Helium is het kleinste van alle elementen: omdat de kern meer lading heeft dan bij waterstof bevinden de elektronen zich in een iets ‘strakkere’ baan. Helium is een inert, niet reactief, kleurloos mono-atomair gas. Na waterstof is helium het meest voorkomende element van het heelal. Het is het lichtste edelgas, bekend als vulling van ballonnen en als koelmiddel.

Symbool

He

Protonen/elektronen

2

Groep

18

Isotopen

3He, 4He

Periode

1

Elektronenconfiguratie

1s2

Blok

s

Elektronencofiguratie Bohr

2

Bij kamertemperatuur

gas

Elektronegativiteit

-

Dichtheid

0.17 kg m-3

Atoomstraal

-

Smeltpunt

-272 oC (2 K)

Relatieve atoommassa

4.0026

Kookpunt

-268.8 oC (4.2 K)

Soortelijke warmte

5100 J kg-1K-1

Warmtegeleidingscoëfficiënt

0.144 W m-1K-1

Selecteer

Toepassingen
Naam & ontdekking
Voorkomen
Bereiding
Beeld en audio
Toepassingen

Toepassingen

Naam & ontdekking

Voorkomen

Bereiding

Beeld en audio

Toepassingen

Vulling van luchtballon en luchtschip

Helium is een edelgas en daardoor onbrandbaar. Dat maakt het veel beter geschikt dan het brandbare, explosieve waterstof als vulmiddel voor luchtballons of luchtschepen. Een bijkomend voordeel is dat het minder snel door een ballonwand dringt dan waterstof.

Het nadeel van helium is de hogere prijs en daarom maakt men soms gebruik van een mengsel van 80% helium en 20% waterstof. Een andere oplossing bestaat uit gecompartimenteerde ballonnen met helium in de buitenste compartimenten en waterstof binnenin. Het gevaar voor explosies is dan een stuk kleiner.

Ballonnen voor meteorologisch onderzoek, die hoogtes bereiken tot 40 km, zijn uitsluitend gevuld met helium. In de bemande ballonvaart gaat de voorkeur uit naar warme lucht. Voor ballonvaarten op grote hoogte, zoals tijdens recordbrekende non-stop vluchten rond de wereld, zijn dubbele systemen ontwikkeld. Daarbij is een compartiment gevuld met helium omringd door een compartiment met warme lucht.

Duikgas

Bij het duiken op grote diepte (dieper dan 30 m) kan de gebruikelijke zuurstofvoorziening met perslucht tot zogenaamde stikstofnarcose leiden. De hoge druk leidt tot een overdaad aan stikstof in het lichaam van de duiker. Dit leidt tot een dronken gevoel (vandaar de benaming ‘Martini’-effect, of dieptedronkenschap). Dit is te voorkomen door (een deel van) de 78% stikstof in perslucht te vervangen door helium. Bekende duikgassen zijn Trimix (stikstofzuurstof-helium) en Heliox (helium-zuurstof).

Lektestgas

Lekken in (gas)leidingen zijn op te sporen met behulp van verschillen in warmtegeleiding. Helium wordt vaak gebruikt voor deze Thermo Conduction Detection (TCD) omdat het een zeer goede warmtegeleiding heeft.

Laser

Een gasmengsel van helium en neon is een geschikt medium voor het opwekken van laserlicht. De allereerste gaslaser (1960) was er mee gevuld en het is nog steeds populair bij laserfabrikanten. Het levert relatief goedkope lasers met licht van allerlei golflengtes. In het zichtbare spectrum gaat het om de kleuren groen, geel, oranje en rood.

De rode HeNe laser (golflengte 633 nm) kent de hoogste efficiëntie en deze wordt dan ook veel toegepast in industrie, wetenschap en onderwijs. Bij de aanleg van de Kanaaltunnel werd deze laser gebruikt voor positiebepalingen.

Beschermgas

Bij het lassen van metalen als aluminium, titaan, molybdeen, magnesium of roestvrij staal kan helium als beschermgas dienen. Een constante aanvoer van het inerte gas schermt het hete smeltbad van de las-in-wording af, zodat gassen uit de omgeving er niet op kunnen inwerken. Dit voorkomt de vorming van oxiden en nitriden en verhoogt de kwaliteit van de lasverbinding. Helium is puur te gebruiken, maar ook gemengd met argon (ook een edelgas) of andere gassen (bijvoorbeeld kooldioxide).

