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Helium

Steckbrief

Abb.1
Helium im Labor

Aufgrund seiner geringen Atommasse nimmt Helium, He, eine Sonderstellung bei den Elementen ein. Es besitzt den niedrigsten Siede- und Schmelzpunkt und die geringste Wasserlöslichkeit und nach Wasserstoff die kleinste Dichte aller Elemente. Helium kann als einziger Stoff unter Normaldruck nicht verfestigt werden. Die Verfestigung gelingt nur unter leicht erhöhtem Druck (etwa 2,5 MPa) und bei sehr niedriger Temperatur (weniger als -271,65 °C). Flüssiges Helium wird nahe dem absoluten Nullpunkt suprafluid (auch als Helium II bezeichnet): Es fließt absolut reibungsfrei – notfalls sogar die Gefäßwand hinauf. In diesem Zustand besitzt es eine extrem hohe Wärmeleitfähigkeit, die bei Raumtemperatur um 3 Zehnerpotenzen über der von Kupfer liegt.

Atmet man Helium ein, so ändert sich die Stimme, indem sie sich erhöht. Sie hört sich piepsig an (Mickymaus-Stimme).

Natürliches Helium besteht aus den beiden stabilen Isotopen He4 (99,999863 %) und He3 (0,000137 %). Aufgrund der geringen Atommasse von Helium macht sich der Isotopeneffekt bei diesem Element deutlich bemerkbar, so dass He3 noch extremere physikalische Eigenschaften (z.B. niedrigerer Siedepunkt) hat als He4.

Geschichte

Da Helium auf der Erde sehr selten ist, wurde es erst im zweiten Drittel des 19. Jahrhunderts entdeckt. Bei einer Sonnenfinsternis entdeckte Pierre Janssen 1868 Spektrallinien (587,5 nm) im Spektrum der Sonne, die nicht vom Wasserstoff herrührten. Ein Jahr später konnte auch Norman Lockyer die gelben Linien in der Sonne identifizieren. Entsprechend nannte er das neue Element nach dem griechischen Sonnengott Helios Helium.

Knapp 30 Jahre später, 1895, gelang es William Ramsay Helium zu isolieren, indem er uran- und thoriumhaltige Mineralien im Vakuum erhitzte. Erst über weitere 20 Jahre später gelang die erste Helium-Gewinnung aus Luft- bzw. Erdgasverflüssigung.

Reaktionsverhalten

Helium ist sehr inert. Seine zwei Elektronen, die sehr fest an den Kern gebunden sind, machen es sogar gegen das stärkste Oxidationsmittel, Fluor, sicher.

1992 gelang es amerikanischen Forschern eine Helium-Stickstoff-Verbindung unter starkem Druck herzustellen.

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