Elyòm: pwopriyete, karakteristik, aplikasyon

Elyòm - inaktif gaz nan gwoup 18 nan tablo peryodik. Sa a se eleman nan dezyèm leje apre idwojèn. Elyòm - gaz san yo pa koulè po yo, pran sant ak gou ki vin tounen likid nan yon tanperati ki -268,9 ° C. pwen bouyi ak pwen konjelasyon li yo pi ba pase sa yo ki an nenpòt ki lòt sibstans li te ye. Li se eleman ki sèlman ki pa consolider ak refwadisman nan presyon nòmal atmosferik. Li demenaje ale rete nan eta a ki solid dwe 25 atmosfera, nan yon tanperati ki nan 1 K.

Istwa nan dekouvèt

te Elyòm yo te jwenn nan atmosfè a gaz ki antoure solèy la, astwonòm nan franse Pierre Zhansenom ke nan 1868 pandan yon eklips te jwenn yon liy byen klere jòn nan spectre an nan Chromosphere solè an. Okòmansman li te sipoze ke liy sa a reprezante sodyòm ki eleman. Nan menm ane an, angle astwonòm Dzhozef Norman Lockyer obsève yon liy jòn nan spectre solè an, ki pa t 'koresponn ak li te ye liy sodyòm D ₁ ak D _2, ak Se poutèt sa li se yo te rele li yon liy D _3. Lockyer konkli ke li te koze pa yon sibstans ki sou nan enkoni an Solèy sou Latè. Li menm ak magazen Edward Frankland nan eleman nan tit lè l sèvi avèk non an Greek 'Eyo' Solèy

Nan 1895, li te magazen an Britanik Sir Uilyam Ramzay pwouve egzistans lan nan elyòm sou Latè. Li te resevwa echantiyon cleveite mineral iranyòm-pote, epi apre ekzamine gaz yo fòme pandan chofaj, li se te jwenn ke byen klere liy jòn nan spectre an konyenside avèk liy D a _3, obsève nan spectre solè an. Se konsa, yo te yon eleman nouvo finalman enstale. Nan 1903 Ramsay ak Frederick sodi te jwenn ke elyòm se yon pwodwi nan pouri anba tè a espontane nan sibstans ki sou radyo-aktif.

Distribisyon nan lanati

Mas la nan elyòm se sou 23% nan mas nan total nan linivè a, ak eleman an se dezyèm ki pi komen nan espas. Li se konsantre nan zetwal, kote idwojèn ki fòme soti nan fizyon an ki kapab lakòz. Malgre ke elyòm a nan atmosfè a se nan yon konsantrasyon nan 1 pati a 200 th. (5 ppm) epi li se genyen nan yo nan ti kantite mineral radyo-aktif, meteyorit glann, osi byen ke sous mineral, gwo kantite eleman nan yo te jwenn nan Etazini yo (sitou nan Texas, New Mexico City, Kansas, Oklahoma, Utah, ak Arizona) kòm eleman (yo 7.6%) nan gaz natirèl. Ti ak rezèv li yo te dekouvri nan Ostrali, Aljeri, Polòy, Katar ak Larisi. Nan konsantrasyon nan kwout elyòm se sèlman sou 8 ppb.

izotòp

Nwayo a nan chak nan atòm nan elyòm gen de pwoton, men, menm jan ak lòt eleman, li gen izotòp. Yo genyen ladan yo soti nan yon nan sis netwon, se konsa nimewo mas yo sòti nan twa a uit. Ki estab nan sa yo, se eleman yo ki gen pwa se detèmine pa elyòm Nimewo atomik 3 ⁽³ Li) ak 4 ⁽⁴ Li). Tout lòt radyo-aktif epi rapidman dekonpoze nan lòt sibstans ki sou. elyòm Latè a se pa yon pati orijinal la nan planèt la, li te fòme kòm yon rezilta nan pouri anba tè radyo-aktif. patikil Alpha emèt pa nwayo nan sibstans ki sou radyo-aktif lou yo izotòp ⁴ Li nwayo. Elyòm pa akimile nan gwo kantite nan atmosfè a, paske gravite Latè a se pa ase yo anpeche li soti nan progresivman koule nan espas. Tras nan ³ Li nan mond lan yo eksplike negatif beta pouri anba tè idwojèn ra-3 eleman (trituen). ⁴ Li se pi komen an nan izotòp ki estab: ⁴ rapò nan Li atòm nan direksyon ³ an Li se sou 700 mil a 1 atmosfè ak sou 7 milyon pa 1 nan kèk mineral elyòm ki rich ..

