენის შესახებ დედამიწაზე [[ლონდონის სამეფო საზოგადოება]]ში, და ასევე საფრანგეთის აკადემიაში [[მარსელენ ბერტლო]]ს მეშვეობით<ref name="finkelstein1"/>.
 
შვედმა ქიმიკოსებმა [[პერ თეოდორ კლევე]]მ და [[ნილს აბრაჰამ ლენგლე]]მ შეძლეს კლევეიტისაგან საკმარისი აირის გამოყოფა, რათა დაედგინათ ახალი ელემენტის ატომური წონა.
[[ფაილი:He liquid tbotevadobis damokidebuleba TemperaTurastan 350.png|thumb|right|200px|თხევადი ჰელიუმის ტემპერატურაზე თბოტევადობის დამოკიდებულების გრაფიკი]]
 
მხოლოდ 1908 წელს ნიდერლანდელმა ფიზიკოსმა [[ჰეიკე კამერლინგ-ონესი|ჰეიკე კამრლინგ-ონესმა]] შეძლო [[თხევადი ჰელიუმი]]ს მიღება დროსელირებით (იხ. [[ჯოუნს-ტომსონის ეფექტი]]), იმის შემდეგ რაც აირი გაცივებული იქნა ვაკუუმში მდუღარე თხევად წყალბადში გააცივეს. დიდი ხანი უშედეგოუშედეგოდ იყო მცდელობა მიეღოთცდილობდნენ [[მყარი ჰელიუმი]]ს მიღებას, 0,71 [[კელვინი|К]] ტემპერატურის დროსაც კი, რომელსაც მიაღწია გერმანელმა ფიზიკოსამა [[ვილემ ჰენდრიკ კეეზომი]]მ. მხოლოდ 1926 წელს, 35 [[ატმოსფერო (განზომილება)|ატმ.]] წნევის პირობებში და შეკუმშული ჰელიუმის გაცივებით გაუხშოებულ, გამეჩხერებულ მდუღარე ჰელიუმში, მან შეძლო კრისტალების გამოყოფა<ref name="finkelstein2">Финкельштейн Д.Н., Глава V. Гелий, Инертные газы http://www.book-ua.org/FILES/chem/25_11_2007/ch1434.djvu издание= Изд. 2-е, М., издательство = Наука, год=1979, страницы=111-128, страниц=200, серия «Наука и технический прогресс»|isbn=|тираж=19000</ref>.
 
[[1932]] წელს კეეზომმა გამოიკვლია თხევადი ჰელიუმის [[თბოტევადობა|თბოტევადობის]] ცვალებადობის ხასიათი ტემპერატურის ცვლასთან ერთად. მან აღმოაჩინა, რომ მიახლოებით 2,19 [[კელვინი|K]]-ისას თბოტევადობის ნელი და თანმიმდევრობითი მატება იცვლება მკვეთრი ვარდნით და თბოტევადობის მრუდი ღებულობს ბერძნული ასოს '''[[ლამბდა (ასო)|λ]]''' (ლამბდა) ფორმას. ამასთან ტემპერატურა, რომელზეც ხდება თბოტევადობის ნახტომი, მინიჭებული აქვს პირობითი სახელი «[[ლამბდა-წერტილი|λ-წერტილი»]]<ref name="finkelstein2"/>. ამ წერტილის უფრო ზუსტი მნიშვნელობა - 2,172 [[კელვინი|K]] უფრო მოგვიანებით იქნა დადგენილი. λ-წერტილში ხდება თხევადი ჰელიუმის ღრმა და მკვეთრი ფუნდამენტალური თვისობრივი ცვლილებები — თხევადი ჰელიუმის ერთი ფაზა ამ წერტილში იცვლება მეორეთი, ამასთან დაფარული სითბოს გამოყოფის გარეშე; ადგილი აქვს [[მეორე სახის ფაზური გადასვლა|მეორე სახის ფაზურ გადასვლას]]. λ-წერტილზე მაღალი ტემპერატურის დროს არსებობს ეგრეთ წოდებული ''ჰელიუმი-I'', მასზე დაბლა კი — ''ჰელიუმი-II''<ref name="finkelstein2"/>.
 
