హీలియం

హీలియం (Helium) (సంకేతం He) రంగు, రుచి, వాసన లేని, విషపూరితం కాని (non-toxic), తటస్థమైన (inert) ఒకే అణువు కలిగిన (monatomic రసాయన మూలకము. ఇది ఆవర్తన పట్టికలో ఉత్కృష్ట వాయువుల జాబితాలో ప్రథమంగా వస్తుంది. దీని అణు సంఖ్య 2. దీని మరిగే ఉష్ణోగ్రత, ద్రవీకరణ ఉష్ణోగ్రత అన్ని మూలకాలలో అతి తక్కువ. ఇది దాదాపు అన్ని పరిస్థితులలోను వాయువు గానే ఉంటుంది. అన్ని పరిస్థితుల్లోనూ వాయువుగానే ఉండటం దీని ప్రత్యేకత.

హీలియం,  ₂He

సాధారణ ధర్మములు
ఉచ్ఛారణ	/ˈhiːliəm/ ​(HEE-lee-əm)
కనిపించే తీరు	colorless gas, exhibiting a red-orange glow when placed in a high-voltage electric field
ఆవర్తన పట్టికలో హీలియం
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Ununtrium Flerovium Ununpentium Livermorium Ununseptium Ununoctium - ↑ He ↓ Ne హైడ్రోజన్ ← హీలియం → లిథియం
పరమాణు సంఖ్య (Z)	2
గ్రూపు	గ్రూపు 18 (noble gases)
పీరియడ్	పీరియడ్ 1
బ్లాక్	s-బ్లాక్
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం	1s2
ప్రతీ కక్ష్యలో ఎలక్ట్రానులు	2
భౌతిక ధర్మములు
STP వద్ద స్థితి	gas
ద్రవీభవన స్థానం	(at 2.5 MPa) 0.95 K ​(−272.20 °C, ​−457.96 °F)
మరుగు స్థానం	4.222 K ​(−268.928 °C, ​−452.070 °F)
సాంద్రత (STP వద్ద)	0.1786 g/L
(ద్ర.స్థా వద్ద) ద్రవస్థితిలో ఉన్నప్పుడు	0.145 g/cm3
(మ.స్థా వద్ద) ద్రవస్థితిలో ఉన్నప్పుడు	0.125 g/cm3
త్రిక బిందువు	2.177 K, ​5.043 kPa
సందిగ్ద బిందువు	5.1953 K, 0.22746 MPa
ద్రవీభవన ఉష్ణం (హీట్ ఆఫ్ ఫ్యూజన్)	0.0138 kJ/mol
భాష్పీభవన ఉష్ణం (హీట్ ఆఫ్ వేపొరైజేషన్)	0.0829 kJ/mol
మోలార్ హీట్ కెపాసిటీ	5R/2 = 20.786 J/(mol·K)
బాష్ప పీడనం (defined by ITS-90) P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K)     1.23 1.67 2.48 4.21
పరమాణు ధర్మములు
ఆక్సీకరణ స్థితులు	0
ఋణవిద్యుదాత్మకత	Pauling scale: no data
సమయోజనీయ వ్యాసార్థం	28 pm
వాండర్‌వాల్ వ్యాసార్థం	140 pm
ఇతరములు
స్ఫటిక నిర్మాణం	​hexagonal close-packed (hcp)
ధ్వని వేగం	972 m/s
ఉష్ణ వాహకత	0.1513 W/(m·K)
అయస్కాంత క్రమం	diamagnetic
CAS సంఖ్య	7440-59-7
చరిత్ర
ఆవిష్కరణ	Pierre Janssen, Norman Lockyer (1868)
మొదటి సారి వేరుపరచుట	William Ramsay, Per Teodor Cleve, Abraham Langlet (1895)
హీలియం ముఖ్య ఐసోటోపులు
ఐసో­టోపు సమృద్ధి అర్ధ జీవితం (t1/2) క్షయం ఉత్పత్తి 3He 0.000137%* He, 1 న్యూట్రాన్లతో స్థిరంగా ఉన్నది. 4He 99.999863%* He, 2 న్యూట్రాన్లతో స్థిరంగా ఉన్నది.
Atmospheric value, abundance may differ elsewhere.

