Geliy

Geliy – kimyoviy elementlar davriy jadvalining ikkinchi elementi. Formulasi He. Davriy jadvalning birinchi davri, 18-guruhida joylashgan. Inert gazlar turkumining eng birinchi gazi hisoblanadi.

Oddiy modda sifatidagi geliy bir atomli, rangsiz, hidsiz, inert gaz.  Geliy borliqda eng ko‘p tarqalgan elementlardan biri, sifatida faqat vodoroddan keyingi o‘rinda turadi. Shuningdek, geliy kimyoviy moddalar ichida ham, eng yengil moddalardan biri bo‘lib, undan yengil modda faqat vodorod bo‘ladi. Geliy — hozirda ma’lum moddalar ichida eng past qaynash haroratiga ega modda sanaladi.

Kashf qilinishi va atama etimologiyasi.

Geliyni 1868-yilgi Quyosh tutilishi hodisasini kuzatgan astronom – Fransiyalik Pyer Jansen Quyosh xromosferasi va toji spektrini tahlil qilish asnosida, avvaldan fanga ma’lum bo‘lgan biror bir kimyoviy element spektriga muvofiq kelmaydigan yorqin sariq chiziqqa duch kelgan edi. Avvaliga, bu chiziq natriyning D chizig‘i deb o‘ylashgan. Lekin, uning natriyga mos kelmasligi tez orada ma’lum bo‘lgan. Jansen kuzatgan Quyosh tutilishi hodisasi 18-avgustda sodir bo‘lgan edi. Oradan ikki oy o‘tib, Angliyada yana bir astronom – Norman Lokyer ham Quyosh spektrini tahlil qilish mobaynida natriyning D₁ (589,59 nm) va D₂ (588,99 nm) Fraungofer chiziqlariga o‘ta yaqin bo‘lgan yana bir yorqin sariq chiziqni payqab qoladi va uni D₃ bilan belgilaydi.

Elementga «geliy» nomini ham aynan Lokyer taklif etgan. Qadimgi yunonchada ushbu so‘z «helios» tarzida yangragan va Quyosh degan ma’noni anglatgan. Ya’ni, element dastavval Quyoshdan aniqlangani sababli, unga «quyosh» ma’nosini bildiruvchi ushbu nom berilgan.

Oradan 27 yil o‘tib, ya’ni, 1895-yilda geliyni Yer sharoitida ham mavjudligi aniqlangan. U kashfiyot ingliz kimyogari Uilyam Ramzay tomonidan amalga oshirilgan bo‘lib, u kleveit mineralining parchalanishi jarayonida ajralib chiqayotgan gaz namunasini tekshirish chog‘ida, uning spektrida ham o‘sha yorqin sariq D₃ chiziq mavjudligini ko‘rib qolgan. Tajribani o‘sha paytdagi Angliya ilm-fanida eng kuchli spektroskopiya mutaxassisi bo‘lgan olim Uilyam Kurks ham takrorlab ko‘rib, aniqlangan chiziq haqiqatan ham geliyga tegishli ekanini isbotlagan.

Tarqalganligi.

Geliy borliqda eng ko‘p tarqalgan elementlardan biri bo‘lib, u bu borada vodoroddan keyingi ikkinchi o‘rinni egallaydi. Massa nisbatiga ko‘ra, Koinot 23% ga geliydan tashkil topgan deb baholanadi. Biroq, Yer sharoitida geliy ancha kam. Koinotdagi mavjud geliyning deyarli hammasi, Ulkan Portlashdan keyingi bir necha daqiqa ichida, birlamchi nukleosintez jarayonidan hosil bo‘lgan deb qaraladi. Hozirgi paytda Koinotda hosil bo‘layotgan yangi geliy miqdorlari asosan, yulduzlar qa’rida kechayotgan termoyadro sintezi natijasida hosil bo‘ladi. Yer sharoitida esa, geliy nisbatan og‘ir bo‘lgan boshqa elementlarning α-yemirilishi natijasida vujudga keladi (alfa-yemirilish paytida nurlanadigan alfa-zarra aynan geliy yadrosi bo‘ladi). Yer qobig‘ida geliy asosan tabiiy gazga yo‘ldosh gaz sifatida to‘plangan bo‘ladi. Tabiiy gaz hajmi tarkibidagi geliy 7% gacha bo‘lishi mumkin. Yer qobig‘ida tarqalganlik bo‘yicha inert gazlar ichida geliy argondan keyingi ikkinchi o‘rinda turadi. Atmosferada esa geliy toriy, uran va ularning radionuklidlarining parchalanishi natijasida hosil bo‘ladi.

Izotoplari.

Tabiatda geliyning ikki xil barqaror izotopi mavjud. Birinchisi – ⁴He – mavjud geliyning 99,99986% miqdorini tashkil qiladi va qolgan, 0,00014% geliy ³He dan iborat. Shuningdek, geliyning 6 xil sun’iy olingan radioaktiv izotoplari haqida ma’lumot mavjud.

Fizik xossalari.

Geliy – inert kimyoviy element. Oddiy modda shaklidagi geliy rangsiz, hidsiz, ta’msiz gaz bo‘lib, toksik emas. Me’yoriy sharoitlarda geliy bir atomli gaz ko‘rinishida bo‘ladi. Eng past qaynash nuqtasi (4,215 K) ga ega modda sanaladi. Qattiq modda shaklidagi geliyning faqat 25 atmosfera bosimi ostida olishga muvaffaq bo‘lishgan. Me’yoriy atmosfera bosimi sharoitida esa, hatto gipotetik mutlaq nol haroratda ham geliy qattiq holatga o‘tmasligi isbotlangan.

Kimyoviy xossalari.