[[1938]] წელს საბჭოთა ფიზიკოსმა [[პეტრე კაპიცა]]მ აღმოაჩინა თხევადი ''ჰელიუმი-II-ის'' [[ზედენადობა|ზედენადობის]] მოვლენა, რომელიც მდგომარეობს [[სიბლანტე|სიბლანტის]] კოეფიციენტის მკვეთრი შემცირებით, რის შედეგად ჰელიუმი მიედინება თითქმის ხახუნის გარეშე<ref name="finkelstein2"/><ref>პეტრე ლეონიდეს ძე კაპიცა, Viscosity of Liquid Helium below the λ-Point http://www.nature.com/doifinder/10.1038/141074a0 ინგლ, გამომც., [[Nature]], 1938 წ., 141 ტ. ფ.74</ref>. აი რას წერდა ის თავის აღმოჩენაზე ერთერთ თავის მოხსენებაში<ref>[http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/NATURE/HELIUM.HTM «Свойства жидкого гелия» (П. Л. Капица)]</ref>:
<blockquote>
… სითბოს ისეთი რაოდენობა, რომელცრომელიც ფაქტობრივად გადაქონდაგადაჰქონდა, ფიზიკური შესაძლებლობების მიღმა მდებარეობს, რომ სხეულს ფიზიკის არც ერთი კანონით არ შეუძლია გადაიტანოს უფრო მეტი სითბო ვიდრე, მისი სითბური ენერგია გამრავლებულს ბგერის გავრცელების სიჩქარეზე. თბოგამტარობის ჩვეულებრივი მექანიზმით სითბოს გადატანა ამ მასშტაბით შეუძლებელი იყო. საჭირო იყო სხვა ახსნის ძიება. <br />
იმის მაგივრად, რომ აგვეხსნა სითბოს გადატანა თბოგამტარობით, ანუ ენერგიის გადაცემით ერთი ატომიდან მეორეზე, მისი ახსნა შეიძლებოდა უფრო ტრივიალურად — კონვექციით, სითბოს გადატანით თვითონ მატერიაში. ხომ არ ხდება ისე, რომ გახურებული ჰელიუმი მოძრაობს ზევით, ხოლო ცივი ეშვება ქვევით, სიჩქარეების სხვაობის გამო წარმოიქმნება კონვექციური დენები, და ამგვარად ხდება სითბოს გადატანა. მაგრამ ამისათვის საჭირო იყო წარმოგვედგინა რომ ჰელიუმი თავისი მოძრაობისას მიედინება ყოველგვარი წინააღმდეგობის გარეშე. ჩვენ უკვე გვქონდა შემთხვევა, როდესაც, ელ. დენი მედინებოდა სადენებში ყოველგვარი წინაღობის გარეშე. და მე გადავწყვიტე, რომ ჰელიუმიც მოძრაობდა ყოველგვარი წინაღობის გარეშე, რომ ის არის არა ზეთბოგამტარი ნივთიერება, არამედ წარმოადგენს ზედენადს. …
<br />… თუკი წყლის სიბლანტე ტოლია 10<sup>−2</sup> პ, მაშინ ეს მილიარჯერ უფლო მეტად დენადი სითხეა, ვიდრე წყალი …
 
