हीलियम : रासायनिक मूलद्रव्य. रासायनिक चिन्ह He अणुक्रमांक (अणुकेंद्रातील प्रोटॉनांची संख्या) २ अणुभार ४.००२६ आवर्तसारणीच्या [मूलद्रव्यांच्या कोष्टकरूप मांडणीच्या → आवर्त सारणी] शून्य गटातील वर्णहीन, गंधहीन, रुचिहीन व अक्रिय वायू इलेक्ट्रॉन विन्यास (अणुकेंद्राभोवती विविध कक्षांतील इलेक्ट्रॉनांची संख्या) २ वा Is2 संयुजा [इतर अणूंशी संयोग पावण्याची क्षमता दाखविणारा अंक → संयुजा] ० घनता (१ वा.दा. व ०° से.ला) ०.१७८५ ग्रॅ./लि. हीलियमाचे –२६८.९०° से. तापमानाला द्रवात आणि सु. २५ वा.दा.ला घन अवस्थेत रूपांतर होते. त्याचे नैसर्गिक समस्थानिक [अणुक्रमांक तोच पण भिन्न द्रव्यमानांक असलेल्या त्याच मूलद्रव्याचे प्रकार → समस्थानिक] दोन असून त्यांचे द्रव्यमानांक ३ (०.०००१३%) व ४ (९९.९९९८७%) आहेत. हीलियम (३) हा विरल समस्थानिक ⇨ लुई वॉल्टर अल्वारेझ व आर्. कॉर्नॉग यांनी १९३९ मध्ये शोधून काढला. हीलियम (४) या समस्थानिकाला २.१७ केल्व्हिन तापमानाखाली एकमेव गुणधर्म प्राप्त होतात. तो अतिप्रवाही (श्यानता जवळजवळ नाहीशी होणे) होतो आणि त्याची ऊष्मीय संवाहकता तांब्यापेक्षा १,००० पटींनी अधिक वाढते. ही अवस्था सामान्य द्रवापासून (हीलियम-ख) वेगळी ओळखण्याकरिता तिला हीलियम-खख असे म्हणतात. रासायनिक दृष्ट्या हीलियम अक्रिय असल्यामुळे त्याची संयुगे तयार होत नाहीत. त्याच्या रेणूंमध्ये एकच अणू असतो. 

 

इतिहास : फ्रेंच ज्योतिर्विदप्येअर झ्यूल सेझार झांसेन यांना १८६८ मधील सूर्यग्रहणात सौरवर्णपटाच्या निरीक्षणात गडद पिवळ्या रंगाची रेषा दिसून आली. सुरुवातीस ती रेषा सोडियमाकरिता असल्याचे सुचविण्यातआले. त्याच वर्षी इंग्रज ज्योतिर्विदसर जोसेफ नॉर्मन लॉक्यर यांनीती रेषा सोडियमाच्या D1 आणि D2 या रेषांशी जुळत नसल्याचे निदर्शनास आणले आणि तिला D3 असे नाव दिले. सौरवर्णपटावर प्रथमतः आढळल्यानेसर एडवर्ड फ्रँकलंड आणि लॉक्यर यांनी हीलिओस या ‘सूर्य’ अर्थाच्या ग्रीक शब्दावरून D3 रेषेच्या अज्ञात मूलद्रव्याला हीलियम हे नाव दिले. ब्रिटिश ज्योतिर्विदसर विल्यम रॅम्झी यांनी १८९५ मध्ये पृथ्वीवर हीलियमाचा शोध लावला. युरेनियमाचे खनिज क्लीव्हाइट याला उष्णता देऊन तयार होणाऱ्या वायूचा वर्णपट पाहिला असता तो D3रेषेसोबत जुळला आणि हीलियमाची ओळख पटली. १९०३ मध्ये रॅम्झी आणिफ्रेडरिक सॉडी यांनी हीलियम हे उत्स्फूर्त किरणोत्सर्गी (भेदक किरण वा कण उत्सर्जित करणाऱ्या) रासायनिक प्रक्रियेची निर्मिती (उत्पाद) असल्याचे पटवून दिले. 