Ook bij de productie van optische vezels en halfgeleiders wordt helium als beschermgas toegepast. Het voorkomt onzuiverheden als gevolg van de inwerking van omgevingsgassen.

Koelmiddel

Vloeibaar helium (kouder dan – 268,9 ºC) speelt een cruciale rol bij de toepassing van supergeleiding. De veelgebruikte ’traditionele’ supergeleidende materialen verliezen bij zeer lage temperaturen hun elektrische weerstand. Ze zijn bijvoorbeeld te vinden in de magneten van MRI-scanners in ziekenhuizen.

MRI (de afkorting staat voor magnetic resonance imaging) werkt met zeer krachtige magneetvelden en met radiogolven. De laatste zorgen voor de trilling van de kernen van waterstofatomen in het lichaam, en om dat te kunnen detecteren is het magneetveld nodig. Aangezien verschillende weefsels in het lichaam anders reageren op de radiogolven is een lichaam met MRI ‘van binnen’ in beeld te brengen

Verdere toepassingen

  • (Bij)vulling in gasontladingsbuizen (geel licht)
  • (Precisie)gasthermometer
  • Dragergas bij de gaschromatografie
  • Opsporen of volgen van onderaardse water- en gasstromen
  • Stralingsdetectoren
  • Therapie voor astma (80% He / 20% O2; bij een lagere dichtheid gaat het ademen veel beter)
  • Drukvulling in brandstoftanks van raketten (verdamping van vloeibaar helium houdt de tank onder druk).
  • Medium in supersone windtunnels

Naam

De naam helium is afgeleid van het Griekse woord helios, dat zon betekent. Helium werd voor het eerst (indirect) op de zon waargenomen.

Ontdekking

Tijdens de zonsverduistering van 1868 zag de Franse astronoom Pierre Jules César Janssen in het zonnespectrum een heldere gele lijn van 588 nm (vlak bij de zogenaamde natrium-D-lijn). Enkele maanden later nam ook zijn Engelse collega Joseph Norman Lockyer deze lijn waar. Lockyer concludeerde dat er een ‘zonne-element’ helium zou moeten zijn, maar veel tijdgenoten betwijfelden dat.

Pas in 1881 stelde de Italiaanse natuurkundige Luigi Palmieri het aardse voorkomen van helium vast bij zijn spectraalanalyse van lava afkomstig van de Vesuvius. In 1895 werd helium voor het eerst geïsoleerd. Dit gebeurde min of meer meer gelijktijdig door de Zweedse geoloog Per Teodor Cleve met zijn landgenoot chemicus Nils Abraham Langlet, en de Schotse chemicus William Ramsay. Zij troffen helium aan in het uraanhoudende mineraal cleveiet. Pas later werd helium ook in de atmosfeer gevonden.

Voorkomen

Helium is één van de meest voorkomende elementen in het universum.

Op aarde is het vooral aanwezig in uraanhoudende mineralen (als restproduct van de radioactieve vervalreeks van 238U) en in aardgasvelden. De hoeveelheid helium in aardgas loopt uiteen van ongeveer 0,5% tot bijna 10%. De aardkorst bestaat voor 8.10-7 % uit helium, het staat op de 72e plaats in de lijst van meest voorkomende elementen.

In de dampkring bedraagt het aandeel van helium 5,2.10-4 %

Winning

De voornaamste heliumbevattende aardgasvelden liggen in de Verenigde Staten (New Mexico, Oklahoma, Kansas en Utah), Canada, Nederland, Engeland, Algerije, Rusland (Siberië), Kazakstan, Azerbeidzjan, Oekraïne, Oezbekistan, Kirgizië en Polen.

Bereiding

Vroeger

In 1898 lukte het helium te isoleren via destillatie van vloeibare lucht (als onderdeel van de neonfractie). De Nederlandse natuurkundige Heike Kamerlingh Onnes slaagde er in 1908 als eerste in om helium vloeibaar te maken, bij 4,2 K (- 269 ºC). Dit leverde hem in 1913 de Nobelprijs voor natuurkunde op.