=== სახელწოდების წარმომავლობა ===
სახელცოდება მოდის ბერძნული სიტყვა {{lang-el|ἥλιος}} — «მზედან» (ის. [[ჰელიოსი]]). საყურადღებოა ის ფაქტი, რომ სახელწოდებაში გამოყენებულია ლითონებისათვის დამახასიათებელი დაბოლოება ბოლოსართი «-უმი» (ლათ. «-um» — «Helium»), რადგანაც ლოკერი ვარაუდობდა, რომ მის მიერ აღმოჩენილი ელემენტი იყო [[ლითონი]] იყო. სხვა ანალოგიური კეთილშობილი აირის მსგავსად ლოგიკური იქნებოდა მისთვის ეწოდებინათ «ჰელიონი» («Helion»)<ref name="finkelstein1"/>. თანამედროვე მეცნიერებაში სახელწოდება «[[ჰელიონი]]» აღნიშნავს იზოტოპ [[ჰელიუმ-3]]-ის ბირთვს.
 
== გავრცელება ==
 
=== სამყაროში ===
ჰელიუმი სამყაროში გავრცელებით მეორე ადგილზეა [[წყალბადის]] შემდეგ — მიახლოებით 23 % მასის მიხედვით<ref name="webelements_geo">{{cite web|url=http://www.webelements.com/helium/geology.html|author=|title=Helium: geological information|work=|publisher=www.webelements.com|datepublished=|accessdate=2009-07-11|lang=en|description=}}</ref>. მაგრამ დედამიწაზე ჰელიუმი იშვიათია. პრაქტიკულად მთელი ჰელიუმი სამყაროში შეიქმნა [[დიდი აფეთქება|დიდი აფეთქების]] პირველ რამდენიმე წუთში<ref name="hawking">ს. ხოკინგი, ლ. მლოდინოვი, თ. მეორე. დიდი აფეთქება, შავი ხვრელები და სამყაროს ევოლუცია, დროის უმოკლესი ისტორია, სპბ, გამომც. ამფორა. 2006 წ., ფ. 79-98, sbn=5-367-00164-5, ტირჟ. 5000</ref><ref name="vain">ს. ვაინბერგი, V ნაწილი. პირველი სამი წუთი: სამყაროს წარმოშობის თანამედროვე შეხედულება, http://www.knigka.info/2008/03/25/pervye-tri-minuty.html მე-2 გამოც., იჟევსკი, გამომც. - НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2000 წ., ფ. 105-122, isbn=5-93972-013-7, ტირ. 1000</ref>, [[ნუკლეოსინთეზი|პირველადი ნუკლეოსინთეზის]] დროს. თანამედროვე სამყაროში თითქმის ყველა ახალი ჰელიუმი წარმოიქმნება წყალბადის [[თერმობირთვული რეაქცია|თერმობირთვული სინთეზის]] შედეგად ვარსკვლავებში (იხ. [[პროტონ-პროტონული ციკლი]], [[ნახშირბად-აზოტური ციკლი]]). დეშდამიწაზედედამიწაზე ის წარმოიქმნება მძიმე ელემენტების [[ალფა-დაშლა|ალფა-დაშლის]] შედეგად ([[ალფა-ნაწილაკი|ალფა-ნაწილაკები]], რომლებიც გამოსხივდება ალფა-ფაშლის დროს - ეს არის ჰელიუმ-4-ის ბირთვები)<ref name="finkelstein3">დ. ფინკელშტეინი, თავი IV., ინერტული აირები დედამიწაზე და კოსმოსში, ინერტული აირები http://www.book-ua.org/FILES/chem/25_11_2007/ch1434.djvu მე-2 გამოც, მ., გამომც. მეცნიერება, 1979 წ., ფ. 76-110, სერია მეცნიერება და ტექნიკური პროგრესი</ref>. ჰელიუმის ნაწილი რომელიც წარმოიქმნება ალფა-დაშლის დროს და დედამიწის ქერქის ქანებში გამოღწეულ ჰელიუმს, მიიტაცებს [[ბუნებრივი აირი]], რომელშიც ჰელიუმის კონცენტრაცია შეიძლება აღწევდეს მოცულობის 7 %-ს ან მეტსაც.
 
