氦 He

发现历史

氦的特别之处在于，它先在太阳上被发现，然后才在地球上找到。1868年8月18日 日全食期间，法国天文学家朱尔·让森在日珥光谱中观察到一条明亮的黄色谱线。同年晚些时候，英国天文学家诺曼·洛克耶研究了同一条谱线，断定它不可能来自任何已知元素。他与化学家爱德华·弗兰克兰一起提出了一种新的“太阳元素”。

此后近三十年，许多化学家都持怀疑态度。1895年，苏格兰化学家威廉·拉姆齐用酸处理铀矿物钇铀矿（cleveite），收集到一种气体，其光谱中出现了同样的黄线。几乎同时，瑞典的佩尔·特奥多尔·克莱夫和尼尔斯·亚伯拉罕·朗格莱独立分离出这种气体，并测定了它的原子量。

1903年，人们在美国堪萨斯州的天然气中发现了大量氦，使它从实验室里的稀罕物变成了工业资源。1908年，海克·卡末林·昂内斯首次将氦液化，借助它带来的极低温，他在1911年发现了超导现象。

名称由来

名称来自希腊语 helios，意为太阳，因为这种元素最早是在太阳光中检测到的。词尾“-ium”通常用于金属，洛克耶选用它，是因为他以为这种新元素是金属。符号 He 取名称的前两个字母。中文“氦”为“气”字头加“亥”，取 helium 首音的近似读音。

主要用途

• 低温技术：液氦冷却磁共振成像（MRI）设备、核磁共振波谱仪和粒子加速器中的超导磁体。
• 浮升气体：它充填气象气球、科研气球和派对气球；由于不会燃烧，它取代了飞艇中的氢。
• 呼吸混合气：深潜潜水员使用氦氧混合气来避免氮麻醉。
• 制造业：它在焊接和硅单晶生长中提供惰性保护；由于原子极小、能钻过细微缝隙，也用于检漏。
• 航天与科研：它为火箭燃料箱增压，并冷却灵敏的探测器。

同位素

氦有两种稳定同位素。氦-4 几乎构成全部天然氦；它的原子核与放射性衰变中放出的α粒子完全相同，地壳中的大部分氦就是在数十亿年间以这种方式产生的。氦-3 在地球上极其稀少，在从空气中提取的氦里大约每百万个原子才有一个。它用于中子探测器和稀释制冷机，后者能达到距绝对零度仅千分之几度的温度。世界上的氦-3大多来自氚的衰变。

日常生活中

氦本身无毒，但会排挤氧气，所以直接从钢瓶吸氦可能导致失去知觉；从气球里吸氦变出“唐老鸭嗓”的把戏也并非毫无风险。声音变尖，是因为声波在氦中的传播速度远快于空气，改变了声道的共振频率。

在地球上，氦是有限的资源。一旦释放，它轻到足以逃逸出大气层进入太空，因此只能从某些天然气田中提取，并尽可能回收利用。