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維基少年:元素週期表/氦

來自華夏公益教科書
顯示氦在元素週期表中的位置。
氦在元素週期表中的符號

它看起來、感覺、嚐起來或聞起來像什麼?

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氦的原子非常簡單

氦在地球上被認為是一種無色無味的氣體。它是最透明的元素,即使在液態(只能透過施加巨大壓力或極度寒冷才能實現)狀態下,它幾乎完全透明。然而,在等離子態(見下文)下,它會發出粉紅色的光芒。

等離子態的氦。
一座紀念氦的紀念碑,同時也是一個時間膠囊,其中包含數千件裝在氦氣中的物品,位於德克薩斯州阿馬裡洛。世界上大部分氦都開採於該地區。

它是如何被發現的?

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1868 年,天文學家諾曼·洛克耶爵士在太陽上發現了氦。他使用了一種叫做光譜分析的技術(當時是新技術),它將光分解成不同的顏色。每種元素都會產生不同的亮線光譜圖案。洛克耶注意到陽光中有一條線與任何已知元素不匹配,並意識到它屬於地球上沒有發現的新元素。

大約 27 年後的 1895 年,威廉·拉姆齊爵士在地球上的一種鈾礦物克里維石中發現了氦。P.T. 克里夫和尼爾斯·朗格勒也大約在同一時間獨立地發現了它。

它的名字從哪裡來?

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氦的名字來源於希臘太陽神Helios

你知道嗎?

  • 氦是宇宙中第二豐富的元素。
  • 氦是一種惰性氣體,因此它不容易發生反應。
  • 氦被用來了解原子的結構有一個緻密的原子核和一個電子雲。
  • 即使在絕對零度下,氦仍然是液體。它只能透過對液氦施加極大的壓力才能固化。
  • 在接近絕對零度時,液氦會沿著任何表面爬行;這被稱為超流動性。超流體氦的粘度(厚度)為零。

它在哪裡被發現?

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氦在宇宙中非常常見,但在地球上並不常見。如今,大多數氦來自美國德克薩斯州和堪薩斯州。它與天然氣一起從鑽入地面的井中提取。

一艘用氦氣填充的齊柏林飛艇。

它的用途是什麼?

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氦被用來充氣球和飛艇,因為它是在氫氣之後第二輕的元素(在氫氣之後),但不像氫氣那樣會燃燒。

氦氣常被用於深潛人員的呼吸氣體(與氧氣和氮氣一起使用),在深潛中需要高壓。(在這樣的壓力下,正常的空氣會導致氮氣麻醉症,這是一種類似於醉酒的狀態。)

液氦是已知最冷的液體(即使在絕對零度下,它仍然是液體),通常用於低溫應用,例如核磁共振成像(MRI),在這些應用中,極度寒冷可以產生極強的磁場。

它危險嗎?

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雖然氦氣無毒,但如果你吸入過多氦氣,你會因缺氧而窒息。

參考文獻

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華夏公益教科書