=== დედამიწის ქერქი ===
 
მეერვემერვე ჯგუფის ფარგლებში ''ჰელიუმიჰელიუმს'' დედამიწის ქერქში შემცველობით მეორე ადგილი უჭირავს ([[არგონი]]ს შემდეგ)<ref name="abundance">{{cite web|url=http://www.webelements.com/periodicity/abundance_crust/|format=|author=|title=Abundance in Earth's crust|work=|publisher=www.webelements.com|datepublished=|accessdate=2009-07-11|lang=en|description=}}</ref>.
 
ჰელიუმის შემცველობა ატმოსფეროში (წარმოიქმნება [[აქტინიუმი|Ac]]-ის, [[თორიუმი|Th]], [[ურანი (ელემენტი)|U]] დაშლის შედეგად) — მოცულობის 5,27{{e|−4}} %, მასის 7,24{{e|−5}} % შეადგენს. [[ატმოსფერო]]ში, [[ლითოსფერო]]ში და [[ჰიდროსფერო]]ში ჰელიუმის მარაგი ფასდება 5{{e|14}} მ³<ref name="ХЭ"/>. ჰელიუმშემცველი ბუნებრივი აირები შეიცავენ, როგორც წესი, მოცულობის მიახლოებთ 2 %. განსაკუთრების იშვიათად გვხვდება აირები რომელთა ჰელიუმშემცველობა აღწევს 8 — 16 %<ref name="finkelstein3"/>.
 
ჰელიუმის საშუალო შემცველობა დედამიწის ნივთიერებაში — 3 გრ/ტ<ref name="finkelstein3"/>. ყველაზე დიდი კონცენტრაციაა მინერალებში, რომლებიც შეიცავენ ურანს, თორიუმს და [[სამარიუმი|სამარიუმს]]: [[კლევეიტი]], [[ფერგუსონიტი]], [[სამარსკიტი]], [[გადოლინიტი]], [[მონაციტი]] ([[მონაციტური ქვიშები]] ინდოეთში და ბრაზილიაში), [[თორიანიტი]]. ჰელიუმის შემცველობა ამ მინერალებში შეადგენს 0,8 — 3,5 ლ/კგ, თორიანიტში კი ის აღწევს 10,5 ლ/კგ<ref name="fast1"/><ref name="finkelstein3"/>.
ჰელიუმი — პრაქტიკულად ინერტული ქიმიური ელემენტია.
 
[[მარტივი ნივთიერება]] ჰელიუმი — არატოქსიკურია, არ ააქვსაქვს [[ფერი]], [[სუნი]] და [[გემო]]. ნორმალურ პირობებში წარმოადგენს ერთატომიან აირს. მისი დუღილის წერტილი (''T'' = 4,215 [[კელვინი|K]] [[ჰელიუმი-4|<sup>4</sup>He]]) ყველაზე დაბალია ყველა მარტივ ნივთიერებასთან შედარებით; [[მყარი ჰელიუმი]] მიღებულ იქნა მხოლოდ 25 ატმოსფეროზე მეტი წნევის დროს -— 1 ატმოსფერული წნევის დროს ის არ გადადის მყარ ფაზაში [[ტემპერატურის აბსოლუტური ნული]]ს დროსაც კი. ექსტრემალური პირობები ასევე საჭიროა ჰელიუმის მრავალრიცხობრივი ნაერთების შესაქმნელად, ისინი ყველანი ნორმალურ პირობებში არასტაბილურნი არიან
 
