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Siehe auch: Edelgase, Neon, Periodensystem der Elemente 
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Helium

Autor: H. Lohninger

Ordnungszahl 2
Symbol He
CAS-Nr. 7440-59-7
Atomgewicht 4.002602 amu
Elektronenkonfiguration 1s2
Schmelzpunkt -272.2 °C
Siedepunkt -268.93 °C
Dichte [°C] 0.1785 g/cm3
Quellen: Enghag 2004 , Wieser 2011
Geschichte
1868 entdeckten die Astronomen P.J.C. Janssen und J.N. Lockyer während einer Sonnenfinsternis unabhängig voneinander im Sonnenspektrum bisher unbekannte Linien, die sie einem neuen Element zuordneten. Das neue Element wurde Helium genannt, nach griech. helios, Sonne. 30 Jahre später, 1895, konnten W. Ramsay und P.T. Cleve unabhängig voneinander ein Gas mit dem selben Spektrum gewinnen, das beim Auflösen des Uranminerals Cleveit in Säuren freigesetzt wurde.

E. Rutherford und T. Royds konnten 1907 zeigen, dass Alpha-Teilchen eigentlich Heliumkerne sind.

Vorkommen
Helium ist nach Wasserstoff das im gesamten Universum am häufigsten vorkommende Element. Helium wurde in großer Menge speziell in den heißeren Sternen nachgewiesen, in denen es sowohl für die Protonenfusion als auch beim Kohlenstoffzyklus eine wichtige Rolle spielt.

Leuchtendes Helium im Hochspannungs-Hochfrequenzfeld.
Bildquelle: Hi-Res Images of the Elements.
Helium kommt auf der Erde hauptsächlich in Erdgas vor, das aus Quellen in Texas, Oklahoma, und Kansas (USA) stammt (bis zu 0.4 Vol-% Heliumanteil). In der Luft ist Helium nur mit ca. 5 ppm Volumenanteil enthalten.

Eigenschaften
Helium ist ein inertes, farbloses und geruchloses Gas und ist das leichteste der Edelgase. Helium ist so reaktionsträge, dass bis dato keine unter Normalbedingungen stabilen Heliumverbindungen dargestellt werden konnten. Helium hat den niedrigsten Siedepunkt aller Elemente, und wird unter Normaldruck auch beim absoluten Nullpunkt nicht fest. Helium weist außerdem eine ungewöhnlich hohe spezifische Wärmekapazität auf.

Eine der wichtigsten und interessantesten Eigenschaften von Helium ist seine Suprafluidität, die bei Temperaturen unterhalb von 2.18 K (nur 4He) auftritt. Das Isotop 3He wird erst bei deutlich niedrigerer Temperatur (0.0026 K) superfluid, so dass man diesen Unterschied zur Isotopentrennung einsetzen kann (superfluides 4He kriecht aus dem Dewar-Gefäß heraus, zurück bleibt 3He).

Verwendung
Große Mengen an Helium werden für Ballonfüllungen verwendet, da es wesentlich sicherer als Wasserstoff ist. Darüberhinaus wird Helium auch als Druckmittel für Raketen mit Flüssigtreibstoff verwendet (eine Saturnrakete, wie sie für die Apollo-Missionen eingesetzt wurde, benötigt ca. 500000 m3 Helium für einen Start).

Die Inertheit von Helium wird für Schutzgaszwecke beim Schweißen oder auch bei der Produktion von Silizium- und Germanium-Einkristallen ausgenützt. Weiters wird es als Kühlmedium in Kernreaktoren und für supraleitende Magnete eingesetzt. Helium im Gemisch mit Sauerstoff wird außerdem als Atemgas für Tauchgänge eingesetzt, da sich Helium nicht im Blut löst und dadurch die gefürchtete Taucherkrankheit nicht auftreten kann.

Ein wichtiges Anwendungsgebiet in der chemischen Analytik ist der Einsatz von Helium als Trägergas in der Gaschromatographie.


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Last Update: 2013-08-08