大家好,我的专辑是无限哥轻聊化学元素,整体的结构是先讲述元素单质,再讲述与该元素相关的化合物。内容重点是元素与化合物的有趣故事,而且不会太长,突显“轻”这个关键字。如果需要了解化学知识点则请大家更多使用“百度搜索”,会比我更专业,哈哈。
无限哥:大家好,今天我们的节目进入了一个崭新的篇章,继1号氢元素后,我们迎来元素周期表的第二位来客,小氦同学!
小氦:大家好,大家好。喂,主持人,你能不能不要把我当成气球用绳子栓住我啊。虽然我身体很轻,你就不能给我安排一双加重鞋子吗?现在飘来飘去很丢人哪。
无限哥:这样子更能贴合你来自太阳的身份嘛。好的,请用最短的语言介绍下自己,不准使用“欲知详情,请百度一下”之类的话。
小氦:大家好,我的名字是氦,化学元素符号是He。我在元素周期表中坐第二把交椅,但我在0族元素也就是惰性元素中是老大。我身上有几个最厉害的特性:最难产生化学反应的元素,最难液化的气体,除氢老大以外最轻的气体。我在低温下会形成超流体,在我的帮助下金属能成为超导体。别看我不活跃,那是因为地球这里的环境太小家子气,我的舞台是在太阳上!我最大的角色就是氦核聚变,我独家演出的氦闪、三氦反应,还有以我为主角的氦核作用。今天我就不特别说明,后面的几期节目中我会向大家展示我的神奇力量。
氦气飞艇
无限哥:老实说,平常真的很难在生活中见到你。小朋友都认为你是惰性气体,所以非常懒惰呢。
小氦:那可真的是冤枉我了,我要么是作为超低温冷却剂在实验室工作,要么是作为保护性气体在一些环境非常恶劣的地方工作,小朋友见不到我也是很正常的。
液氦
无限哥:对了,关于你是怎么被人类发现的,听说也是一段有趣的故事呢。
小氦:故事引用自百度百科,我们坚信拿来主义。。。。。。
年8月18日,法国天文学家让桑赴印度观察日全食,利用分光镜观察日珥,从黑色月盘背面突出的红色火焰,看见有彩色的彩条,是太阳喷射出来的炽热的光谱。他发现一条黄色谱线,接近钠光谱总的D1和D2线。日蚀后,他同样在太阳光谱中观察到这条黄线,称为D3线。年10月20日,英国天文学家洛克耶也发现了这样的一条黄线。
汞、氦、氢元素的明线光谱图
(注:明线光谱是物质在气化状态下接受能量后激发出的光,又叫原子光谱是元素的身份证。每一种元素的光谱线的位置和颜色都是不同的。另外常常使用的观察手段叫做吸收光谱)
经过进一步研究,认识到是一条不属于任何已知元素的新线,是因一种新的元素产生的,把这个新元素命名为helium,来自希腊文helios(太阳),元素符号定为He。这是第一个在地球以外,在宇宙中发现的元素。
过了20多年后,拉姆赛在研究钇铀矿时发现了一种神秘的气体。由于他研究了这种气体的光谱,发现可能是詹森和洛克耶发现的那条黄线D3线。但由于他没有仪器测定谱线在光谱中的位置,他只有求助于当时最优秀的光谱学家之一的伦敦物理学家克鲁克斯。克鲁克斯证明了,这种气体就是氦。这样氦在地球上也被发现了。
英国化学家威廉拉姆塞
(威廉拉姆塞,惰性气体之父,先后发现了几乎惰性气体一族所有气体,填补了元素周期表的0族元素,获得了年诺贝尔化学奖)
无限哥:不过我知道的是你在惰性气体家族中虽然是老大,但实际上你在地球上的含量真的不多。原因就是你难以与其他元素化合而被固定,加上你的质量又轻很容易就从大气层中逸散了。据统计每分钟都有20立方米的氦从地球上逃走。
小氦:是的,目前我们在地球上主要是与天然气伴生,因为只有在密闭的空间中氦才能被封闭住不逃入大气层。除此之外,我们的诞生来源于其他元素的a衰变。a衰变释放出氦原子核后形成氦气。正因为其他元素的放射性衰变,地球上才能保持有氦气存在。
放射性3种类型:a衰变释放氦原子核,b衰变释放电子,伽马衰变释放伽马光子
无限哥:你提到了很重要的一点,氦是可以由其他元素的a衰变产生的,所以氦的资源与地球上其他放射性元素的分布有很大关系。
红色代表大陆组成部分来自25亿年前的太宇宙,浅橙色代表大陆组成部分来自25亿后的元宇宙,越古老的大陆越有可能继承原始太阳系中的放射性重元素。该区域发现氦资源的几率就越大。
小氦:目前美国是最大的氦气生产国,其他国家不代表很少。主要是氦气的生产提炼需要很高的成本,而美国长期都是低价在销售氦气,导致其他国家没有动力去开发氦气资源。例如:早在年就已经清楚,澳大利亚某些地区的天然气中含有大量的氦,但是因为氦提纯和储藏设施价格昂贵,无利可图,所以长期以来天然气中的氦都是被当作杂质排放的。
无限哥:目前氦气的价格在元/每立方,并不算太贵,因为氢气也就才元/每立方。不过氦气确实相对很多资源属于一次性消耗的资源,还是应该尽量避免浪费。
小氦:等人类有能力前往月球,你们就可以获得我的同素异形体兄弟氦3了,它对于你们人类可是宝贝。它能够减少核聚变的难度,比目前的氘氚核聚变更容易实现。
无限哥:只要有梦想,总有一天就会实现的。好的,今天的节目就先到这里把。小氦你透露一下下一期的节目吧。
小氦:下一期的节目,我要先讲一下我最壮观的故事,在太阳上的核聚变中我是怎么华丽表演的。
无限哥:期待哦。