=== თვისებები აიროვან ფაზაში ===
ნორმალურ პირობებში ჰელიუმი პრაქტიკულად იქცევა როგორც [[იდეალური აირი]]. ყველა პირობებში ჰელიუმი არის მონოატომური ნივთიერება. ნორმალურ პირობებში სიმკვრივე შეადგენს 0,17847&nbsp;კგ/მ³, ახასიათებს [[თბოგამტარობა]] - 0,1437 ვტ/(მ·К)&nbsp;— უფრო მეტი ვიდრე ყველა სხვა აირს [[წყალბადი]]ს გარდა, მისი [[კუთრი თბოტევადობა]] განსაკუთრებით მაღალია (с<sub>р</sub> = 5,23 კჯ/(კგ·К), შედარებისათვის&nbsp;— 14,23&nbsp;კჯ/(კგ·К) [[წყალბადი|Н<sub>2</sub>]]).
[[ფაილი:HeTube.jpg|ელემენტის სიმბოლო, შესრულებულია აირის მილებით, რომელიც შევსებულია ჰელიუმით|thumb|right]]
ჰელიუმით შევსებულ მილებში დენის გატარებისას შეიმჩნევა სხვადასხვა ფერის განმუხტვები, რომლებიც უმთავრესად დამოკიდებულია მილებში აირის [[წნევა]]ზე. ჩვეულებრივ ჰელიუმის სპექტრიდან ხილული შუქის ფერი არის ყვითელი. წნევის შემცირებასთან ერთად ხდება ფერების ცვლა — ვარდისფერი, ნარინჯისფერი, ყვითელი, კაშკაშა-ყვითელი, მოყვითალო-მწვანე და მწვანე. ეს დაკავშირებულია ჰელიუმის [[ემისიური სპექტრი|სპექტრში]] არსებულ ხაზების რამდენიმე სერიაზე, რომელიც მდებარეობს [[ინფრაწითელი გამოსხივება|ინფრაწითელსა]] და [[ულტრაიისფერი გამოსხივება|ულტრაიისფერს]] შორის დიაპაზონში, სპექტრის ხილვად ნაწილში მნიშვნელოვანი ხაზები მდებარეობენ 706,52 ნმ და 447,14 ნმ-ს შორის<ref name="finkelstein2"/>. წნევის შემცირება იწვევს [[ელექტრონი]]ს [[თავისუფალი გარბენის სიგრძე|თავისუფალი გარბენის სიგრძის]] ზრდას, ანუ მისი ენერგიის ზრდას ჰელიუმის ატომებთან შეჯახებისას. ეს იწვევს ატომების გადაყვანაგადაყვანას დიდი ენერგიის აღზნებულ მდგომარეობაში, რის შედეგად ხდება სპექტრული ხაზების შერევა ინფრაწითელიდან ულტრაიისფრამდე.
 
ჰელიუმი ყველაზე ცუდად იხსნება წყალში, ვიდრე სხვა ცნობილი აირი. 1 ლ წყალში 20 °C ტემპერატურისას იხანება მიახლოებით 8,8&nbsp;მლ (9,78 - 0 °C, 10,10 - 80 °C), [[ეთანოლი|ეთანოლში]] — 2,8 (15 °C), 3,2 (25 °C).
მისი დიფუზიის სიჩქარე მყარ სხეულებში სამჯერ უფრო მაღალია ვიდრე, [[ჰაერი]]სა, და მიახლოებით 65 % მაღალია, ვიდრე წყალბადის.
 
[[გარდატეხის მაჩვენებელი]] [[გარდატეხის კოეფიციენტი]] ართთანათთან ახლოსაა, ყველაზე უფრო ახლოს ვიდრე ყველა სხვა აირის მაჩვენებელი. ამ აირს გააჩნია უარყოფითი [[ჯოულ-ტომსონის ეფექტი#ტემპერატურის ცვლილება|ჯოულ-ტომსონის კოეფიციენტი]] გარემოს ნორმალური ტემპერატურის პირობებში, ანუ ის ხურდება როდესაც მას აძლევენ საშუალებას მოცულობაში თავისუფლამ გაიზარდოს. მხოლოდ ჯოული-ტომსონის ინვერსიის ტემპერატურის ქვევით (მიახლოებით 40 К ნორმალური წნევის დროს) ის ცივდება თავისუფალი გაფართოების დროს.
ამ ტემპერატურის ქვევით გაცივებისას, გაფართოებითი გაცივებით ჰელიუმი შეიძლება გადაქცეულ იყოს სითხედგათხევადდეს. ასეთი გაცივება ხდება [[დეტანდერი]]ს დახმარებით.
 