pwopriyete fizik nan elyòm

bouyi ak tanperati pou fonn pwen nan sa a atik yo ki pi ba. Se poutèt sa, elyòm egziste kòm yon gaz eksepte nan kondisyon ekstrèm. se li gaz fonn nan dlo mwens pase sa yo ki an nenpòt ki lòt gaz, ak pousantaj la nan difizyon nan kò a solid se twa fwa pi plis pase sa yo ki an lè a. endèks Refractive li yo nan ki pi pre a ap pwoche 1.

konduktiviti nan tèmik nan elyòm a se dezyèm sèlman idwojèn konduktiviti tèmik, chalè espesifik ak ekstraòdinè segondè li yo. Nan tanperati òdinè li se chofe pandan ekspansyon, ak anba a 40 K - e ki refwadi. Se poutèt sa, nan T <40 K elyòm ka konvèti nan yon likid pa agrandi.

Eleman se yon insulator, si se pa nan eta a ki ironize. Menm jan ak lòt gaz nòb, elyòm gen yon nivo enèji metastabl ki pèmèt li yo dwe ironize pa yon egzeyat elektrik lè yon vòltaj se anba a potansyèl la yonizasyon.

Elyòm-4 se inik nan ke li gen de fòm likid. Usual rele mwen elyòm ak egziste nan tanperati sòti nan pwen an bouyi nan 4.21 K (-268,9 ° C) nan sou 2,18 K (-271 ° C). Lower konduktiviti tèmik nan 2,18 K ⁴ Li vin 1000 fwa pi plis pase sa yo ki an kwiv. Se fòm sa a rele elyòm Mondyal la, yo fè distenksyon ant li nan men òdinè a. Li te gen supèrflwid: viskozite se tèlman ba ke li pa ka mezire. Elyòm II pwopaje nan yon fim mens sou sifas la nan nenpòt sibstans ki se konsène, epi li se sa a fim ap koule tankou dlo san yo pa friksyon menm kont gravite.

Mwens abondan elyòm-3 fòme twa diferan faz likid, de nan yo ki supèrflwid. Superfluidity nan ⁴ Li te dekouvwi pa fizisyen Sovyetik Petrom Leonidovichem Kapitsey nan mitan ane 1930 yo-, ak fenomèn nan menm nan ³ an Li te premye remake pa Douglas D. Osheroff, David M. Lee, ak Robert C. Richardson nan peyi Etazini an nan 1972.

Yon melanj likid nan de izotòp nan elyòm-3 ak -4 nan tanperati ki anba a 0.8 K (-272.4 ° C) se divize an de kouch - yon esansyèlman pi bon kalite ³ Li menm ak ⁴ Li melanj ak 6% nan elyòm-3. Yap divòse nan ³ Li nan ⁴ Li se te akonpaye pa efè a refwadi ki te itilize nan estrikti kriyosta nan ki tanperati a elyòm se anba a 0.01 K (-273,14 ° C) epi konsève pou yon kèk jou.

koneksyon

Anba kondisyon nòmal, elyòm se pwodui chimik inaktif. Nan ekstrèm ka kreye yon eleman konpoze ki nan tanperati ak presyon nòmal endikatè yo pa ki estab. Pou egzanp, elyòm ka fòme konpoze ak yòd, tengstèn, fliyò, fosfò ak souf, lè sibi yon egzeyat lumière elektrik oswa pa bonbadman elèktron nan eta a ikid ki nan san. Se konsa, li te kreye HeNe, HgHe _10, Whe ₂ ak iyon molekilè Li ₂ ⁺ ₂ Pa ^++, e ⁺ ak HED ^+. te Teknik sa a tou yo te yon molekil net Li ₂ ak HgHe.

