헬륨(He)의 어원, 특성, 활용

 

헬륨은 원자 번호 2번의 원소이며 주기율표상 1주기 18족의 원소입니다.

원소 기호는 He이며 태양에서 처음 발견되었기 때문에 Helious(태양:그리스어)의 앞 두 자리인

He를 가져왔습니다.

 

1868년 프랑스의 천문학자인 '피에르 장센'은 일식(日蝕) 때 나오는 빛을 스펙트럼을 통과시켜 분석하는 실험을 진행하였습니다.

이러한 실험 진행 중 피에르 장센은 스펙트럼 범위에 새로운 선이 존재함을 발견하고

이것을 '헬륨'이라고 명명하였습니다.

 

 

일식 때 나오는 빛에서 발견된 헬륨

 

헬륨은 1주기 2족 원소라고 부르지만 주기율표 상에는 1주기 18족 원소에 위치하고 있습니다.

이는 헬륨의 안정성을 효율적으로 나타내기 위해 18족의 위치에 표기하였습니다.

하지만 공부나 이론 적용 시에 전자가 2개인 경우로 많이 사용됨으로

1주기 2족 원소로 암기하는 게 도움이 더 많이 됩니다.

 

 

전자가 2개 존재하는 헬륨

또한 헬륨은 다음과 같은 기본적인 특성을 가지고 있습니다.

원자량: 4.003g/mol

밀도: 0.179g/L

녹는점: -272.20° C (*2.5Mpa 일 때)

끓는점: -268.93° C

상온 상태: 기체

전기음성도: 0

헬륨의 가장 대표적인 특징으로는 원소 중 가장 반응성이 적고 가볍습니다.

또한 단원자-1기압 상태도에서 삼중점(기체, 고체, 액체가 동시에 존재하는 부분)이 없는 유일한 원소입니다.

(절대온도: -273.15° C에서 액체로 존재하기 때문)

이러한 반응성이 적은 특성 때문에 지구상에는 거의 존재하지 않습니다.

지구상에 거의 존재하지 않는 헬륨은 대기 중이 아닌 지각에 존재하며 광석, 유전(油田)에서 많이 발견되고 채굴합니다.(화합물의 형태가 아닌 사이에 낀 형태로 발견됩니다.)

헬륨은 한정 자원이므로 현재 점점 고갈되는 중입니다.

이렇게 채굴된 헬륨은 반응성이 없고 가벼운 특성을 이용하여 심해 잠수부의 산소통에 이용되며,

끓는점이 낮다는 점을 이용해 초저온 냉각제로 이용되기도 합니다.

잠수부의 산소통에 활용되는 헬륨

일상생활에서는 목소리 변조 와 풍선에 헬륨을 주로 사용합니다.

목소리가 변조되는 이유는 헬륨은 일반 공기보다 무게가 가볍기 때문에 대기 중 이동속도가

약 3배 정도 빨라집니다. 이동속도가 빠르면 그만큼 성대를 더 많이 진동시키게 되고 따라서 평소보다 높은 목소리를 낼 수 있습니다. 하지만 헬륨은 공기보다 가볍기 때문에 말하는 동안 이미 대기 중으로 퍼지게 되고 높은 목소리는 일시적으로 밖에 낼 수가 없습니다.

풍선에 주로 사용되는 이유는 일반 대기보다 가벼워서 풍선이 잘 뜨게 되며 반응성이 적어서

외부의 충격에 쉽게 반응하지 않기 때문입니다.

 

 

<사진출처>

일식 사진: https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2164910&cid=44413&categoryId=44413

헬륨 원자구조: https://blog.naver.com/applepop/90188929077

헬륨 통 : https://blog.naver.com/rookie1005/221063922848

잠수부 사진: https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1540111&cid=47309&categoryId=47309