Tegenwoordig

Helium is in het laboratorium te bereiden door het verhitten van uraanhoudende mineralen (cleveiet, monaziet, thorianiet) in een porseleinen buis tot ca. 1200 °C. Op industriële schaal wordt helium verkregen door gefractioneerde destillatie van vloeibare lucht of vloeibaar aardgas.

Bekijk foto’s en filmpjes
filmpje icoon Helium - Periodic Videos
Filmpje
Helium - Periodic Videos
Bekijk het filmpje
afbeelding icoon Elektronenschillen helium
Afbeelding
Elektronenschillen helium
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Helium
Afbeelding
Helium
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Helium tube
Afbeelding
Helium tube
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Helium He
Afbeelding
Helium He
Bekijk de afbeelding
Beluister podcasts (Engels)
podcast icoon Helium - Royal Society of Chemistry
Podcast
Helium - Royal Society of Chemistry
Luister de podcast

Scheikunde studeren

Wat vinden zij van de studies en het werk?

studieorientatie icoon Het mooie aan deze studie zijn de grote labs Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Het mooie aan deze studie zijn de grote labs
Studenten laten je alle ins and outs zien van hbo Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Werken aan nieuwe technieken voor windenergie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Werken aan nieuwe technieken voor windenergie
Vierdejaars student Mart vindt zijn hbo-opleiding top!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Positief bijdragen aan het leven van mensen
Hbo | Chemie
Bedrijf | Beroep
Positief bijdragen aan het leven van mensen
Anna, David en Joeri kijken terug op hun studietijd.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Als chemisch technoloog is elke dag anders Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch technoloog is elke dag anders
Ontdek wat Catrien zo leuk vindt aan haar baan als technoloog.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Van het laboratorium naar Pinkpop Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Van het laboratorium naar Pinkpop
Bekijk Koen als research and development technologist.
Bekijk de story
studieorientatie icoon Chemie is altijd mijn passie geweest Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Chemie is altijd mijn passie geweest
Nick Das studeerde hbo-Chemie en is nu laboratoriummanager.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon CO2-recycling Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
CO2-recycling
Francesco werkt aan CO2 omzetten naar chemicaliën.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Praktijklessen vind ik leuk om te doen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Praktijklessen vind ik leuk om te doen
Nighel studeert Chemie, bekijk zijn filmpje!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Een duurzame coating Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een duurzame coating
Hung Chien zoekt een duurzame manier om coatings te maken.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Opzoek naar de Ronaldo onder de nanodeeltjes Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Opzoek naar de Ronaldo onder de nanodeeltjes
Lotte doet onderzoek naar nanodeeltjes.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Een chemische gereedschapskist voor de toekomst Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een chemische gereedschapskist voor de toekomst
Danny werkt aan alternatieven voor aardolie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemische Technologie studeren in Groningen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemische Technologie studeren in Groningen
Wenke en Jeroen laten je zien wat de opleiding inhoudt.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Timo is chemisch technoloog en projectmanager Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Techniek & Ontwerp
Bedrijf | Beroep
Timo is chemisch technoloog en projectmanager
Hij deelt zijn werkervaringen graag met jou.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Waarom ik moleculen opsluit in een kooi? Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Waarom ik moleculen opsluit in een kooi?
Anne onderzoekt reactie- omstandigheden van moleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik leer ook van dingen naast mijn studie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Ik leer ook van dingen naast mijn studie
Nick studeert Chemie en heeft een top tijd.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Orgaanschade omkeren Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Orgaanschade omkeren
Patricia doet onderzoek naar synthetische materialen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde
Student Sanne vertelt over de studie Chemie aan de HAN.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Als chemisch technoloog blijf je je ontwikkelen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch technoloog blijf je je ontwikkelen
Ontdek wat Fabrice zo leuk vindt aan chemisch technoog zijn.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
Hbo | Chemie
Studie
Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
De wereld van chemie is groter dan je denkt.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Verliefd op moleculen Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Verliefd op moleculen
Bert Meijer doet onderzoek naar de dynamica van moleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Voorsprong met een chemische achtergrond Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Voorsprong met een chemische achtergrond
Bekijk Ruben als management trainee bij Remondis.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Levend materiaal op basis van de natuur Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Levend materiaal op basis van de natuur
