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这是另一种液态氦。卡美林·奥涅斯把前一种冒泡的液态氦叫做氦Ⅰ,而把后一种静止的液态氦叫做氦Ⅱ。把一个小玻璃杯按在氦Ⅱ中。玻璃杯由空的渐渐装满了。把这个盛着液态氦的小玻璃杯提出来,挂在半空时,玻璃杯底下出现了液氦,不一会,杯中的液态氦就“漏”光了。氦Ⅱ能够倒流,它会沿着玻璃杯的壁向高处倒流。此现象只能在低温状态下才会发生,名为“超流动性”,具有“超流动性”的氦Ⅱ叫做超流体。后来,许多科学家研究了这种怪现象,又有了许多新的发现。比如1938年阿兰等人发现的氦刀喷泉。在一根玻璃管里,装着很细的金刚砂,上端接出来一根细的喷嘴。将这玻璃管浸到氦Ⅱ中,用光照玻璃管粗的下部,细喷嘴就会喷出氦Ⅱ的喷泉,光越强喷得越高,可以高达数厘米。氦Ⅱ喷泉也是超流体的特殊性质。在这个实验中,光能直接变成了机械能。[5]氦超导现象在液氦的温度下,在一个铅环上放置一个铅球。铅球会好像失重而飘浮在环上,与环保持一定距离。在同样的温度下,用细链子系着磁铁,慢慢放到一个金属盘子里去。当磁铁快要碰到盘子的时候,可以观察到,链子松了,磁铁浮在盘子上,若此时轻轻拍打磁铁,它会自行旋转。这种现象只能在低温观察到,高温下不会产生。氦有两种天然同位素:氦3、氦4,自然界中存在的氦基本上是氦4。聊城化工氦气企业
自然界中存在的氦基本上全是氦4。普通液氦是一种很易流动的无色液体,其表面张力极小,折射率和气体差不多,因而不易看到它。液态4He包括性质不同的两个相,分别称为HeⅠ和HeⅡ,在两个相之间的转变温度处,液氦的密度、电容率和比热容均呈现反常的增大。两个液相HeⅠ和HeⅡ间的转变温度称为λ点,饱和蒸气压下的λ点为,压强增加时,λ点移向较低的温度,两个液相的相变曲线为一直线,称为λ线。液氦超流体液氦具有一系列引人注目的特点,主要表现在以下几方面。超流动性普通液体的粘滞度随温度的下降而增高,与此不同,HeⅠ的粘滞度在温度下降到,几乎与温度无关,其数值约为3×10-6帕秒,比普通液体的粘滞度小得多。在,HeⅠ的粘滞度随温度的降低而迅速下降。HeⅡ的粘滞度在λ点以下的温度时立刻降至非常小的值(<10-12帕秒),这种几乎没有粘滞性的特性称为超流动性。用粗细不同的毛细管做实验时,发现流管愈细,超流动性就愈明显,在直径小于10-5厘米的流管中,流速与压强差和流管长度几乎无关,而*取决于温度,流动时不损耗动能。氦膜任何与HeⅡ接触的器壁上覆盖一层液膜,液膜中只包含无粘滞性的超流体成分,称为氦膜。聊城化工氦气企业金属或金属化合物的电阻会完全消失,这种现象称为超导电性,此温度称为临界温度。
氦气,英文名为Helium,符号为He,无色无味,不可燃气体,空气中的含量约为百万分之5.2。化学性质不活泼,通常状态下不与其它元素或化合物结合。1908年7月10日,荷兰物理学家昂尼斯液化了氦气。早在1868年,法国天文学家简森(JanssenPJC,1824-1907)在观察日全食时,就曾在太阳光谱上观察到一条黄线D,这和早已知道的钠光谱的D1和D2两条线不相同。同时,英国天文学家洛克耶尔(LockyerJN,1836-1920)也观测到这条黄线D。当时天文学家认为这条线只有太阳才有,并且还认为是一种金属元素。所以洛克耶尔把这个元素取名为Helium,这是由两个字拼起来的,helio是希腊文太阳神的意思,后缀-ium是指金属元素而言。中译名为氦。1895年,莱姆赛和另一位英国化学家特拉弗斯(TraversMW,1872-1961)合作,在处理沥青铀矿时,产生一种不活泼的气体,用光谱鉴定为氦气,证实了氦气也是一种稀有气体,这种气体地球上也有,并且氦元素是非金属元素。
天文学家也继续研究着太阳元素。太阳上的氢“燃烧”变成了氦,以后的命运又如何呢?他们发现宇宙间有一些比太阳更炽热的恒星,中心温度达到几亿度。在这些恒星的**,氢原子核已经都变成了氦原子核,氦原子核又相互碰撞,正在生成着碳原子核和氧原子核,同时放出大量的能。这类恒星橡心脏一样,一会儿膨胀,一会儿收缩,很有规律。为什么会这样?这也是因为氦在起作用。天文学家还研究了银河系内氢的含量和氦的含量的比值。根据这个比值,有人估算了银河系的年龄有一二百亿年。氦的历史并没有完,人类认识氦的历史也没有完,而我们这本讲氦的故事的小册子,却不得不结束了。要问在发现氦和研究氦的历史上谁的功劳比较大呢?是天文学家詹森和罗克耶吗?是化学家拉姆赛和物理学家克鲁克斯吗?是发明分光镜的本生与基尔霍夫吗?当然还要考虑把空气、氢气以及氦气液化的汉普松、卡美林·奥涅斯等人的功劳。很难说。在人类认识氦的历史上,他们都有着自己的贡献。氦**是一种元素,但是发现它和认识它,是许多门科学——物理学、天文学、化学、地质学等的共同胜利,决不是某一个人的力量能够完成的。液态氦在温度下降至2.18K时,性质发生突变,成为一种超流体。
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。利用氦气渗透性好、不可燃的特点,氦气还应用于真空检漏,如氦质谱检漏仪等。聊城化工氦气企业
要使氦固化,必须施以相应压力。聊城化工氦气企业
那么钠将可以很容易地和氦气反应生成稳定的Na2He。更为奇妙的是,这种化合物的构成并不需要任何化学键。南开大学王慧田教授是本次研究的共同通讯作者,据他介绍:“所发现的化合物非常奇特:氦原子通常不会形成任何化学键,而新物质的存在从根本上改变了钠原子间的化学相互作用,迫使电子集中在该结构的立方空间内,同时具有绝缘能力。”[2-3]Na2He的晶体结构,由钠原子(紫色)和氦原子(绿色)交替,共用电子(红色)存在于其间的区域。[2-3]“这并不是真的化学键,”Popov说,“但是氦能够使这一结构稳定存在。如果你把氦原子挪走,该结构将无法保持稳定。”下面是该化合物的其他表现形式,左图中粉色为钠,白色为氦;右图中钠和氦成立方体状,红色的点则是电子。[2-3]亚晶格分析表明,He的占位导致电子被局域到了原子缝隙中并在Na原子核的引力下形成多中心键,从而整个体系变成了电子盐体系。该过程中,孤立电子,Na的内层电子与He的内层1s电子和外层的2s,2p轨道产生强烈的交叠。受泡利不相容原理的影响,He的1s电子密度和外层电子轨道的分布被迫发生变化导致在Na2He形成过程中He得到了。该工作证实了高压下He会具有弱的化学活性能够与在高压下还原性增强的Na形成化合物。聊城化工氦气企业
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