تفاوت کلیدی – هلیوم در مقابل اکسیژن
هلیوم و اکسیژن دو عنصر شیمیایی در جدول تناوبی هستند که بر اساس خواص شیمیایی آنها تفاوت قابل توجهی بین آنها مشاهده می شود. آنها هر دو گاز در دمای اتاق هستند. اما، هلیم یک گاز نجیب بی اثر شیمیایی است. خواص شیمیایی این دو عنصر کاملاً با یکدیگر متفاوت است. مثلا؛ اکسیژن به سرعت با بسیاری از عناصر و ترکیبات واکنش نشان می دهد، در حالی که هلیم با هیچ یک از آنها واکنش نشان نمی دهد. این را می توان به عنوان تفاوت اصلی بین هلیوم و اکسیژن شناسایی کرد. با این حال، رفتار بی اثر هلیوم کاربردهای تجاری زیادی دارد و همچنین اکسیژن یکی از ارزشمندترین گازها برای انسان و حیوانات است.
هلیوم چیست؟
هلیوم دومین عنصر فراوان در جهان است و دومین عنصر سبک در جدول تناوبی است. این گاز یک اتمی بی مزه، بی بو و بی رنگ در دمای اتاق با نقطه جوش کم است. هلیم اولین عضو از خانواده گازهای نجیب است و کمترین عنصر واکنش پذیر است. فقط دو الکترون دارد که به شدت به سمت هسته جذب می شوند. مقادیر زیادی هلیم به طور طبیعی در واکنش‌های همجوشی انرژی‌زا در ستارگان تولید می‌شود. تجزیه رادیواکتیو مواد معدنی نیز هلیوم تولید می کند. علاوه بر این، ذخایر گاز طبیعی حاوی گاز هلیوم نیز هستند.
هلیوم دارای برخی خواص غیرعادی است. در دماهای بسیار پایین به یک ابر سیال تبدیل می شود. یک ابر سیال می تواند در برابر گرانش به سمت بالا جریان یابد. هلیم کمترین نقطه ذوب را در بین سایر عناصر دارد. این تنها عنصری است که با کاهش دما نمی توان آن را جامد کرد.
اکسیژن چیست؟
اکسیژن عضوی از گروه کالکوژن (گروه VI A) در جدول تناوبی است. این یک گاز دو اتمی، بسیار واکنش پذیر، بی رنگ و بی بو است. اکسیژن سومین عنصر فراوان در جهان از نظر جرم است. در اکثر واکنش های شیمیایی؛ اکسیژن به عنوان یک عامل اکسید کننده عمل می کند، اما می تواند برخی از ترکیبات شیمیایی را نیز کاهش دهد. اکسیژن دو نوع آلوتروپ دارد. دی‌اکسیژن (O2) و تری اکسیژن (O3)، که ازن نامیده می شود.
تفاوت هلیوم و اکسیژن چیست؟
خواص هلیوم و اکسیژن:
واکنشی:
هلیوم:
هلیوم یک گاز بی اثر است. این عنصر کمترین واکنش در خانواده گازهای نجیب است. به عبارت دیگر هلیم کاملاً بی اثر است و با هیچ عنصر دیگری واکنش نشان نمی دهد.
اکسیژن:
در مقایسه با هلیوم، واکنش شیمیایی اکسیژن بسیار بالاست. اگرچه این گاز در دمای اتاق یک گاز پایدار دو مولکولی است، اما به سرعت با عناصر و ترکیبات زیادی واکنش نشان می دهد. با این حال، اکسیژن با خود، نیتروژن، اسیدها، بازها و آب در شرایط عادی واکنش نمی دهد. اکسیژن می تواند هم به عنوان عامل اکسید کننده و هم به عنوان عامل کاهنده عمل کند. بنابراین واکنش های شیمیایی زیادی را نشان می دهد. دارای دومین مقدار الکترونگاتیوی بالاتر (بعد از فلوئور) نسبت به سایر عناصر راکتیو است. حلالیت اکسیژن در آب به دما بستگی دارد.
حالت های اکسیداسیون:
هلیوم:
هلیوم چندین حالت اکسیداسیون را نشان نمی دهد. فقط یک حالت اکسیداسیون دارد. صفر است.
اکسیژن:
رایج ترین حالت اکسیداسیون اکسیژن -2 است. اما، قادر به داشتن حالت های اکسیداسیون -2، -1، -1/2، 0، +1، و +2 است.
ایزوتوپ ها:
هلیوم:
دو نوع ایزوتوپ طبیعی هلیم وجود دارد. هلیوم 3 (3He) و هلیوم 4 (4He). فراوانی نسبی 3He در مقایسه با 4He بسیار پایین است. سه ایزوتوپ رادیواکتیو هلیم ساخته شده است، اما هیچ کاربرد تجاری ندارند.
اکسیژن:
اکسیژن چهار ایزوتوپ دارد، اما تنها سه ایزوتوپ پایدار هستند. آنها 16O، 17O و18O هستند. فراوان ترین نوع 16O است که حدود 99.762% را تشکیل می دهد.
برنامه های کاربردی:
هلیوم:
رفتار شیمیایی بی اثر هلیوم کاربردهای متعددی دارد. در تحقیقات دمای پایین در سیستم های خنک کننده، به عنوان منبع سوخت در موشک ها، در فرآیند جوشکاری، در سیستم های تشخیص سرب، برای پرکردن بالن ها و جلوگیری از واکنش اجسام با اکسیژن استفاده می شود.
اکسیژن:
اکسیژن در زندگی روزمره ما کاربردهای زیادی دارد که از تنفس شروع می شود. انسان ها و حیوانات نمی توانند بدون اکسیژن زندگی کنند. برخی از نمونه های دیگر عبارتند از؛ برای تولید داروها، اسیدها، در احتراق، تصفیه آب، جوشکاری و ذوب فلزات.
تقدیم از تصویر: 1. پوسته الکترونی 002 هلیوم - بدون برچسب توسط Pumbaa (کار اصلی توسط گرگ رابسون) [CC BY-SA 2.0]، از طریق Wikimedia Commons 2. پوسته الکترونی 008 اکسیژن (نافلز دواتمی) - برچسب توسط DePiep (کار شخصی) [CC BY-SA 3.0]، از طریق Wikimedia Commons
