Helium (Z=2): Überbleibsel des Urknalls und herausragender Akteur
Eine kosmologische Geburt
L'Helium(Symbol He, Ordnungszahl 2) ist das zweite chemische Element im Periodensystem. Es entsteht hauptsächlich in den ersten Minuten nach dem Urknall (ursprüngliche Nukleosynthese) und sekundär in den Sternen. Es ist träge und leicht und spielt eine zentrale Rolle in der Sternentwicklung und bei kryogenen Technologien.
Beitrag von Helium zu lebenswichtigen Prozessen
Helium ist ein Edelgas, das unter üblichen biologischen Bedingungen chemisch inert ist. Es ist an keinen lebenswichtigen biochemischen Prozessen beteiligt und bindet nicht an biologische Moleküle. Allerdings kann seine Verwendung in der Medizin (z. B. in Atemwegsmischungen wie Helium-Sauerstoff oder Heliox) aufgrund seiner geringen Dichte, die die Atemarbeit verringert, die Atmung bei Patienten mit obstruktiven Störungen erleichtern. Folge eines Mangels: Keine, da Helium kein essentielles Element für den Zellstoffwechsel oder grundlegende biologische Funktionen ist.
Geschichte der Entdeckung
1868: Spektroskopische Entdeckung Während einer Sonnenfinsternis entdeckten die Astronomen Pierre Janssen und Joseph Norman Lockyer eine unbekannte gelbe Linie im Spektrum der Sonne, die sie einem neuen Element zuschrieben: Helium, aus dem GriechischenHelios(Sonne).
1895: Isolation auf der Erde Sir William Ramsay isoliert Helium aus Cleveit-Erz. Es bestätigt, dass dieses gasförmige Element mit dem in der Sonne beobachteten identisch ist.
Atombau
Verfassung:Zwei Protonen, zwei Neutronen (für das stabile Isotop ⁴He) und zwei Elektronen. Isotope:
⁴He: am häufigsten vorkommendes stabiles Isotop (≈99,9999 % natürlich).
³He: seltenes, stabiles Isotop, das in der Kryotechnik und Neutronendetektion verwendet wird.
⁵Er und mehr: radioaktive Isotope mit sehr kurzer Lebensdauer, beobachtet in der experimentellen Kernphysik.
Physikalische Eigenschaften
Einatomiges Gas, farblos, geruchlos, extrem leicht.
Molmasse: ≈ 4,0026 g/mol
Schmelzpunkt: ≈ 0,95 K (bei hohem Druck)
Siedepunkt: 4,22 K (−268,93 °C)
Dichte: ~0,1786 g/L
Chemisch inertes Edelgas der Gruppe 18.
Superfluidität beobachtet bei niedriger Temperatur (⁴He unter 2,17 K).
Chemische Reaktivität
Edelgas: sehr geringe chemische Reaktivität.
Im Normalzustand sind keine stabilen chemischen Verbindungen bekannt.
Komplexe vom Van-der-Waals-Typ oder HeH⁺-Molekülionen wurden im Labor und in der Astrophysik beobachtet.