=== კონდენსირებული ფაზების თვისებები ===
[[1908]] წელს [[ჰეიკე კამერლინგ-ონესი]]მ პირველმა შეძლო მიეღო თხევადი ჰელიუმი. [[მყარი ჰელიუმი]]ს მიღება შესაძლებელი გახდა მხოლოდ 25 ატმოსფეროს წნევის და 1 K ტემპერატურის პირობებში ([[ვილემ ჰენდრიკ კეეზომი]], [[1926]]). კეეზომმა ასევე აღმოაჩინა ჰელიუმ-4 (<sup>4</sup>He) ფაზური გადასვლის არსებობა 2,17K ტემპერატურის დროს; დაასახელა ჰელიუმ-I და ჰელიუმ-II ფაზები (2,17K-ის ქვევით). [[1938]] წელს [[პეტრე კაპიცა]]მ აღმოაჩინა, რომ ჰელიუმ-II არ გააჩნია [[სიბლანტე]] ([[ზედენადობა|ზედენადობის]] მოვლენა). ჰელიუმ-3-ში ზედენადობა წარმოიქმნება მხოლოდ 0,0026 К ტემპერატურის ქვევით. ჰელიუმის ზედენადობა მიეკუთვნება ეგრეთ წოდებულ [[კვანტური სითხე|კვანტური სითხის]] კლასს, რომლის მაკროსკოპიული ქცევა შეიძლება აღწერილი იქნეს მხოლოდ [[კვანტური მექანიკა|კვანტური მექანიკის]] მეშვეობით. [[2004]] წელს გამოჩნდა შეტყობინება [[მყარი ჰელიუმი]]ს ზედენადობის აღმოჩენის შესახებ (ე.წ. სუპერსოლიდის ეფექტი) მისი კვლევისას ტორსიულ ოსცილიატორში. მაგრამ ბევრი მკვლევარი ამტკიცებს, რომ 2004 წელს აღმოჩენილ ეფექტს არ ააქვსაქვს არავითარი კავშირი კრისტალის ზედენადობასთან. ამ მომენტისათვის გრძელდება მრავალრიცხოვანი ექსპერიმენტალური და თეორიული კვლევები, რომლის მიზანია გაირკვეს ამ ბუნებრივი მოვლენის ნამდვილი ბუნება.
 
== ქიმიური თვისებები ==
{{Main|ჰელიუმის იზოტოპები}}
 
ბუნებრივი ჰელიუმი შედგება ორი სტაბილური მდგრადი [[იზოტოპი]]საგან: <sup>4</sup>He ([[იზოტოპური გავრცობადობა]] — 99,99986 %) და შედარებისშედარებით იშვიათი [[ჰელიუმ-3|<sup><nowiki>3</nowiki></sup>He]] (0,00014 %; ჰელიუმ-3-ის შემცველობა ბუნებრივ წყაროებში შეიძლება მერყეობდეს საკმაოდ ფართო საზღვრებში). ცნობილია კიდევ ჰელიუმის კიდევ ექვსი რადიოაქტიური იზოტოპი.
 
