Avainero – helium vs happi
Helium ja happi ovat kaksi kemiallista alkuainetta jaksollisessa taulukossa, vaikka niiden välillä voidaan havaita merkittävä ero niiden kemiallisten ominaisuuksien perusteella. Ne ovat molemmat kaasuja huoneenlämpötilassa; mutta helium on kemiallisesti inertti jalokaasu. Näiden kahden alkuaineen kemialliset ominaisuudet ovat täysin erilaisia. Esimerkiksi; Happi reagoi nopeasti monien alkuaineiden ja yhdisteiden kanssa, kun taas helium ei reagoi minkään kanssa. Tämä voidaan tunnistaa keskeiseksi eroksi heliumin ja hapen välillä. Heliumin inertillä käyttäytymisellä on kuitenkin niin monia kaupallisia sovelluksia, ja myös happi on yksi arvokkaimmista kaasuista sekä ihmisille että eläimille.
Mikä on helium?
Helium on maailmankaikkeuden toiseksi yleisin alkuaine, ja se on jaksollisen järjestelmän toiseksi kevyin alkuaine. Se on huoneenlämpötilassa mauton, hajuton ja väritön monoatomikaasu, jonka kiehumispiste on alhainen. Helium on jalokaasuperheen ensimmäinen jäsen, ja se on vähiten reaktiivinen alkuaine. Siinä on vain kaksi elektronia, jotka vetoavat voimakkaasti ytimeen. Suuria määriä heliumia syntyy luonnostaan tähtien energiaa tuottavissa fuusioreaktioissa. Mineraalien radioaktiivinen hajoaminen tuottaa myös heliumia. Lisäksi maakaasuesiintymät sisältävät myös heliumkaasua.
Heliumilla on joitain epätavallisia ominaisuuksia; se muuttuu supernesteeksi hyvin matalissa lämpötiloissa. Superneste voi virrata ylöspäin painovoimaa vastaan. Heliumilla on alhaisin sulamispiste kaikista muista alkuaineista. Se on ainoa alkuaine, jota ei voida jähmettää alentamalla lämpötilaa.
Mikä on happi?
Happi kuuluu jaksollisessa taulukossa kalkogeeniryhmään (ryhmä VI A). Se on kaksiatominen, erittäin reaktiivinen, väritön ja hajuton kaasu. Happi on mass altaan kolmanneksi runsain alkuaine universumissa. Useimmissa kemiallisissa reaktioissa; Happi toimii hapettavana aineena, mutta se voi myös pelkistää joitain kemiallisia yhdisteitä. Happella on kahdenlaisia allotroopeja; dihappi (O2) ja trihappi (O3), jota kutsutaan otsoniksi.
Mitä eroa on heliumilla ja hapella?
Heliumin ja hapen ominaisuudet:
Reaktiivisuus:
Helium:
Helium on inertti kaasu; se on vähiten reaktiivinen alkuaine jalokaasuperheessä. Toisin sanoen helium on täysin inertti, se ei reagoi minkään muun alkuaineen kanssa.
Happi:
Heliumiin verrattuna hapen kemiallinen reaktiivisuus on erittäin korkea. Vaikka se on kahden molekyylin stabiili kaasu huoneenlämpötilassa, se reagoi nopeasti niin monien alkuaineiden ja yhdisteiden kanssa. Happi ei kuitenkaan reagoi itsensä, typen, happojen, emästen ja veden kanssa normaaleissa olosuhteissa. Happi voi toimia sekä hapettimena että pelkistimenä; siksi se näyttää niin monia kemiallisia reaktioita. Sillä on toiseksi korkein elektronegatiivisuusarvo (fluorin vieressä) muista reaktiivisista alkuaineista. Hapen liukoisuus veteen riippuu lämpötilasta.
Hapetustilat:
Helium:
Helium ei osoita useita hapetustiloja. Sillä on vain yksi hapetustila; se on nolla.
Happi:
Hapen yleisin hapetusaste on -2. Mutta sen hapetusasteet ovat -2, -1, -1/2, 0, +1 ja +2.
Isotoopit:
Helium:
Luonnossa esiintyviä heliumin isotooppeja on kahdenlaisia; Helium 3 (3He) ja Helium 4 (4He). 3Hän suhteellinen runsaus on hyvin alhainen verrattuna 4Hään. Heliumista on valmistettu kolme radioaktiivista isotooppia, mutta niillä ei ole kaupallisia sovelluksia.
Happi:
Happessa on neljä isotooppia, mutta vain kolme isotooppia ovat stabiileja; ne ovat 16O, 17O ja18O. Yleisin tyyppi on 16O, mikä tekee noin 99,762 %.
Sovellukset:
Helium:
Heliumin kemiallisesti inertillä käyttäytymisellä on lukuisia käyttökohteita. Sitä käytetään matalan lämpötilan tutkimuksessa jäähdytysjärjestelmissä, polttoaineen lähteenä raketteissa, hitsausprosessissa, lyijynilmaisujärjestelmissä, ilmapallojen täyttämiseen ja esineiden reagoimisen estämiseen hapen kanssa.
Happi:
Happella on monia käyttötarkoituksia jokapäiväisessä elämässämme, alkaen hengityksestä; ihmiset ja eläimet eivät voi elää ilman happea. Joitakin muita esimerkkejä ovat: valmistaa lääkkeitä, happoja, polttoon, veden puhdistukseen, hitsaukseen ja metallien sulatukseen.
Kuva: 1. Elektronikuori 002 Helium – ei etikettiä Tekijä Pumbaa (alkuperäinen Greg Robsonin teos) [CC BY-SA 2.0], Wikimedia Commonsin kautta 2. Elektronikuori 008 Oxygen (diatominen ei-metallinen) – ei etikettiä Tekijä DePiep (Oma työ) [CC BY-SA 3.0], Wikimedia Commonsin kautta
