الهيليوم (رمزه: He) 

تعريف

يعتبر الهليوم من الغازات الخاملة (النبيلة) وثاني عنصر كيميائي يأتي بعد عنصر الهيدروجين في الجدول الدوري. تتكون ذرته من الكترونيين يدوران حول نواة تحتوي على بروتونين ونيوترونين وله نظير تحتوي نواته على بروتونين ونيوترون واحد يرمز له He 3. يوجد في الطبيعة بحالة ذرية فبسبب خموله الكيميائي لا يوجد بشكل جزيئة كما هو الحال في بقية الغازات كالأوكسجين والنتروجين وغيرها.

تواجده

حسب نظرية الانفجار العظيم فان الهليوم تكّون بعد ثلاث دقائق بعد الانفجار. وتركز وجوده في النجوم. اما في الأرض فنسبة وجوده حوالي 1/200000 من الغلاف الجوي للأرض بسبب تطايره الى الفضاء الخارجي. اما كميته الموجودة في الأرض فناتجة عن النشاط الاشعاعي للعناصر المشعة.

تاريخه

لاحظ الفلكي الفرنسي بيير جانسين عام 1868م، أن هناك خطاً اصفراً لامعاً اثناء حدوث كسوف شمسي حدث في ذلك العام. وقد لاحظ العالم الإنكليزي أيضا ذلك الخيط من الطيف الضوئي للشمس. واستنتج ان هذا الخيط بسبب عنصر غير موجود في الأرض. وتوالت البحوث على هذا العنصر حتى عام 1905 م فقد اكتشف عالمان امريكيان هما هاملتون كادي والعالم ديفيد فارلاند انه من الممكن  استخلاص الهليوم من الغاز الطبيعي، وفي عام 1907م أشار العالمان ارنست رذرفورد و العالم توماس رويدز ان جسيم الفا هو عبارة نواة الهليوم.

خواصه الفيزيائية

1. غاز عديم اللون والطعم والرائحة
2. غير سام وليس له تأثير على الكائنات الحية
3. درجة انصهاره وغليانه اقل من بقية العناصر   
4. يوجد بكميات ملحوظة في الغاز الطبيعي
5. يوجد في الشمس عن طريق الاندماج النووي للهيدروجين

خواصه الكيميائية

1. عنصر خامل في الظروف الاعتيادية
2. يتحد مع اليود والفلوريد والكبريت والفسفور والتنكستن  بوجود شرارة كهربائية

استخداماته

1. يستخدم في أجهزة تنفس الغواصين بعد خلطه مع غازي النتروجين والاوكسجين لأنه يساعد على منع التسمم الأوكسجين والاستبدال النتروجيني . فيدخل النتروجين الدم مما يؤثر على  عمل الاعصاب فيعطي تاثيراً شبيه بحالة السُكْر خاصة في الأعماق حيث الضغوط العالية  .
2. يستخدم في التطبيقات العلمية لدرجات الحرارة شديدة الانخفاض
3. يستخدم في نفخ البالونات والمناطيد لأنه أخف من الهواء ولا يحترق
4.  استنشاقه يجعل صوت الانسان الدرجة من النعومة والجهارة لان سرعة الصوت في الهليوم أكبر من سرعة الصوت في الهواء بثلاث مرات فيزداد تردده .
5. استنشاق كميات كبيرة منه تسبب حالات الاختناق والموت بسبب نقص غاز الاوكسجين .
6.  يدخل في الوقود الغازي كالهيدروجين السائل للمساعد في ضغطها كونه لا ينفجر تحت ضغوط ودرجات حرارة عالية .
7. يستخدم في تنمية البلورات الدقيقة كونه لا يتفاعل ولا يؤثر في تركيبها
8. يستخدم في أجهزة الرنين المغنطيسي لغرض تبريد المغانيط الكهربائية
9.  يقلل من مقاومة التيار الكهربائي في المغانيط الكهربائية وبالتالي ايصاله بدرجة فائقة نتيجة تقليل المقاومة.
10. يستخدم لتبريد منظومة المصادم الهيدوني (معجل لجسيمات البروتونات  بسرعة فائقة جدا وطاقة عالية) للوصول الى درجات منخفضة جدا جدا.

لا يتحول الهليوم الى الحالة الصلبة الا تحت ضغط عالي ويكون سائلا بين درجة 4.2 كلفن و 2.1 كلفن ويسمى هليوم I . الا انه تحت درجة 2.1 كلفن يتكون هليوم II له خواص غريبة بعدم اللزوجة ولا يوجد احتكاك بين جزيئاته وله حركة جريان سريعة وله توصيل كهربائي عالي  وتنتقل فيه الحرارة بشكل موجات

نظائره

للهليوم 8 نظائر معروفة الا ان هناك اثنين، هما في حالة مستقرة وهما هليوم 3 وهليوم 4 . اما البقية فلها نشاط اشعاعي حيث تتحول بسرعة الى عناصر أخرى.

ان اكثر النظائر انتشارا هو هليوم 4  نواته عبارة عن جسيم الفا يدور حولها الكترونان . اما هليوم 3 فهو نادر في الأرض وينتج من عنصر التريتيوم و اشعاعه لإلكترون في عملية تحلل اشعة بيتا.