== მიღება ==
მრეწველობაში ჰელიუმს ღებულობენ ჰელიუმ შემცველ ბუნებრივი აირებიდან (ძირითადად ამისათვის გამოიყენება საბადოები სადაც ჰელიუმის შემცველობა > 0,1 %-ზე). სხვა აირებიდან ჰელიუმს გამოყოფენ ღრმა გაყინვის მეთოდით, იმ თვისების გამოყენებით რომ ის თხევადდება ყველა აირზე ძნელად.
გაცივებას აწარმოებენ დროსელირების რამდენიმე სტადიით მისი გაწმენდით CO<sub>2</sub> და [[ნხშირწყალბადებინახშირწყალბადები]]საგან. შედეგად მიიღება ჰელიუმის, [[ნეონი]]სა და [[წყალბადი]]ს ნარევი.
ამ ნარევს, ე.წ. ნედლ ჰელიუმს, (He — 70-90 % ) ასუფთავებენ წკალბადისაგან (4-5 %) CuO-ს მეშვეობით 650—800 К ტემპერატურიატემპერატურის პირობებში.
მისი საბოლოო გაწმენდა მიიღწევა დარჩენილი ნარევის ღრმა გაცივებით N<sub>2</sub>-ის ვაკუუმში დუღილით და მინარევების ადსორბერებში აქტიური ნახშირის მეშვეობით [[ადსორბცია|ადსორბციით]], რომლებიც თავის მხრივ ასევე ცივდებიან N<sub>2</sub>. ჰელიუმს აწარმოებენ - ტექნიკური სისუფთავის სიწმინდის (99,80 % ჰელიუმის მოცულობით) და მაღალი სიწმინდის (99,985 %).
 
მსოფლოში ჰელიუმის წარმოებაში ლიდერობს [[აშშ]] (140 მლნ მ³ წელში), შემდეგ — [[ალჟირი]] (16 მლნ მ³). მესამე ადგილზეა [[რუსეთი]] — 6 მლნ მ³ წელში. ჰელიუმის მსოფლიო მარაგს შეადგენს 45,6 მლრდ მ³.
აიროვანი ჰელიუმის ტრანსპორტირებისათვის გამოიყენება ყავისფრად შეღებილი [[ფოლადი]]ს ბალონები ([[სტანდარტი]] 949-73), რომლებსაც განათავსებენ სპეციალურ კონტეინერებში. ტრანსპორტირებისათვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას ყველა სახის ტრანსპორტი, მხოლოდ შესაბამისი პირობების დაცვით.
 
თხევადი ჰელიუმის გადასაზიდად გამოიყენება სპეციალური ტიპის სატრანსპორტო ჭურჭელი მაგ.: СТГ-10, СТГ-25 და ა.შ. რომლების ღია-რუხი ფერისააფერისა და მოცულობით შესაბამისად 10, 25, 40, 250 და 500 ლიტრისაა. გარკვეული წესების დაცვის შემთხვევაში გადაზიდვისათვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც [[სარკინიგზო ტრანსპორტი]], ასევე [[ავტოტრანსპორტი|ავტო-]] და ასევე სხვა სახის [[ტრანსპორტი]]. თხევადი ჰელიუმის ჭურჭელი '''აუცილებლად''' უნდა ინახებოდეს ვერტიკალურ მდგომარეობაში.
 
