Helium

Helium
Penampi
gas tak berwarna, akan
merah-jingga keti
pada medan listri
tingg
Spectral lines
Ciri-ciri u
Nama, lambang ,
Nomor atom
Dibaca /ˈ h iː
Jenis unsur
Golongan,
periode, blok
Massa atom
standar
Konfigurasi
elektron
Sifat fis
Fase
Massa jenis (0
Massa jenis
cairan pada t.l.
Massa jenis
cairan pada t.d.
Titik lebur (at
−272
Titik didih 4.2
Titik kritis 5.
Kalor peleburan 0
Kalor penguapan 0
Kapasitas kalor 5 R /2
Tekanan uap (defin
P (Pa) 110 100 1
at T (K) 1.231.67
Sifat at
Elektronegativitas no d
Energi ionisasi perta
ke-2
Jari-jari kovalen
Jari-jari van der
Waals
Lain-la
Struktur kristal hexa
Pembenahan
magnetik
Konduktivitas
termal
0.1
Kecepatan suara
Nomor CAS
Isotop palin
Artikel utama: Isot
iso NA Wa
pa
3He 0.000137%* H
4He 99.999863%* H
*Nilai atmosfer,
berbeda-beda di b
l • b •
· r
Helium (He) adalah
unsur kimia yang tak
berwarna, tak berbau,
tak berasa, tak beracun,
hampir inert, berupa gas
monatomik, dan
merupakan unsur
pertama pada golongan
gas mulia dalam tabel
periodik dan memiliki
nomor atom 2. Titik
didih dan titik lebur gas
ini merupakan yang
terendah di antara semua
unsur. Helium berwujud
hanya sebagai gas
terkecuali pada kondisi
yang sangat ekstrem.
Kondisi ekstrem juga
diperlukan untuk
menciptakan sedikit
senyawa helium, yang
semuanya tidak stabil
pada suhu dan tekanan
standar. Helium memiliki
isotop stabil kedua yang
langka yang disebut
helium-3. Sifat dari
cairan varitas helium-4 ;
helium I dan helium II;
penting bagi para periset
yang mempelajari
mekanika kuantum
(khususnya dalam
fenomena superfluiditas)
dan bagi mereka yang
mencari efek mendekati
suhu nol absolut yang
dimiliki materi (seperti
superkonduktivitas ).
Helium adalah unsur
kedua terbanyak dan
kedua teringan di jagad
raya , mencakupi 24%
massa keunsuran total
alam semesta dan 12 kali
jumlah massa
keseluruhan unsur berat
lainnya. Keberlimpahan
helium yang sama juga
dapat ditemukan pada
Matahari dan Yupiter. Hal
ini dikarenakan tingginya
energi pengikatan inti
(per nukleon) helium-4
berbanding dengan tiga
unsur kimia lainnya
setelah helium. Energi
pengikatan helium-4 ini
juga bertanggung jawab
atas keberlimpahan
helium-4 sebagai produk
fusi nuklir maupun
peluruhan radioaktif.
Kebanyakan helium di
alam semesta ini berupa
helium-4, yang dipercaya
terbentuk semasa
Ledakan Dahsyat .
Beberapa helium baru
juga terbentuk lewat fusi
nuklir hidrogen dalam
bintang semesta.
Nama "helium" berasal
dari nama dewa Matahari
Yunani Helios . Pada
1868 , astronom Perancis
Pierre Jules César Janssen
mendeteksi pertama kali
helium sebagai tanda
garis spektral kuning tak
diketahui yang berasal
dari cahaya gerhana
matahari. Secara formal,
penemuan unsur ini
dilakukan oleh dua orang
kimiawan Swedia Per
Teodor Cleve dan Nils
Abraham Langlet yang
menemukan gas helium
keluar dari bijih uranium
kleveit. Pada tahun 1903,
kandungan helium yang
besar banyak ditemukan
di ladang-ladang gas
alam di Amerika Serikat ,
yang sampai sekarang
merupakan penyedia gas
helium terbesar. Helium
digunakan dalam
kriogenika, sistem
pernapasan laut dalam,
pendinginan magnet
superkonduktor,
"penanggalan helium",
pengembangan balon,
pengangkatan kapal
udara dan sebagai gas
pelindung untuk
kegunaan industri
(seperti "pengelasan
busar") dan penumbuhan
wafer silikon). Menghirup
sejumlah kecil gas ini
akan menyebabkan
perubahan sementara
kualitas suara seseorang.
