L’elio è l’elemento più abbondante e più leggero nell’universo dopo l’idrogeno. È monoatomico come tutti i gas rari e il nucleo del suo atomo è costituito di due protoni e due neutroni e costituisce la particella alfa emessa dai corpi radioattivi. È incolore, inodore, insapore, atossico e inerte.
La maggior parte dell’elio presente nell’universo si è formato con l’esplosione del Big Bang, dopo la produzione è continuata attraverso la fusione nucleare dell’idrogeno nelle stelle, mentre sulla Terra è piuttosto raro e deriva dal decadimento di elementi radioattivi.
La scoperta di questo elemento avvenne nel 1868 a opera di due studiosi separatamente, il francese Jules Janssen e l’inglese Norman Lockyer, durante lo studio di un’eclissi solare. Infatti si tratta dell’elemento più presente nel sole. Da questo deriva il suo nome, che in greco significa “sole”. Inizialmente, però, si credeva che questo nuovo elemento fosse un metallo, poi nel 1895 il chimico scozzese William Ramsay lo isolò e lo classificò come non metallo.
Gli utilizzi sono molteplici: criogenia, pressurizzazione e spurgo dei gas, creazione di un’atmosfera protettiva per la saldatura ad arco e per processi particolari quali la crescita di cristalli di silicio. Viene usato anche come gas di sollevamento per dirigibili e mongolfiere; data la sua bassissima solubilità nei fluidi dell’organismo umano, miscelato con l’ossigeno viene impiegato come gas di respirazione per le immersioni subacquee con lo scopo di ridurre il pericolo di embolie.
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Proprietà chimiche
L’elio è l’elemento chimico con il più basso punto di fusione, -272 °C, molto prossimo allo zero assoluto della scala Kelvin, e il più basso punto di ebollizione, −268,91 °C.
- Simbolo: He
- Numero atomico: 2
- Serie: Gas nobili
- Gruppo, periodo: 18 (VIIIA), 1
- Densità: 0,1785 kg/m³
- Peso atomico: 4,002602 u
- Configurazione elettronica: 1s2
- Struttura cristallina: esagonale
- Stato della materia: gassoso
- Punto di fusione: −272,200 °C
- Punto di ebollizione: −268,91 °C
- Calore di fusione: 5,23 kJ/mol
- Elettronegatività: non nota
- Calore specifico: 5193 J/(kg·K)
- Conducibilità termica: 0,152 W/(m·K)
Applicazioni
L’uso più noto dell’elio è il riempimento di palloni sonda, aerostati e semplici palloncini, perché è un gas leggero e non infiammabile, ma un altro utilizzo importante è come gas di respirazione per le bombole da immersione, mescolato all’ossigeno, perché non è solubile nei fluidi del corpo umano. L’impiego maggiore per quantità vede questo elemento usato in forma liquida in criogenia per raffreddare i magneti nei macchinari per la risonanza magnetica, grazie alla sua temperatura di ebollizione molto bassa. Infine, questo gas è molto utile per localizzare eventuali fughe di gas all’interno di un impianto.
Bombole di elio
Biologia
L’elio è presente in quantità minime nel corpo umano ed è assente negli alimenti, ma non è dannoso per l’uomo e può avere alcuni impieghi in ambito medico, che sono tuttavia ancora solo allo stato di studi, per esempio nell’ambito della riduzione dei danni cerebrali da infarto e ictus.
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