Atomul care nu se leagă de nimic
Un atom de heliu e alcătuit din doi protoni, doi neutroni și doi electroni care umplu complet primul strat. Acest strat închis este întreaga lui chimie: heliul are cea mai mare energie de ionizare dintre toate elementele, nu formează compuși stabili în condiții obișnuite și există ca atomi izolați. Este incolor, inodor și, după hidrogenElement: Hidrogen. Cel mai ușor element și cea mai mare parte a universului, cel mai ușor gaz care există.
Atomii lui se atrag atât de puțin încât este substanța cel mai greu de condensat. Fierbe la 4,22 K, mai jos decât orice altceva, iar la presiune atmosferică nu îngheață niciodată: mișcarea atomilor lui ușori îl ține lichid până la zero absolut, iar ca să devină solid e nevoie de circa 25 de atmosfere. Sub 2,17 K lichidul devine superfluid, cum a descoperit Piotr Kapița în 1938: curge fără frecare, se cațără pe pereții vasului și conduce căldura aproape perfect. Aproape tot este ⁴He; izotopul mai ușor, ³He, cam un atom dintr-un milion, e și el superfluid, sub 0,0025 K.
De unde vine
Cam 24 % din masa materiei obișnuite a universului este heliu. Cea mai mare parte s-a format în primele minute de după Big Bang; restul se formează în stele, care fuzionează hidrogenul în heliu.
Pe Pământ este rar. Aerul conține 5,24 părți la un milion în volum, iar planeta nu poate păstra nici măcar atât: atomii de heliu sunt prea ușori ca gravitația să-i rețină, așa că urcă și se pierd în spațiu. Heliul pe care îl folosim vine din subsol, unde s-a format vreme de sute de milioane de ani prin dezintegrarea alfa a uraniului și a toriului — o particulă alfa nu e altceva decât un nucleu de heliu — și s-a adunat în aceleași capcane care rețin gazul natural. Cele mai bogate zăcăminte sunt în Statele Unite, Qatar, Algeria și Rusia. Se separă răcind gazul până când tot restul s-a lichefiat și numai heliul rămâne gaz.
La ce folosește
Heliul este cel mai rece lichid care există, iar acesta îi este rostul principal. Răcește magneții supraconductori din aparatele RMN, din spectrometrele de laborator și din acceleratoarele de particule — Marele Accelerator de Hadroni conține peste o sută de tone. Pentru că nu reacționează, protejează arcul la sudură și presurizează rezervoarele de combustibil ale rachetelor. Pentru că e ușor, ridică baloane și dirijabile în locul hidrogenului care a ars Hindenburgul. Scafandrii de mare adâncime îl respiră amestecat cu oxigen, fiindcă, spre deosebire de azot, nu tulbură mintea sub presiune; iar sunetul îl străbate de aproape trei ori mai repede decât aerul, motiv pentru care o gură de heliu subțiază vocea.
Nu e regenerabil la nicio scară de timp omenească. Fiecare balon scăpat e heliu care părăsește planeta.
Descoperire și nume
Heliul este singurul element găsit pe cer înainte de a fi găsit pe Pământ. La 18 august 1868, urmărind o eclipsă totală de la Guntur, în India, Pierre Janssen a văzut în spectrul protuberanțelor solare o linie galbenă strălucitoare care nu se potrivea cu nimic cunoscut. Două luni mai târziu, Norman Lockyer, la Londra, a descoperit că putea vedea linia și fără eclipsă; el și chimistul Edward Frankland au propus un element nou și l-au numit heliu, de la grecescul helios, soarele — cu terminația unui metal, cum presupunea Lockyer că trebuie să fie.
În 1895, William Ramsay, căutând argon în cleveit, un mineral de uraniu, a eliberat un gaz care prezenta aceeași linie galbenă; Lockyer și William Crookes au confirmat, iar Per Teodor Cleve și Nils Langlet l-au găsit independent la Uppsala. Heike Kamerlingh Onnes l-a lichefiat la Leiden în 1908 și, cu ajutorul lui, a descoperit trei ani mai târziu supraconductivitatea.