Plasma

Nan linivè a avantajeuz distribye ironize elyòm, ki gen pwopriyete diferan anpil soti nan molekilè nan. elektwon yo ak pwoton pa te lye, epi li gen yon konduktiviti trè wo elektrik menm nan yon eta ki pasyèlman ironize. Sou patikil chaje se trè enfliyanse pa jaden mayetik ak elektrik. Pou egzanp, nan van solè a ak iyon elyòm kominike avèk ironize tè a idwojèn mayetosfr, sa ki lakòz boreal yo Aurora.

Dekouvèt la nan depo nan peyi Etazini an

Apre perçage nan 1903 nan Dexter, Kansas, li te jwenn nan gaz ki pa ki ka pran dife. Okòmansman, li pa te li te ye ke li gen elyòm. Ki gaz te jwenn, idantifye eta Erasmus Haworth jewolojis, ki moun ki te kolekte echantiyon l ', li University of Kansas atravè famasi Kedi Gamiltona ak David McFarland te jwenn ke li te gen 72% nitwojèn, 15% metàn, 1% idwojèn ak 12% pa t' idantifye yo. Apre depans analiz la ki vin apre, chèchè yo te jwenn ke 1.84% nan echantiyon an nan elyòm. Se konsa, nou konnen ke sa a eleman chimik ki prezan nan gwo kantite nan profonder yo nan Plains la Great, kote li kapab ekstrè soti nan gaz natirèl.

pwodiksyon endistriyèl

Sa a te fè Etazini yo pwodiksyon nan mond lan nan lidè elyòm. Nan sijesyon an pa Sir Richard Threlfall, US Marin a finanse twa ti plant pilòt yo pwodwi sa a sibstans pandan Premye Gè Mondyal la asire balon yo baraj ki lejè ki pa ki ka pran dife leve gaz. Dapre pwogram sa a yo te pwodwi nan manm nan 5700 m ³ 92 pousan Li, byenke sa a te jwenn sèlman nan omwen 100 lit gaz. Te yon pati nan kantite lajan sa a yo itilize nan premye dirijabl elyòm nan mond lan US Navy C a -7, ki te fè vwayaj jenn fi li yo soti nan Hampton Wout (Virginia) nan Bolling Field (Washington, DC) , 7 Desanm 1921.

Malgre ke pwosesis la nan ba gaz tanperati likid nan tan sa a pa t 'ase devlope yo dwe enpòtan pandan Premye Gè Mondyal la, pwodiksyon kontinye. se Elyòm jeneralman itilize kòm yon gaz leve nan avyon. Gen Demand pou li ogmante pandan Dezyèm Gè Mondyal la lè li te itilize ak yon soude arc ak kouvwi. eleman la tou te gen gwo enpòtans nan kreyasyon an nan bonm atomik la "Manhattan".

US National rezèv

Nan 1925, gouvènman Etazini an kreye rezèv Nasyonal la nan elyòm nan Amarillo, Texas, bay aeronèf militè nan tan nan lagè ak aeronèf komèsyal nan tan lapè. Itilize nan gaz tonbe apre Dezyèm mond lan, men li te stock la ogmante nan 1950 bay, pami lòt bagay, li Pwodwi pou kòm yon awozaj yo itilize nan pwodiksyon an nan oksijèn-idwojèn konbustibl pandan ras la espas ak Lagè Fwad la. Itilize nan elyòm nan Etazini yo nan 1965, uit fwa pi wo pase konsomasyon nan pikwa nan lagè.

Apre adopsyon an nan lwa a ki sou elyòm 1960 Mining Biwo Kout zèklè 5 konpayi prive yo ekstrè eleman ki soti nan gaz natirèl. Pwogram sa a te bati tiyo 425-kilomèt konekte plant sa yo ak gouvènman pasyèlman apovri jaden an gaz tou pre Amarillo, Texas. melanj Elyòm-nitwojèn ponpe nan depo anba tè, e li te rete la jouk lè pa gen okenn bezwen nan li.

