Helyum
Helyum, Periyodik tablonun O grubunda yer alan kimyasal element. Simgesi He, atom sayısı 2, atom ağırlığı 4,00260 olan helyum, renksiz, zehirsiz bir gazdır ve soy gazların birinci üyesidir. Adı, Yunanca "güneş" anlamında "helios" sözcüğünden kaynaklanır; çünkü varlığına ilişkin ilk bulgular, 1868'deki bir güneş tutulması sırasında Pierre Janssen tarafından elde edilmiştir.
İlk olarak 1895'te uranyum içeren klevit mineralinden Sir William Ramsay tarafından ve aşağı yukarı aynı zamanda ondan bağımsız olarak İsveçli Per Teador Cleve ile Nils A. Langlet tarafından yalıtılan helyum, evrendeki bütün elementler arasında, bolluk bakımından hidrojenden sonra ikinci sırayı alır. Yer'in atmosferinde yaklaşık 200 000'de 1 oranında bulunur ve pahalı bir işlemle atmosferden ayrılabilir. Ticari amaçla kullanılan helyumun çoğu, ABD'de Texas, Utah, Oklahoma ve Kansas'taki doğal gaz yataklarından elde edilir. Ama bu yatakların XXI. yy. başında tükeneceği öngörülmektedir.
Doğal helyum, özellikle 4He izotopundan oluşur ve çok az miktarda3 He izotopu içerir. Ayrıca, bireşim yoluyla üç izotopu daha elde edilmiştir. Kaynama noktası -268,93 °C olan helyum, atmosfer basıncında, mutlak sıfır derecesinde bile katılaştırılamaz; ama 26 atmosfer basınçta -272,2 °C'de katılaşır. Tek elektron kabuğu dolu olduğu için, başka elementlerle hemen hiç birleşme eğilimi göstermez. HeNe, HeH gibi türlerin ve He2+1 He22+ iyonlarının varlığı saptanmıştır. Helyum diflüorürün (HeF2) bireşim yoluyla elde edilmesine çalışılmaktadır. Kimyacılar, helyum berilyum oksitin (HeBeO) varlığını ileri sürmüşlerdir.
Helyum, erime noktası en düşük olan elementtir ve düşük sıcaklık araştırmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır: Buharlaştırıcı sıvıdan helyum buharı pompayla uzaklaştırılarak, 1 K'nin altında sıcaklıklar elde edilebilir. Helyum I adı verilen sıvı helyum -271 °C'a kadar soğutulunca, yeni bir sıvı helyum biçimi olan helyum II oluşur. Helyum l'in normal sıvı özellikleri taşımasına karşılık, helyum II, maddenin dördüncü hali ve bozunmuş bir gaz olarak tanımlanmasına neden olan ilgi çekici özellikler gösterir. Üstün akışkanlığı oluşturduğu ileri sürülen bu alışılmadık özellikler arasında, olağanüstü düşük (hidrojen gazının 1/1 000'i kadar) bir akışmazlık, son derece yüksek bir ısı iletkenliği ve alışılmamış bir akış olgusu (bu olguda sıvı, kabın çeperine yukarı yükselerek taşar) sayılabilir.
Helyum, ark kaynağında tepkisiz bir kalkan olarak, silisyum ve germanyum billurlarının oluşturulmasında, titan ve zirkonyum üretiminde koruyucu gaz olarak, sesüstü hava tünellerinde işletme gazı olarak yaygın biçimde kullanılır. % 80 helyum ve % 20 oksijen karışımından, dalgıçlar, yapay atmosfer olarak yararlanır. Helyum, hidrojenden çok daha güvenli olduğu için ve yoğunluğunun aşağı yukarı iki kat çok olmasına karşın hidrojenin % 93'ü kadar kaldırma gücü bulunduğu için, balonların doldurulmasında kullanılır. Sıvı roket yakıtlarının basıncını korumak için helyumdan yararlanılır. Ayrıca, iyonlaştırılmış helyum atomu demetleri, göz urlarının küçültülmesinde kullanılmıştır.