Di Bumi, gas ini cukup
jarang ditemukan
(0,00052% volume
atmosfer). Kebanyakan
helium yang kita
temukan di bumi
terbentuk dari peluruhan
radioaktif unsur-unsur
berat ( torium dan
uranium ) sebagai partikel
alfa berinti atom
helium-4. Helium
radiogenik ini
terperangkap di dalam
gas bumi dengan
konsentrasi sebagai 7%
volume, yang darinya
dapat diekstraksi secara
komersial menggunakan
proses pemisahan
temperatur rendah yang
disebut distilasi
fraksional.
Sejarah
Penemuan ilmiah
Bukti keberadaan helium
pertama kali terpantau
pada 18 Agustus 1868
berupa garis spektrum
berwarna kuning cerah
ber panjang gelombang
587,49 nanometer yang
berasal dari spektrum
kromosfer Matahari .
Garis spektrum ini
terdeteksi oleh astronom
Perancis Jules Janssen
sewaktu gerhana
matahari total di Guntur,
India .[2][3] Garis
spektrum ini pertama kali
diasumsikan sebagai
natrium . Pada tanggal 20
Oktober tahun yang
sama, astronom Inggris
Norman Lockyer juga
memantau garis kuning
yang sama dalam
spektrum sinar matahari,
yang kemudian dia
namakan garis
Fraunhofer D 3 karena
garis ini berdekatan
dengan garis natrium D 1
dan D2 yang telah
diketahui. [4] Ia
menyimpulkan bahwa
keberadaan garis ini
disebabkan oleh suatu
unsur di Matahari yang
tak diketahui di Bumi.
Lockyer dan seorang
kimiawan Inggris lainnya
Edward Frankland
menamai unsur tersebut
berdasarkan nama Yunani
untuk Matahari ἥλιος
(helios ). [5][6][7]
Garis spektrum
helium
Pada tahun 1882,
fisikawan Italia Luigi
Palmieri mendeteksi
helium di Bumi untuk
pertama kalinya melalui
identifikasi garis
spektrum D 3 helium
ketika ia menganalisa lava
Gunung Vesuvius .[8]
Sir William Ramsay ,
penemu helium Bumi
Pada 26 Maret 1895,
kimiawan Skotlandia Sir
William Ramsay berhasil
mengisolasi helium yang
ada di Bumi dengan
memperlakukan mineral
kleveit dengan berbagai
jenis asam mineral.
Ramsay berusaha
mencari unsur argon,
tetapi setelah
memisahkan nitrogen dan
oksigen dari gas yang
terlepaskan, ia
menemukan garis kuning
cerah yang sama dengan
garis D 3 yang terpantau
dari Matahari.[4][9][10]
[11] Sampel gas ini
kemudian
teridentifikasikan sebagai
helium oleh Lockyer dan
fisikawan Britania
William Crookes. Helium
juga secara terpisah
diisolasi dari mineral
kleveit pada tahun yang
sama oleh kimiawan Per
Teodor Cleve dan
Abraham Langlet di
Uppsala, Swedia, yang
berhasil mengumpulkan
kandungan gas helium
yang cukup untuk secara
akurat menentukan bobot
atomnya .[3][12][13]
Helium juga diisolasi oleh
geokimiawan Amerika
William Francis
Hillebrand sebelum
penemuan Ramsay ketika
ia memperhatikan adanya
garis spektrum tak lazim
manakala ia sedang
menguji sampel mineral
uraninit. Walau demikian,
Hillebrand mengira
bahwa garis spektrum ini
disebabkan oleh
nitrogen. [14]
Pada tahun 1907, Ernest
Rutherford dan Thomas
Royds menunjukkan
bahwa partikel alfa
adalah inti helium
dengan pertama-tama
mengijinkan partikel ini
menembus dinding gelas
tabung vakum yang tipis
dan kemudian
menghasilkan pelucutan
dalam tabung untuk
kemudian dipelajari
spektrum gas yang ada di
dalam tabung tersebut.
