hélium
(latin scientifique helium, du grec hêlios, soleil)
Gaz rare le plus léger. (Élément de symbole He.)
- Numéro atomique : 2
- Masse atomique : 4,0026
- Température de fusion : − 269,7 °C
- Température d'ébullition : − 268,934 °C
- Masse volumique : 0,126 g/cm3
L'hélium fut découvert dans le spectre solaire, en 1868, par J. Janssen et N. Lockyer. Sa présence fut ensuite décelée dans le dégagement gazeux de certains minerais d'uranium (le noyau d'hélium est émis par les corps radioactifs) et dans l'air, à raison de 5 cm3 pour 1 m3. Monoatomique, comme tous les gaz rares, l'hélium est le plus difficile à liquéfier de tous les gaz. Sa liquéfaction, réalisée en 1908 par K. Onnes, a permis d'obtenir des températures voisines du zéro absolu.
Ses deux isotopes stables (3He et 4He) ont, à basse température, des propriétés physiques qui sont la manifestation macroscopique de phénomènes quantiques. À cause de l'agitation quantique, l'hélium reste liquide jusqu'au zéro absolu, à la différence de tous les autres corps, qui sont solides dans les mêmes conditions. À partir de 2 mK pour le 3He et de 2,17 K pour le 4He le liquide se sépare en deux phases dont l'une, stable, appelée hélium II (par opposition à l'hélium I, qui désigne l'hélium liquide aux températures supérieures), est douée de superfluidité. L'hélium-4 est liquéfié à l'échelle industrielle et utilisé comme liquide cryogénique de base pour la production des très basses températures. La miscibilité du 3He et du 4He est exploitée dans les réfrigérateurs à dilution. Extrait de l'air par liquéfaction des autres gaz, l'hélium est employé pour son ininflammabilité au gonflement de ballons-sondes et, pour sa faible viscosité, dans le traitement de l'asthme et en plongée sous-marine.
