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Das Periodensystem der Elemente für den Schulgebrauch |
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| Helium | |
(Edelgase) 1. Periode _______________ 18. Gruppe (IUPAC 89) |
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| Elementart: Edelgas | Oxidationsstufe(n): 0 |
| Schmelztemperatur: -272,2 °C (0,95 K) | Elektronegativität: – |
| Siedetemperatur: -268,934 °C (4,22 K) | Atomradius: 140 pm |
| Dichte: 0,0001785 g/cm3 Litermasse: 0,1785 g/L |
Erdkrustenhäufigkeit: 4×10–7 % |
| Anordnung der Elektronen | |||||||||||||||||||
| 1s | 2s | 2p | 3s | 3p | 3d | 4s | 4p | 4d | 4f | 5s | 5p | 5d | 5f | .. | 6s | 6p | 6d | ... | 7s |
| 2 | |||||||||||||||||||
| Schalenmodell | Lewis-Schreibweise | Energieniveauschema | |||||||||||||||||
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 Das Helium-Atome besitzt mit seiner voll besetzten ersten Schale einen stabilen Zustand und geht praktisch keinerlei Verbindungen ein. |
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| Name | Von »helios«, griech. Sonne | ||||||||
| Entdeckung | 1868 spektralanalytisch durch eine dunkle Linie im gelben Teil des Sonnenspektrums als in der Sonne vorkommendes Element nachgewiesen (Janssen, Lockyer). 1894 von Ramsay in dem bei der Auflösung von Uranmineralen in Schwefelsäure frei werdenden Gas auf der Erde entdeckt. |
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| Eigenschaften | Helium ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas, das nur atomar vorkommt. Wegen seiner äußerst stabilen Außenschale ist es extrem reaktionsträge. Helium ist das am schwersten zu verflüssigende Gas. Flüssiges Helium in zwei Modifikationen: Helium I (gewöhnl. Flüssigkeit) und Helium II (suprawärmeleitend und suprafluid). a-Teilchen sind Kerne von Helium-Atomen. | ||||||||
| Vorkommen | Helium ist nach Wasserstoff das zweithäufigste Element im Weltall. Die Sonne besteht zu 25% aus Helium und 73% aus Wasserstoff. Im Sonneninneren entsteht Helium durch Kernfusion aus Wasserstoff. Der wesentliche Reaktionsmechanismus ist der sogenannte Proton-Proton-Zyklus. Hierbei verschmelzen - vereinfacht gesagt - die Kerne von vier Wasserstoffatomen zu einem Heliumkern. Die Masse des entstandenen Heliumkerns ist geringer als die Masse der vier Wasserstoffkerne. Es kommt zu einem "Massendefekt". Masse und Energie sind äquivalent. Bei der Kernfusion wird Masse in Energie umgewandelt und abgestrahlt. In der Sonne bilden sich auf Grund der Kernfusionsreaktionen in jeder Sekunde 562,8 Millionen Tonnen Helium aus 567 Millionen Tonnen Wasserstoff. Die Sonne verliert dadurch in jeder Sekunde 4,2 Millionen Tonnen an Masse. Auf der Erde kommt Helium nur in der Luft, in manchen Erdgasen (bis zu 7%) und in radioaktiven Mineralen vor. 100 Liter Luft enthalten 0,46 mL Helium. Auf Grund seiner geringen Dichte gelangt Helium bis in die höchsten Schichten der Erdatmosphäre. Einzelne Heliumatome können sogar den Bereich der Erdanziehung verlassen und ins Weltall entweichen.
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| Gewinnung | Abtrennung aus Erdgas bzw. - mit geringer Wirtschaftlichkeit - aus der Luft. | ||||||||
| Verwendung |
 Luftballons werden mit Helium gefüllt.
 Mit flüssigem Helium können Gegenstände auf Temperaturen von 4 K (= - 269 °C) heruntergekühlt werden. Dies sind nur 4 Grad über dem absoluten Nullpunkt.
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| Farb- kennzeichnung von Stahlflaschen (DIN EN 1089-3) |
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| Isotope | 3He (0,000137%), 4He (99,999863%) | ||||||||
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