How big is Helyum Atomu?

Bir helyum atomunda, iki protondan ve hemen her zaman iki nötrondan oluşan bir çekirdeğin çevresinde iki elektron bulunur. Bu sitedeki hidrojen atomuyla aynı yöntemle, yani elektronlarının en büyük olasılıkla bulunduğu uzaklığın iki katı olarak ölçüldüğünde, yaklaşık 0,06 nanometre, yani 62 pikometre genişliğindedir. Bir pikometre, bir metrenin trilyonda biridir.

Boyut

Bir atomun katı bir şekli ya da büyüklüğü yoktur. Elektronları, çekirdeğin çevresinde keskin bir dış sınırı olmayan bir bulut oluşturur. Bu yüzden bir atomun büyüklüğünü tanımlamanın birkaç yolu vardır ve her biri farklı bir sayı verir. Burada verilen değer, elektronların en büyük olasılıkla bulunduğu yere ilişkin hesaplamalardan gelir.

Bu ölçüte göre helyumun elektronları çekirdekten yaklaşık 31 pikometre uzaklıkta en büyük olasılıkla bulunur; bu yüzden atomun genişliği yaklaşık 62 pikometredir. Bu, helyumu hidrojenden daha küçük yapar; oysa helyumun elektron sayısı iki katıdır. Helyumun çekirdeğinde bir yerine iki proton vardır ve bu protonların daha güçlü çekimi elektronları daha yakına çeker.

Kimyacılar ayrıca, birbirinden ayrı iki atomun birbirini itmeden önce birbirine ne kadar yaklaşabildiğini de ölçer. Van der Waals yarıçapı adı verilen bu ölçüt, bir helyum atomunun genişliğini yaklaşık 280 pikometre olarak verir.

Boyut karşılaştırmaları

Aynı ölçüte göre 106 pikometre genişliğindeki bir hidrojen atomu, bir helyum atomunun yaklaşık 1,7 katı genişliğindedir.
Bir helyum atomu, yaklaşık 3,4 femtometre genişliğindeki çekirdeğinin yaklaşık 18.000 katı genişliğindedir. Bir femtometre, bir nanometrenin milyonda biridir.
Bir helyum atomu, bir Amerikan futbolu sahasının sayı bölgeleri dahil 110 metrelik uzunluğuna büyütülse, çekirdeği yaklaşık 6 milimetre genişliğinde olurdu.
Yan yana dizilen yaklaşık 1,3–1,6 milyon helyum atomu, bir insan saçının kalınlığını baştan başa kaplardı.
Uç uca dizilen, 1 pikometrelik yaklaşık 60 gama ışını dalga boyu, bir helyum atomunu baştan başa kaplardı.

Güneş’te keşfedildi

Helyum, Dünya’da bulunmadan önce Güneş’te bulundu. Her element, tayf adı verilen, keskin renkli çizgilerden oluşan bir desenle ışık yayar; bu desen parmak izi gibi işler. 1868’de gökbilimciler Pierre Janssen ve Joseph Norman Lockyer, Güneş’in tayfında bilinen hiçbir elemente uymayan sarı bir çizgiyi ayrı ayrı gördü. Lockyer yeni elemente, Yunanca Güneş sözcüğü olan Helios’tan yola çıkarak ad verdi.

1895’te kimyacı William Ramsay, bir uranyum minerali asitte çözüldüğünde açığa çıkan gazda helyumu Dünya’da buldu. Uppsala’da çalışan İsveçli kimyacılar Per Teodor Cleve ve Nils Abraham Langlet de aynı yıl helyumu bağımsız olarak buldu.

Helyum nereden gelir

Helyum, evrende hidrojenden sonra en bol bulunan ikinci elementtir ve Güneş’in kütlesinin yaklaşık dörtte birini oluşturur. Dünya’da helyum, uranyum ve toryum bozunduğunda oluşur. Bu elementler alfa parçacıkları fırlatır; bunların her biri bir helyum çekirdeğidir. Bir çekirdek iki elektron yakaladığında helyum atomu olur.

Bu helyumun bir kısmı yer altında hapsolur ve yüzde 7’ye kadar helyum içerebilen doğal gazdan çıkarılır. Havaya karışan helyum, Dünya’dan büsbütün ayrılıp uzaya savrulacak kadar hafiftir. Sıvı helyum −269 santigrat derecede kaynar; bu, herhangi bir maddenin en düşük kaynama noktasıdır. Bu yüzden hastanelerdeki MR tarayıcılarının çoğunda mıknatısları soğutmak için kullanılır.