氦(Helium),为稀有气体的一种。元素名来源于希腊文,原意是“太阳”[1]。1868年法国的杨森利用分光镜观察太阳表面,发现一条新的黄色谱线,并认为是属于太阳上的某个未知元素,故名氦。氦在通常情况下为无色、无味的气体,是不能在标准大气压下固化的物质。氦是**不活泼的元素。氦的应用主要是作为保护气体、气冷式核反应堆的工作流体和**温冷冻剂。此外,由于密度比空气小且性质稳定,氦还可以作为浮升气体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,这标志着我国在稀有气体化学领域走向了**前端。中文名氦英文名Helium分子量CAS登录号7440-59-7EINECS登录号231-168-5沸点℃水溶性外观无色气体元素类型非金属单质原子序数2发现人威廉·拉姆塞有无放射性无元素符号He目录1研究历史2含量分布3物理性质▪基本信息▪超流动性▪超导现象4化学性质▪氟化物制取猜想▪离子化合物▪中性分子▪氦钠化合物5同位素6制取方法7作用用途8危险性▪引起窒息▪安全事项-氦气瓶▪氦气对人体的不良反应氦研究历史编辑1868年8月18日。含氦天然气迄今仍是工业化生产氦气的 来源。昌乐比较好的氦气
美国生产的氦气要占世界总产量的80%以上。中国虽然也有一定的天然气资源,可是到目前为止,唯有四川内江威远的气田曾得到提氦利用,其中的氦含量只有,而且现在已经枯竭。中国近年来对氦气的需求量越来越大。受制于氦气资源匮乏、提取氦气的成本较高,中国在需求上一直依赖进口。2007年,美国将氦气核定为战略物资而限制粗氦产量,导致全球液氦价格由原来60~80元/每升,上涨到目前200元/每升以上。昂贵的液氦价格,使研究工作难以开展。**预计,未来氦气进口将更加受制于人,届时可能会因为无液氦供应而使中国现有的许多涉及氦气和液氦的科研项目无法实施。三种途径解除氦危机**直接的办法就是节流。现在医院的核磁共振仪很多自身带有密闭性很好、防止蒸发的液氦装置,减少了液氦的需求量,先前的一些耗费液氦量大的仪器已经逐渐被淘汰。更多的科学家尝试用其他的制冷方式来代替液氦制冷。比如用无液氦的制冷机来达到超导磁体的工作温度。相对于液氦制冷,制冷机的氦需求量很低(用作制冷机的制冷气体),制冷机主要通过冷桥与磁体相连,采用的是热传导的制冷方式,而液氦主要是将磁体浸泡其中,对流制冷起很大作用。然而这种方法目前还没有真正用于医用核磁共振仪。淄博化工氦气公司它在干 氦气 氦气 空气中的体积含量为5.24×10-6。
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。
这是低温下的超导现象。有些金属在液态氦的温度下,原子核的运动几乎停止,对电子的阻碍变得极小,因此电阻会消失,成为超导体;由于磁力线不可能穿过超导体[8],于是在超导体与磁体中间形成了较大的磁场,磁场的斥力托住了铅球和磁铁,使它们浮在半空中。这就是迈斯纳效应(MeissnerEffect),这一效应可以被利用来制造磁悬浮列车。氦化学性质编辑元素周期性质氦是所有元素中**不活泼的元素,极难形成化合物,这是因为氦的原子核到电子层距离很小,并且达到了稳定结构。它的性质便决定了用途,氦的应用主要是作为保护气体、气冷式核反应堆的工作流体和**温冷冻剂等等。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。氦氟化物制取猜想Pimental等根据HeF₂的电子排布同稳定的HF₂⁻相似,提出了利用核转变制备HeF₂的三种方法。1.氚的β衰变法氚经过β衰变后应变成氦。这样,氚的化合物经β衰变后,就有可能成为氦化合物。为了便于进行反应,首先通过氘和氢的同位素交还。粗氦制取及氦的精制等工序,制得99.99%的纯氦气。
都没有形成什么能够稳定存在的物质。**常见的例子就是氦与其他元素的范德华力,无需共价键或者离子键就可以存在。在极低的温度下,氦确实可以形成范德华力,但极其微弱,无法长久保持。[2-3]氦元素坚固的稳定力源于其闭壳层电子组态:其外壳层是完满的状态,没有空间和其他原子通过共用电子进行结合。不过这是地球表面环境中的情况。作为宇宙中第二丰富的元素,氦在恒星和巨型气体行星的构成中起着重要作用。在外太空或者地球深处的极端条件下,它可能遵循着不同寻常的规律。如今,研究人员刚刚验证这种奇异的现象。犹他州立大学的文章共同作者AlexBoldyrev说:“极高的压力,比如在地球的**或者其他巨型星体中,能够完全改变氦的化学特性。”研究人员通过“晶体结构预测”模型进行演算发现,在极度的压力之下,一种稳定的氦钠化合物能够形成。然后他们在金刚石压腔实验中真的创造出了前所未见的化合物:Na2He。实验可以为氦和钠原子提供相当于110万倍地球大气压的条件。[2-3]这一结果太出人意料,因此发表的时候遇到了巨大的困难,研究人员花了两年多的时间去说服审稿人和编辑。基于这些结果,研究团队预测,如果压力达到他们实验水平的一千万倍。在室温和大气压力下,氦是无色、无味的气体。日照本地氦气采购
是人类发现临界温度比较低的物质。进行低压放电时显深黄色。昌乐比较好的氦气
[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。昌乐比较好的氦气