Peter onderzoekt slim materiaal gebaseerd op de natuur.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Als chemisch analist moet je kritisch zijn Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch analist moet je kritisch zijn
Lara vertelt over werk als chemisch analist
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon De wereld voeden met licht Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
De wereld voeden met licht
Daniel heeft een kunstmatig fotosynthese proces ontwikkeld.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemie is meer dan alleen maar deeltjes Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemie is meer dan alleen maar deeltjes
Ontdek de studie Chemische Technologie samen met Miriam!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Je bent bij deze studie geen nummer!
Hbo | Chemie
Studie
Je bent bij deze studie geen nummer!
Lees hoe Marjolein Chemische Technologie vindt.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Foute keuzes bestaan niet
Hbo | Chemie
Studie
Foute keuzes bestaan niet
Judesha vertelt over haar studiekeuze proces.
Bekijk het artikel
studieorientatie icoon Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Hbo | Chemie
Studie
Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Volgens Hylke doorgrond je met de juiste formules elk proces.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Oersoep en afvalwater Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Oersoep en afvalwater
Saskia probeert waardevolle moleculen uit afvalwater te halen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Je bent wel met serieus werk bezig Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Je bent wel met serieus werk bezig
Docenten en studenten vertellen over de hbo-studie Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Jij en chemie? Dat geloof ik niet Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Jij en chemie? Dat geloof ik niet
Elisa is nu vierdejaarsstudent Chemie in Amsterdam.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Hbo | Chemie
Studie
Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Lees waarom Femke koos voor het hbo na het vwo.
Bekijk het artikel
studieorientatie icoon Bo koos voor Chemische Technologie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Bo koos voor Chemische Technologie
Bo is enthousiast over haar hbo-opleiding. Bekijk de filmpjes.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Tom loopt stage bij Teijin Aramid Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Bedrijf | Stage
Tom loopt stage bij Teijin Aramid
Tom is student Chemische Technologie en laat zijn stagewerkplek zien.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik ben echt een spin in het web Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Ik ben echt een spin in het web
Isabelle deed Chemische Technologie en is nu continuverbetercoördinator.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Vicky vond de bèta vakken leuk Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Vicky vond de bèta vakken leuk
Bij Chemische Technologie zit ze nu op haar plek.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Op de mavo wilde ik al scheikunde studeren Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Op de mavo wilde ik al scheikunde studeren
Lara is chemisch analist bij het bedrijf Astellas.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Slim membranen maken; in water Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Slim membranen maken; in water
Wiebe doet onderzoek naar membranen in water.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Medicijnen maken van rotte appels Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Medicijnen maken van rotte appels
Uniek project van studenten Chemische Technologie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Een huid voor robots Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een huid voor robots
Professor Zhenan werkt aan kunstmatige elektronische huid.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Goed persoonlijk contact met docenten Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Goed persoonlijk contact met docenten
Matthew koos na het mbo voor de opleiding Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Katalysatoren tegen klimaatverandering Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Katalysatoren tegen klimaatverandering
Charlotte probeert CO2 om te zetten in waardevolle stoffen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Aanval door ons eigen immuunsysteem Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Aanval door ons eigen immuunsysteem
Kim onderzoekt enzymen van auto-immuunziekten.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Kunnen we een implantaat 3D printen? Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Kunnen we een implantaat 3D printen?
Tosca is op zoek naar bruikbare materialen voor 3D printen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Op kleine schaal grote problemen oplossen Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Op kleine schaal grote problemen oplossen
Krzysztof doet onderzoek naar macromoleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon We hebben hier een geweldig lab Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
We hebben hier een geweldig lab
Sanne, Justus en Boyd vertellen waarom zij kozen voor Utrecht.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Een stromend, staalhard materiaal Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een stromend, staalhard materiaal
Lauri ontwerpt chemische bouw-stenen voor nieuwe materialen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Spioneren met je immuunsysteem Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Spioneren met je immuunsysteem
Frans onderzoekt het immuun-systeem voor betere vaccins.
Bekijk het filmpje