Helyum (He); periyodik tabloda 1. periyot 8A grubunda yer alır ve atom numarası 2’dir. Hidrojenden sonra en hafif, renksiz, kokusuz olmakla beraber soy gaz olduğu için tepkimeye girmez ve bu yüzden eylemsizdir. Adını, “Antik Yunanca: ἥλιος, helios (güneş)” kelimesinden almıştır.

Tarihçe

İngiliz astronom Norman Lockyer 18 Agustos 1868’de güneş tayfını incelerken, bilinen hiçbir elementin tayf çizgilerine benzemeyen parlak çizgiler görmüş ve bunun yeni bir element olduğunu anladı. Bu yeni elemente ilk kez güneş tayfında rastladığı için Yunanca “güneş” anlamındaki “helios” sözcüğünden türettiği helyum adını verdi.

1895’te İskoçyalı kimyacı William Ramsay, uranyum içeren kleveyit mineralini bir asitle işleme soktuğunda helyum açığa çıktığını gördü ve böylece Dünya’da da helyum elemen­tinin bulunduğu anlaşıldı. Bir süre sonra Ramsay bu kez demirli göktaşlarının bileşi­minde helyuma rastladı. Zamanla diğer bilim adamla­rının çalışmalarıyla birlikte havada da az miktarda hel­yum bulunduğu saptandı. 1905’te doğal gazın bileşiminde de helyum bulunduğu anlaşılmıştır. Günü­müzde helyum en çok ABD’deki doğal gaz yataklarından elde edilir.

Marie Curie’nin radyumu bulmasından bir süre sonra, radyum çekirdeğinin kendiliğin­den sürekli olarak parçalandığı ve bu parça­lanma sırasında üç tip ışın yaydığı anlaşıldı. Bunlardan biri olan alfa ışınları helyum atomlarının çekirdeklerin­den oluşur. Bu nedenle Dünya’ daki helyumun varlığı radyoaktif element çe­kirdeklerinin parçalanmasından kaynaklanır.

Özellikleri

Atom ağırlığı 4,0026 olan helyum hidrojenden sonra evrende en çok bulunan elementtir. Çünkü yıldızlardaki enerjinin kaynağı olan çekirdek kaynaşmaları sonucunda hidrojen atomları helyum atomlarına dönüşür. Buna karşılık Dünya atmosferinde ancak 1/200.000 oranında helyum bulu­nur.

Helyum bir soy gazdır; yani başka element­lerle tepkimeye girmeyen eylemsiz bir mad­dedir. Bu nedenle uzay araçlarının yakıt tanklarında iç basınç yaratmak için helyum kullanılır; çünkü bu tankların çeperle­ri yeterli bir iç basınç olmadığında kendi ağırlığıyla çökebilecek kadar incedir. Ayrıca kaynak işlerinde metallerin havadan etkilen­memesi için eylemsiz bir ortam oluşturmak amacıyla gene helyumdan yararlanılır. Helyum hidrojenden iki kat daha ağır olduğu halde yanıcı olmadığı için meteo­roloji balonlarını ve güdümlü balonları şişir­mekte hidrojenden daha elverişlidir. Bunun dışında dalgıçların oksijen tüplerine de oksi­jenle karıştırılmış helyum doldurulur. Çünkü sualtındaki yüksek basınçta helyumun kanda çözünme oranı azotunkinden çok daha azdır; böylece dalgıçların “vurgun yeme” tehlikesi önlenmiş olur . Helyum ayrı­ca nükleer reaktörlerin soğutulmasında da kullanılır.

Helyum bütün öbür gazlardan çok daha düşük sıcaklıklarda sıvılaşan bir gazdır. An­cak — 269°C’de sıvılaşır; üstelik yüksek basınç uygulanmadığı sürece, sıvı haldeyken mutlak sıfır noktasında ( —273°C) bile katılaşmaz. — 271°C’nin altındaki sıcaklıklarda sıvı hel­yum ağdalılığını (viskozitesini) hemen hemen tümüyle yitirir ve ısı iletkenliği son derece yüksek bir üstünakışkan durumuna gelir. Bu durumdayken, gazların bile geçemeyeceği ka­dar küçük deliklerden sızabilir ve “yukarı doğru” akabilir.

İnsan sesini inceltmesi

Bu durum, sesin helyum içinde daha hızlı hareket etmesinden kaynaklanmaktadır. Bunun sebebi de gazlar içindeki sesin hızının, gazın yoğunluğunun karekökünün ters orantılı olmasıdır. Helyum da havadan çok daha az yoğun bir gaz olmasından dolayı (uçan balonlar gibi), helyum içinde sesin hızı havadakine göre birkaç kat daha fazladır. Ses tellerini hava yerine helyumun titreşmesi ve sesin helyum içinde daha hızlı ilerlemesi nedeniyle, insan sesi tiz bir şekilde çıkar. Alınan helyum, tekrar verildikten sonra bu ses incelmesi etkisini kaybeder.

Benzer şekilde yine, inert ve zehirsiz olan SF6 gazını solumanız durumunda ise, bu kez bu gazın havadan yaklaşık altı kat daha yoğun olması ve bu nedenle sesin SF6 içinde havadakinden çok daha yavaş ilerlemesinden dolayı, bu kez insan sesi kalın çıkmaktadır.