1868లో పియర్ జాన్సన్ అనే ఫ్రెంచి ఖగోళ శాస్త్రజ్ఞుడు ఒక సూర్య గ్రహణం పరిశోధన సమయంలో ఒక క్రొత్త పసుపు రంగు స్పెక్ట్రల్ లైన్ కనుగొన్నాడు. ఇది హీలియం మూలకం సూచించే స్పెక్ట్రల్ లైను. నార్మన్ లాక్యర్ అనే మరో శాస్త్రవేత్త ఇదే గ్రహణాన్ని పరిశీలిస్తూ "హీలియం" అనే క్రొత్త మూలకం పేరు ప్రతిపాదించాడు. వీరిద్దరూ హీలియాన్ని కనుగొన్నవారిగా గుర్తింపు పొందారు.

1903లో అమెరికా సహజ వాయువు నిల్వలలో పెద్ద మోతాదులో హీలియం కూడా ఉన్నట్లు గుర్తించారు. హీలియాన్ని అధికంగా క్రయోజెనిక్స్ (cryogenics) సాంకేతికతలోను, సముద్రపు లోతులలో శ్వాస పీల్చడానికి వినియోగించే పరికరాలలోను (deep-sea breathing systems), అతివాహక అయస్కాంతాలను చల్లబరచడానికీ, హీలియం డేటింగ్ ప్రక్రియలోను, బెలూన్లను ఉబ్బించడానికి, ఎయిర్ షిప్ (airships) లను తేలికగా చేయడానికి వాడుతారు. ఇంకా అనేక పారిశ్రామిక వినియోగాలున్నాయి. ఉదా: ఆర్క్ వెల్డింగ్ (arc welding), సిలికాన్ వేఫర్స్ (silicon wafers) తయారీ వంటివి.

కొద్ది మోతాదులో హీలియం వాయువును పీల్చినట్లయితే మనిషి మాటలోని గరుకుదనంలో (timbre and quality) కొంత తాత్కాలికమైన మార్పు వస్తుంది. క్వాంటమ్ మెకానిక్స్ అధ్యయనం చేసే శాస్త్రవేత్తలకు హీలియం ద్రవరూపపు (liquid helium-4's two fluid phases, helium I and helium II) లక్షణాలు చాలా ఉపయోగకరమైనవి. ముఖ్యంగా సూపర్ ఫ్లూయిడిటీ (superfluidity) అధ్యయనంలోను, యాబ్సల్యూట్ జీరో (absolute zero) వద్ద పదార్ధపు లక్షణాలను అధ్యయనం చేసే అతివాహకత (superconductivity) పరిశోధనలలోను.

హీలియం లేజర్

అన్ని మూలకాలలోను హీలియం రెండవ అతి తేలికైన మూలకం. విశ్వంలో అత్యధికంగా లభించే రెండవ పదార్థం. విశ్వంలో హీలియం అధికంగా మహా విస్ఫోటనం (Big Bang) సమయంలో ఏర్పడింది. అంతే గాకుండా నక్షత్రాలలో హైడ్రోజెన్ మూలకం న్యూక్లియర్ ఫ్యూషన్ (en:nuclear fusion) కారణంగా హీలియంగా మారుతుంటుంది. భూమిమీద మాత్రం హీలియం పరిమాణం చాలా తక్కువ. భూమి మీది హీలియం కొన్ని మూలకాల రేడియో ధార్మిక క్షీణత (radioactive decay) కారణంగా తయారౌతున్నది. ఇలా తయారైన హీలియం సహజ వాయువులో కలిసి ఉంటుంది. దానిని అరమరిగించి (ఫ్రాక్షనల్ డిస్టిలేషన్ చేసి, fractional distillation) వేరు చేస్తారు. సముద్రపు లోతుల్లో శ్వాస పీల్చడానికి, బెలూన్లను ఉబ్బించడానికి, సిలికాన్‌ వేఫర్స్‌ తయారు చేయడానికి, అర్క్‌ వెల్డింగ్‌లోనూ, ఇంకా అనేక పారిశ్రామిక వినియోగాల్లోనూ హీలియంని వాడతారు. గుళిక శాస్త్రం (క్వాంటమ్‌ మెకానిక్స్‌) అధ్యయనం చేసే పరిశోధకులకు హీలియం ఉపయోగపడుతుంది.