Pada tahun 1908, helium
berhasil dijadikan cair
oleh fisikawan Belanda
Heike Kamerlingh Onnes
dengan mendinginkan gas
ini ke temperatur kurang
dari satu kelvin.[15] Ia
mencoba untuk
memadatkan gas ini
dengan menurunkan
temperaturnya lebih
jauh, namun gagal
karena helium tidak
memiliki temperatur titik
tripel di mana padatan,
cairan, dan gas berwujud
dalam kesetimbangan.
Salah seoarang murid
Onnes, Willem Hendrik
Keesom pada akhirnya
berhasil memadatkan
1 cm 3 helium pada
tahun 1926 dengan
memberikan tekanan luar
tambahan. [16]
Pada tahun 1938,
fisikawan Rusia Pyotr
Leonidovich Kapitsa
menemukan bahwa
helium-4 hampir tidak
memiliki viskositas pada
temperatur mendekati
nol mutlak . Fenomena ini
kemudian dikenal dengan
nama superfluiditas. [17]
Fenomene ini berkaitan
dengan kondensasi Bose-
Einstein . Pada tahun
1972, fenomena yang
sama juga terpantau
pada helium-3 namun
pada temperatur yang
lebih rendah dan lebih
mendekati nol mutlak
oleh fisikawan Amerika
Douglas D. Osheroff,
David M. Lee , dan Robert
C. Richardson. Fenomena
superfluiditas yang
terpantau pada helium-3
ini diperkirakan berkaitan
dengan pemasangan
fermion helium-3 untuk
membentuk boson , sama
dengan analogi pasangan
Cooper elektron
menghasilkan
superkonduktivitas .[18]
Ekstraksi dan
penggunaan helium
Setelah operasi
pengeboran minyak di
Dexter, Kansas pada
tahun 1903 yang
menghasilkan geyser gas
yang tidak dapat dibakar,
seorang geolog Kansas
Erasmus Haworth
kemudian mengumpulkan
sampel gas yang keluar
untuk diuji komposisinya
di Universitas Kansas di
Lawrence dengan
bantuan kimiawan
Hamilton Cady dan David
McFarland. Ia
menemukan bahwa gas
tersebut terdiri dari
(berdasarkan volumenya)
72% nitrogen, 15%
metana (hanya dapat
terbakar dengan
kandungan oksigen yang
cukup), 1% hidrogen, dan
12% gas yang tak
teridentifikasi. [3][19]
Dalam analisa lebih
lanjut, Cady dan
McFarland menemukan
bahwa 1,84% sampel gas
tersebut adalah helium.
[20][21] Hasil analisa ini
menunjukkan bahwa
walaupun helium secara
keseluruhannya sangat
langka di Bumi, zat ini
terkonsentrasi dalam
jumlah yang besar di
dalam Dataran Amerika
dan dapat diekstraksi
sebagai hasil samping gas
alam. [22]
Penemuan ini kemudian
menjadikan Amerika
Serikat sebagai penyuplai
gas helium terbesar di
dunia. Mengikuti saran
Sir Richard Threlall,
Angkatan Laut Amerika
Serikat mensponsori tiga
pabrik helium
eksperimental semasa
Perang Dunia II .
Tujuannya adalah untuk
mengisi balon penghalang
menggunakan gas yang
tidak terbakar dan lebih
ringan dari udara. Total
5.700 m 3 gas dengan
komposisi 92% helium
berhasil dihasi