== გამოყენება ==
ჰელიუმის უნიკალური თვისებები ფართოდ გამოიყენება მრეწველობაში და სახალხო მეურნეობაში:
* [[მეტალურგია]]ში როგორც ინერტული აირი წმინდა ლითონების გამოდნობისას;
* კვების მრეწველობაში დარეგისტრირებულია როგორც [[საკვები დანამატი]] '''E939''', როგორც [[პროპელენტი]] და შესაფუთი აირი<ref>http://www.ion.ru/SanPiN-2.3.2.1293-03.html</ref>;
* გამოიყენება როგორც [[მაცივარმაცივარი აგენტი]], ზედაბალი ტემპერატურების მისაღებად (კერძოდ კი, ლითონების [[ზეგამტარი|ზეგამტარ]] მდგომარეობაში გადასაყვანად);
* საჰაერო ხომალდების ([[დირიჟაბლი]]) შესავსებად;
* სასუნთქ ნარევებში ღრმა ყვინთვის დროს (იხ. [[დაივინგის ბალონი]]);
* [[საჰაერო ბუშტი]]ს და მეტეოროლოგიური ზომნებისზონდების შესავსებად;
* გაზგანმუხთვისგაზგანმუხტვის მილაკების შესავსებად;
* როგორც [[ბირთვული რეაქტორის თბომატარებელი]] ზოგი ტიპის რეაქტორებში;
* გაზის ქრომატოგრაფიაში როგორც მატარებელი;
* მილსადენებსა და ქვაბებში გაჟონვის მოსაძებნად (იხ. [[ჰელიუმის გაჟონვის საძებნი]]);
* როგორც მუშა სხეულის კომპონენტი ჰელიუმ-ნეონის [[ლაზერი|ლაზერებში]];
* ნუკლიდი <sup><nowiki>3</nowiki></sup>He აქტიურად გამოიყენება ტექნიკაში, [[ნეიტრონული გაბნევა]]ში როგორც [[პოლარიზატორი]] და შემვსები [[პოზიციურ-მგრძნობიარე ნეიტრონული დეტექტორი|პოზიციურ-მგრძნობიარე ნეიტრონულ დეტექტორებში]];
* ნუკლიდი <sup><nowiki>3</nowiki></sup>He წარმოადგენს პერსპექტიულ საწვავს [[თერმობირთვული სინთეზის მართვა|თერმობირთვულ ენერგეტიკაში]];
* ხმის ტემბრის შესაცვლელად (ხმის ტონალობის ამაღლების ეფექტი) ჰელიუმისა და ჩვეულებრივი სასუნთქი ნარევის სიმკვრივის სხვადასხვაობის გამო (გოგირდის ჰექსაფტორიდის ანალოგიურად);
 
=== გეოლოგიაში ===
ჰელიუმი ხელსაყრელი ინდიკატორია [[გეოლოგი|გეოლოგებისათვის]]. ჰელიუმის გადაღებით შეიძლება განისაზღვროს დედამიწის ზედაპირზე სიღრმული გარდატეხები. ჰელიუმი, როგორც [[რადიოაქტიური ელემენტი]]ს დაშლის პროდუქტი, გამოჟონავს ბზარებსა და ტეხილებში დანაპრალებში, აჯერებს დედამიწის ქერქის ზედა ფენას და მიემართება მაღლა ატმოსფეროში, ხოლო შემდეგ კოსმოსურ სივრცეში. ასეთი ბზარები და განსაკუთრებით მათი გადაკვეთის ადგილები ხასიათდებიანხასიათდება ჰელუმისჰელიუმის მაღალი კონცენტრაციით. ეს მოვლენა პირველად იქნა დადგენილიდაადგინა გეოფიზიკოსიგეოფიზიკოსმა იგორ იანიცკის მიერიანიცკიმ [[ურანი]]ს მადნის ძებნის დროს და მიღებული იქნა როგორც მეცნიერული [[აღმოჩენა]]: «ექსპერიმენტალურად დადგენილია ადრე უვნობიუცნობი კანონზომიერება, რომ თავისუფლად მოძრავი ჰელიუმის ანომალურიანომალიური (მაღალი) კონცენტრაციის განაწილება დამოკიდებულია დსედამიწისდედამიწის ქერქის სიღრმულ, მათ შორის მადნურიმადნურ, გარდატეხებზე.
ეს კანონზომიერება გამოიყენება დედამიწის სიღრმული აღნაგობის შესასწავლად და ფერადი და იშვიათი ლითონების მადნების საძებნელად<ref>[[სსრკ აღმოჩენების სახელმწიფო რეესტრი]]. [[იგორ იანიცკი]] სამეცნიერო აღმოჩენა № 68 «ჰელიუმის კონცენტრაციის გავრცელების კანონზომიერება დედამიწის ქერქში»</ref>.
 
ანონიმური მომხმარებელი