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Das Periodensystem der Elemente
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Helium
4,002602 u
2He
 VIII. Hauptgruppe 
(Edelgase)
1. Periode
_______________
18. Gruppe (IUPAC 89)
Zum Startpunkt Tabellen Begriffserklärungen Periodensystem in Großformat anzeigen Periodensystem ausdrucken Element suchen Zurück Innerhalb der Gruppe nach unten bewegen Innerhalb der Gruppe nach oben bewegen Nächstes Element anzeigen
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
Schalenmodell
Das Helium-Atome besitzt mit seiner voll besetzten ersten Schale einen stabilen Zustand und geht praktisch keinerlei Verbindungen ein.
Energieniveauschema
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).
 
Sonnenspektrum
 
1894 von Ramsay in dem bei der Auflösung von Uranmineralen in Schwefelsäure frei werdenden Gas auf der Erde entdeckt.
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.
 
Kernfusion in der Sonne
 
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.
Diese Quelle (Fontaines Salées bei Saint-Père-sous-Vézelay, Frankreich) stößt in regelmäßigen Abständen stark heliumhaltige Gasblasen aus.
Gewinnung Abtrennung aus Erdgas bzw. - mit geringer Wirtschaftlichkeit - aus der Luft.
Verwendung Helium als Füllgas für Luftballons
Luftballons werden mit Helium gefüllt.
  • Auf Grund seiner geringen Dichte und der Reaktionsträgheit – Helium ist nicht brennbar – wird es als »Ballongas« verwendet.
  • Füllgas für Leuchtröhren und in Gas-Lasern.
  • Bestandteil von Atemgasen für Tiefseetaucher. Um den durch den Stickstoff bei Tiefen ab ca. 30 Metern ausgelösten "Tiefenrausch" zu vermeiden, werden - je nach Tauchtiefe - Atemgas-Gemische mit einem Anteil von 35-60% Helium verwendet.
  • Für Kühlzwecke in Anlagen mit supraleitenden Bauteilen.

Anlagen zur Kühlung mit flüssigem Helium.
Mit flüssigem Helium können Gegenstände auf Temperaturen von 4 K (= - 269 °C) heruntergekühlt werden. Dies sind nur 4 Grad über dem absoluten Nullpunkt.
Farb-
kennzeichnung
von Stahlflaschen

(DIN EN 1089-3)
für technische Zwecke Helium-Sauerstoff-Gemisch
Farbkennzeichnung von Heliumflaschen Flaschen-
schulter:
braun
 

Flaschen-
körper:
grau
Farbkennzeichnung von Helium-Sauerstoff-Gemischen Flaschen-
schulter:
weiß/braun
 

Flaschen-
körper:
weiß
Isotope 3He (0,000137%), 4He (99,999863%)
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Quellenangabe für diese Seite:
 chemie-master.de: Periodensystem für den Schulgebrauch, Online im Internet: 
 http://www.chemie-master.de/pse/pse.php?modul=He [Stand 21.11.2017] 
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