Hélium
Définition
L'hélium (He) est un élément chimique gazeux, le premier des gaz nobles du tableau périodique avec le numéro atomique 2. Il est sans couleur, inodore, insipide, non toxique et inerte, et il se dissout mal dans l'eau. L'hélium a conduit à de grandes découvertes et aide également à sauver des vies. Il est tout simplement l'âme de la physique.
L'hélium :
Loin de la science fondamentale, l'hélium joue également un rôle essentiel dans les soins de santé en refroidissant les aimants des machines d'imagerie par résonance magnétique et est utilisé dans la fabrication de micropuces et de fibres optiques.
Explications
L'hélium est créé en grande quantité dans les étoiles par la fusion de l'hydrogène. Sur Terre, il est le produit de la désintégration radioactive des isotopes de l'uranium et du thorium dans la croûte terrestre et peut être trouvé piégé sous terre dans des réservoirs de gaz naturel.
L'hélium n'est pas renouvelable - une fois libéré du sol sous forme de mélange avec du gaz naturel, il s'échappe dans l'atmosphère. Les pénuries d'hélium sont donc devenues régulières ces dernières années après que les utilisations du gaz se sont développées, ce qui signifie qu'il reste une denrée chère et précieuse.
Malgré cela, l'hélium est toujours un composant essentiel de nombreuses expériences de physique. Ses propriétés de refroidissement sont utilisées pour refroidir les matériaux à un niveau proche du zéro absolu, ce qui permet d'étudier leurs propriétés fascinantes. L'hélium est également utilisé pour refroidir les aimants supraconducteurs qui sont utilisés dans de nombreuses grandes installations scientifiques, en particulier la physique des hautes énergies.
L'isotope le plus courant de l'hélium est l'hélium-4, composé de deux neutrons et de deux protons. L'hélium n'a qu'un seul autre isotope naturel - l'hélium-3 (contenant deux protons et un neutron). Dans l'atmosphère terrestre, il y a un atome d'hélium-3 pour environ un million d'atomes d'hélium-4.
Les deux isotopes de l'hélium partagent une propriété bizarre : la superfluidité. En dessous de 4,2 K, l'hélium-4 devient liquide mais à 2,17 K c'est un superfluide, lui permettant de s'écouler sans perdre d'énergie cinétique. Cela lui permet de grimper littéralement sur les murs. La physique inhabituelle de l'hélium a conduit à de nombreux prix Nobel de physique, soulignant son importance pour le domaine.
Lev Landau a partagé le prix Nobel de physique de 1962 pour avoir développé le cadre théorique de la superfluidité tandis que Pyotr Kapitsa a partagé le prix Nobel de 1978 pour son travail expérimental sur la superfluidité de l'hélium-4, qu'il a réalisé à la fin des années 1930. La découverte de la superfluidité dans l'hélium-3 à 2,49 mK au début des années 1970 a conduit à l'attribution du prix Nobel de physique 1996 à David Lee, Douglas Osheroff et Robert Richardson tandis qu'en 2003 Anthony Leggett a partagé le prix de cette année-là pour ses travaux théoriques sur l'hélium-3.
| Numéro atomique | 2 |
| masse atomique | 4,00260 g.mol-1 |
| électronégativité de Pauling | |
| masse volumique | 0,178.10-3 g.cm-3 à 20 °C |
| température de fusion | - 272,2 (26 atm) °C |
| Température d'ébullition | - 268,9 °C |
| rayon atomique (Van der Waals) | 0,118 nm |
| rayon ionique | |
| Isotopes | 2 |
| Configuration électronique | 1s 2 |
| Énergie de première ionisation | 2372 kJ.mol-1 |
| Découverte | C'est en 1868 que Lockyer et Frankland observent une ligne jaune dans le spectre du soleil lors d'une éclipse. Ils en déduisent l'existence d'un nouvel élément auquel ils donnèrent son nom. |
| abondance | L'hélium est le second élément le plus important de l'univers après l'hydrogène. |
Synonymes, antonymes
2 synonymes (sens proche) de "hélium" :
0 antonyme (sens contraire).
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