 

आढळ : विश्वाच्या एकूण वस्तुमानापैकी २३% हीलियम असून त्याचा विपुलतेच्या बाबतीत हायड्रोजनानंतर दुसरा क्रमांक आहे. ताऱ्यांमध्ये हायड्रोजनाच्या अणुकेंद्रीय संघटनाने हीलियमाची निर्मिती होते. पृथ्वीच्या वातावरणात हीलियमाचे प्रमाण १:२,००,००० (०.०००५%) इतके आहे. किरणोत्सर्गी खनिजे, उल्काजन्य लोह आणि खनिजयुक्त झरे यांत थोड्या प्रमाणात हीलियम सापडतो. अमेरिकेच्या संयुक्त संस्थानांत (प्रामुख्याने टेक्सस, न्यू मेक्सिको, कॅनझस, ओक्लाहोमा, ॲरिझोना व उटा) नैसर्गिक वायूंचा एक उपघटक म्हणून हीलियमाचे जास्त प्रमाण (सु. ७.६%) आढळते. कॅनडा व दक्षिण आफ्रिका या देशांत आणि सहारा वाळवंटात हीलियमाचे कमी प्रमाण आढळून येते. 

 

उत्पादन : पृथ्वीवर उपलब्ध असलेला हीलियम हा आदिम घटक नसून तो किरणोत्सर्गी क्षयापासून तयार झालेला आहे. जड किरणोत्सर्गी पदार्थांच्या अणुकेंद्रापासून उत्सर्जित झालेल्या आल्फा कणांपासून हीलियम (४) च्या अणुकेंद्राची निर्मिती होते. दुर्मिळ हायड्रोजन (३) समस्थानिकाचा (ट्रिटियम) ऋण बीटा क्षय होऊन पृथ्वीवर हीलियम (३) हा समस्थानिक कमी प्रमाणात आढळतो. पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण हीलियमाच्या हळूहळू निसटून जाण्याला अटकाव करू शकत नसल्याने, तो पृथ्वीच्या वातावरणात जास्त प्रमाणात साठून राहू शकत नाही. नैसर्गिक वायूचे इतर घटक उच्च दाब आणि नीच तापमानाला द्रवीभूत करून हीलियम वायू (९८.२%) मिळविता येतो. थंड क्रियाशील लोणारी कोळशावर इतर वायूंचे अधिशोषण करून ९९.९९५% शुद्ध हीलियम मिळविता येतो. 

 

गुणधर्म व उपयोग : हीलियमाच्या रासायनिक अक्रियतेमुळे त्याचा विद्युत् वितळजोडकामामध्ये संरक्षक वायू म्हणून मोठ्या प्रमाणात वापर करतात. इंधन म्हणून वापरण्यात येणाऱ्या हायड्रोजनाच्या तापमानाला स्थिर राहणारा हीलियम हा एकमेव वायू आहे. त्यामुळे रॉकेट प्रचालनांमध्ये त्याचा वापर होतो. हीलियम ज्वालाग्राही नसल्यामुळे वातयानात इंधन भरण्यासाठी त्याची निवड करतात. द्रव हीलियम सर्वांत थंड पदार्थअसल्याने त्याचा शीतनक म्हणून उपयोग होतो. वर्णलेखनाद्वारे करण्यात येणाऱ्या रासायनिक विश्लेषणात वाहक वायू म्हणून हीलियम वापरतात. हीलियम आणि ऑक्सिजन यांचे मिश्रण हवेपेक्षा हलके असल्यानेव्यक्तीच्या आकुंचन पावलेल्या श्‍वसन मार्गातून ते जास्त जोरात वाहते आणि त्यामुळे तिच्या फुप्फुसांना ऑक्सिजनाचा पुरवठा जास्त जलद होतो. संपीडित (दाब दिलेल्या) हवेऐवजी संपीडित हीलियम-ऑक्सिजन यांचे मिश्रण कृत्रिम हवा म्हणून श्‍वसनासाठी वापरल्यास पाणबुड्यांना उपयुक्त ठरते. 

 

हीलियम कालगणनेद्वारे खनिजे, जीवाश्म (शिळाभूत जीवावशेष) व खडकांचे वय काढता येते. युरेनियम (२३५), युरेनियम (२३८) व थोरियम (२३२) या किरणोत्सर्गी समस्थानिकांपासून होणारी हीलियम निर्मितीची त्वरा यावर हीलियम कालगणनेची पद्धती आधारित आहे. किरणोत्सर्गी क्षयामुळे हीलियमधारक खनिजाची हीलियम धारकक्षमता वाढते आणि त्याचे जनकाशी असलेले गुणोत्तर हे भूवैज्ञानिक कालमापनाचे साधन ठरते. फक्त जनक समस्थानिकाचे मापन केल्यास ही पद्धत युरेनियम-थोरियम--हीलियम कालगणना म्हणून ओळखली जाते तसेच फक्त आल्फा कण उत्सर्जन आणि हीलियमाचे प्रमाण मोजल्यास ही पद्धत आल्फा-हीलियम किरणोत्सर्गी कालमापन म्हणून ओळखली जाते. [→ खडकांचे वय]. 

साळुंके, प्रिती म.

Close Menu
Skip to content