Inert gazlari ichida kimyoviy faolligi eng past bo‘lgan element aynan geliydir. Geliyning birikmalari faqat gaz fazasida, eksimer molekulalar ko‘rinishida mavjud bo‘ladi. Ftor va xlor bilan aralashma holatidagi geliyga ultrabinafsha nurlari bilan ta’sir ko‘rsatilsa, ultrabinafsha nur ta’sirida geliy ftorid (HeF) va geliy xlorid (HeCl) ko‘rinishidagi ikki atomli molekulalar hosil qiladi. Shuningdek, geliyning litiy bilan ham eksimer kimyoviy birikmasi LiHe ma’lum.

Me’yoriy sharoitlarda geliy xuddi ideal gaz sifatida namoyon bo‘ladi. Geliy har qanday sharoitlarda monoatom modda sifatida qoladi. Geliy to‘ldirilgan shisha trubka orqali elektr toki o‘tkazilsa, geliy turli xil ranglarda yog‘du chiqaradi. Yog‘duning rangi asosan, idish ichkarisidagi gaz bosimiga bog‘liq bo‘ladi.

Olinishi.

Sanoatda geliy asosan tabiiy gaz konlaridan, yo‘ldosh gaz sifatida olinadi. Uni boshqa gazlardan chuqur sovitish texnologiyasi asosida ajratib olinadi. Geliy eng past suyuqlanish haroratiga ega ekani tufayli, unga yondosh gazlarning barchasi suyuqlangan taqdirda ham u gaz holatida qoladi. Sovitishni uglevodorodlarni CO₂ dan tozalash asnosidagi drossellash orqali bajariladi. Natijada, geliyning vodorod va neon bilan aralashmasi ko‘rinishidagi gazlar omixtasi ajralib chiqadi. Hajmga nisbatan 70-90 % geliyga ega bo‘ladigan ushbu gaz aralashmasini «hom geliy» deyiladi. Uni 650-800 K haroratda va CuO yordamida vodoroddan tozalanadi. Geliy ikki xil markada — «texnik toza geliy» deb nomlanadigan va sofligi 99,8% bo‘ladigan ko‘rinishda, hamda, «o‘ta sof geliy» deyiladigan, hamda tarkibi 99,985% bo‘ladigan shaklda ishlab chiqariladi. Jahon geliy zaxiralari 45,6 milliard m³ deb baholanadi.

Qo‘llanilishi.

Geliy xalq xo‘jaligi va sanoatda keng qo‘llaniladi. Xususan, u metallurgiyada sof metallarni eritish va quyush jarayonida himoyalovchi inert gaz sifatida ishlatiladi. Oziq-ovqat sanoatida E939 ozuqaviy qo‘shimcha sifatida qayd etilgan va u qadoq gazi sifatida ishlatiladi. O‘ta o‘tkazgichlar fizikasida metallarni o‘ta o‘tkazgich holatiga o‘tkazish uchun o‘ta past haroratlar hosil qilish maqsadida, ya’ni, sovitish vositasi – xladagent sifatida qo‘llanadi. Shuningdek, aeronavtikada, dirijabl va havo sharlarini to‘ldirish maqsadida aynan geliy eng xavfsiz gaz sanaladi va ko‘p miqdorda ishlatiladi.

Chuqur suv ostiga sho‘ng‘ish ishlarida g‘avvoslar suvga o‘zi bilan olib tushadigan nafas ballonlarida geliyning kislorod bilan aralashmasi to‘ldirilgan bo‘ladi. Ba’zi turdagi yadroviy reaktorlarda esa, geliydan issiqlik tashuvchi sifatida foydalaniladi.

Geologlar uchun esa geliy o‘ziga xos indikator vazifasini bajaradi. Yer sirtiga geliy ko‘p miqdorda sizib chiqayotgan joylarda chuqur yer qa’ri qatlamlarining tarkibini o‘rganishda aynan geliy intensivligiga asoslaniladi. Odatda, chuqur yer qa’ri qatlamlarida mavjud bo‘lgan radioaktiv moddalar, parchalanishi natijasida geliy hosil bo‘ladi va u yer qobig‘idagi turli yoriqlar bo‘ylab yuqoriga ko‘tariladi. Natijada, bunday radioaktiv moddalarga boy konlar ustidagi tuproq va jinslar geliyga to‘yinib boradi. Geliy konsentratsiyasi yuqori bo‘lgan bunday joylarda esa uran rudalari va boshqa nodir metallar konlari topiladi. Geliyga asoslanib bunday geologik tadqiqot olib borish usulini «geliyli tekshirish» deyiladi. Shuningdek tuproqning geliyga boyligi, uning tagidagi yer qa’ri qatlamlarida geotermal buloqlar borligiga ham jiddiy ishora qiladi.

Biologik ahamiyati.

Geliyning biror biologik funksiyasi mavjudligi to‘g‘risida ma’lumotlar yo‘q. Boshqa inert gazlarda narkoz yuzaga keltirish xususiyati mavjud bo‘lgani bilan, me’yoriy atmosfera sharoitida geliy va neonda bunday xossa kuzatilmaydi. Agar bosim oshib ketsa va nafas olish havosi tarkibida geliy ko‘p bo‘lsa, odamda jizzakilik va asabiylik qo‘zg‘atadi. Geliy konsentratsiyasining haddan ziyod ortib ketishi esa kislorod yetishmovchiligini keltirib chiqaradi va nafas siqilishi bilan boshlanadigan qusish, bosh aylanishi, hushdan ketishgacha olib kelishi mumkin. Geliydan nafas olgan odamning ovozi dag‘al chiyildoq (o‘rdak ovoziga o‘xshash) bo‘lib qoladi.