హీలియం ను కనుగొన్నది గుంటూరు లోనే

• 1868లో ఆగస్టు 18వ తేదీన పియర్‌ జాన్సన్‌ గుంటూరులో సూర్యగ్రహణం సమయంలో సూర్యుడి చుట్టూ ఒక స్పెక్ట్రమ్‌ లైన్‌ను కనుగొన్నాడు. అది హీలియం మూల సూచించే స్పెక్ట్రం లైన్‌.

1868 ఆగస్టు 18న గుంటూరులో సంపూర్ణ సూర్యగ్రహణం సంభవించింది. ఈ గ్రహణం అనూహ్యంగా అసాధారణంగా దాదాపు 6 నిమిషాల 47 సెక్ండ్ల సేపు ఉంది en:Solar eclipse of August 18, 1868. ఆ రోజు ప్రముఖ శాస్త్రవేత్త పియర్‌ జాన్సన్‌ కూడా గుంటూరులోనే ఉన్నాడు. ప్రస్తుతం ఆర్‌ అగ్రహారంగా అందరూ పిలిచే రామచంద్రాపుర అగ్రహారం అనే ప్రాంతంలోని ఒక చెరువు గట్టు మీద నుంచి ఈ సూర్యగ్రహణాన్ని తిలకించాడు. ఈ సూర్య గ్రహణాన్ని చూసిన తర్వాతే ఆయన హీలియం వాయువు గురించి తన ప్రతిపాదనను ప్రపంచానికి తెలియజేశాడు.పియర్‌ జాన్సన్‌ ప్యారిస్‌కు చెందిన వ్యక్తి. గణితం, భౌతిక శాసా్త్రలను అభ్యసించాడు. అదే విధంగా స్కూల్‌ ఆఫ్‌ ఆర్కిటెక్చర్‌లో ఆర్కిటెక్‌ విద్యనభ్యసించాడు. అయితే అతని దృష్టంతా పరిశోధనలపై ఉండేది. దీంతో అతను తొలిసారి ప్యారిస్‌ విడిచి 1857లో పెరూ వెళ్లారు. అక్కడ అయస్కాంత తరంగాలను వరుస క్రమంలో పెట్టడంలో కీలక భూమిక పోషించారు. అనంతరం 1861-62 నుండి 1864 వరకు ఇటలీ, స్విజ్జర్లాండ్‌ దేశాల్లో సూర్య తరంగాలపై అధ్యయనం చేశారు. ఆ తరువాత సూర్యగ్రహణం సమయంలో సూర్యుని చుట్టూ ఉన్న వాయువులను కనుగొనేందుకు ఆయన మద్రాస్‌ రాషా్ట్రనికి వచ్చారు. అప్పుడు గుంటూరు జిల్లా ఉమ్మడి మద్రాస్‌ రాష్ట్రంలో ఉంది. దీంతో సూర్యగ్రహణం గుంటూరు నుండి బాగా కనిపిస్తుందని ఇక్కడి శాస్త్రవేత్తలు చెప్పడంతో ఆయన 1868 ఆగస్టు నెలలో గుంటూరు వచ్చారు. కచ్చితంగా ఇక్కడ ఎన్ని రోజులు ఉన్నారనేది తెలియకపోయినా ఆగస్టు 18న గుంటూరు నుండే సంపూర్ణ సూర్యగ్రహణ సమయంలో సూర్యుని చుట్టూ హీలియం వాయువు ఉన్నట్లు గుర్తించారు. (ఆంధ్రజ్యోతి 18.8.2014)