Pa 1995, yo te volim nan stock reyini milya mèt kib, pandan y ap dèt la nan rezèv la Nasyonal la nan 1.4 milya dola, ki pouse Kongrè a US nan 1996 a faz soti nan li. Apre adopsyon an nan 1996 nan lwa a ki yo sou zafè pwivatizasyon nan Ministè elyòm sou resous natirèl te lanse yon magazen likidasyon an 2005.

Netwaye ak pwodiksyon

Elyòm pwodwi jiskaske 1945 ane te gen yon pouriti nan sou 98%, lòt moun 2% te nan nitwojèn la ki se ase pou aeronèf. Nan 1945, li pwodui yon ti kantite 99.9 pousan nan gaz la pou itilize nan arc ak soude. Pa 1949, li te pite a nan eleman an ki kapab lakòz rive nan 99,995%.

Pou anpil ane Etazini yo ki te pwodwi plis pase 90% nan elyòm komèsyal nan mond lan. Depi 2004, chak ane li te te travay soti 140 milyon dola m ^3, 85% nan yo ki rive nan Etazini yo, yo te 10% te pote soti nan Aljeri, ak tout rès la - nan Larisi ak Polòy. sous prensipal yo nan elyòm nan mond lan yo se jaden yo gaz natirèl nan Texas, Oklahoma ak Kansas.

Pwosesis la pou jwenn

se Elyòm (pite 98.2%) refè soti nan liquéfaction a nan gaz natirèl pa lòt konpozan nan tanperati ki ba ak nan presyon segondè. adsorption an nan lòt gaz refwadi aktive kabòn kapab reyalize pite a nan 99,995%. Yon ti kantite lajan pou elyòm pwodui pandan liquéfaction lè sou yon echèl gwo. Nan 900 tòn nan syèl ka jwenn sou 3.17 mèt kib. m gaz.

Jaden nan aplikasyon

te gaz Noble te aplike nan jaden divès kalite.

• Elyòm, ki pwopriyete pèmèt yo jwenn tanperati ki ba anpil, yo itilize kòm yon ajan refwadisman nan LHC, MRI aparèy supèrkonduktin leman ak nikleyè spèktromètr sonorite mayetik, ekipman satelit, menm jan tou pou liquéfaction nan oksijèn ak idwojèn ki nan misil "Apollo".
• Kòm gaz la inaktif pou soude aliminyòm ak lòt moun. Meto nan envantè de smikondukteur ak fib optik.
• .. Pou kreye presyon nan tank yo gaz nan motè fize, patikilyèman sa yo ki opere sou idwojèn likid, t sèlman gaz elyòm prezève eta li yo nan agrégation lè idwojèn rete likid);
• Li-Ne lazer gaz yo te itilize yo analysis bar la sou biwo nan bwat nan makèt.
• Elyòm-ion mikwoskòp pèmèt ou jwenn imaj la pi bon pase elektwonik.
• Akòz pèmeyabilite ki nan segondè nan gaz la nòb se sèvi ak tès fwit, pou egzanp nan sistèm èkondisyone machin, osi byen ke ranpli rapid èrbag a sou kolizyon.
• Low dansite pèmèt voye boul dekoratif plen ak elyòm. se gaz la inaktif ranplase eksplozif gaz idwojèn ki nan aeronèf ak balon. Pou egzanp, nan meteyowoloji, balon elyòm yo te itilize leve enstriman an mezire.
• se awozaj la kriyojeni itilize, depi tanperati a nan eleman a pwodui chimik nan eta a minimòm posib likid.
• Elyòm, ki pwopriyete bay li gen yon reaction ki ba ak solubility dlo (ak san), nan yon melanj ak oksijèn jwenn aplikasyon nan formulations respiratwa pou plonje otonòm e kenbe travay keson.
• Meteyorit ak wòch ki analysé pou kontni an nan sa a eleman detèmine laj yo.

Elyòm: pwopriyete yo nan eleman nan

Li prensipal pwopriyete fizik yo jan sa a:

• Nimewo atomik: 2.
• Mas la relatif nan nwayo yon atòm an elyòm: 4,0026.
• K ap fonn pwen: pa gen okenn.
• Lè w bouyi dlo pwen: -268,9 ° C.
• Dansite (1 ATM, 0 ° C): 0,1785 g / n.
• oksidasyon eta 0.