הבדל מפתח – הליום לעומת חמצן
הליום וחמצן הם שני יסודות כימיים בטבלה המחזורית אם כי ניתן להבחין בהבדל משמעותי ביניהם על סמך התכונות הכימיות שלהם. שניהם גזים בטמפרטורת החדר; אבל, הליום הוא גז אציל אינרטי מבחינה כימית. התכונות הכימיות של שני היסודות הללו שונים לחלוטין זה מזה. לדוגמה; חמצן מגיב במהירות עם יסודות ותרכובות רבות, בעוד שהליום אינו מגיב עם אף אחד מהם. ניתן לזהות זאת כהבדל העיקרי בין הליום לחמצן. עם זאת, להתנהגות האינרטית של הליום יש כל כך הרבה יישומים מסחריים, וגם חמצן הוא אחד הגזים החשובים ביותר עבור בני אדם ובעלי חיים כאחד.
מה זה הליום?
הליום הוא היסוד השני בשכיחותו ביקום, והוא היסוד השני הקל בטבלה המחזורית. זהו גז מונוטומי חסר טעם, חסר ריח וצבע בטמפרטורת החדר עם נקודת רתיחה נמוכה. הליום הוא החבר הראשון במשפחת הגזים האצילים, והוא היסוד הכי פחות תגובתי. יש לו רק שני אלקטרונים שנמשכים חזק לגרעין. כמויות גדולות של הליום מיוצרות באופן טבעי בתגובות היתוך מייצרות אנרגיה בכוכבים. ההתפרקות הרדיואקטיבית של מינרלים מייצרת גם הליום. בנוסף, מרבצי גז טבעי מכילים גם את גז ההליום.
להליום יש כמה תכונות יוצאות דופן; הוא הופך לנוזל-על בטמפרטורות נמוכות מאוד. נוזל-על יכול לזרום כלפי מעלה כנגד כוח המשיכה. להליום יש את נקודת ההיתוך הנמוכה ביותר מבין כל היסודות האחרים. זהו היסוד היחיד שלא ניתן למצק על ידי הורדת הטמפרטורה.
מהו חמצן?
חמצן הוא חבר בקבוצת הכלקוגן (קבוצה VI A) בטבלה המחזורית. זהו גז דיאטומי, תגובתי מאוד, חסר צבע, חסר ריח. חמצן הוא היסוד השלישי בשכיחותו ביקום במסה. ברוב התגובות הכימיות; חמצן פועל כחומר מחמצן, אך הוא יכול גם להפחית כמה תרכובות כימיות. לחמצן יש שני סוגים של אלוטרופים; דיאוקסגן (O2) וטריאוקסגן (O3), הנקרא אוזון.
מה ההבדל בין הליום לחמצן?
מאפיינים של הליום וחמצן:
תגובתיות:
הליום:
הליום הוא גז אינרטי; זהו היסוד הכי פחות תגובתי במשפחת הגזים האצילים. במילים אחרות, הליום אינרטי לחלוטין, הוא אינו מגיב עם שום יסוד אחר.
חמצן:
בהשוואה להליום, התגובתיות הכימית של חמצן גבוהה במיוחד. למרות שזהו גז יציב די-מולקולרי בטמפרטורת החדר, הוא מגיב במהירות עם כל כך הרבה יסודות ותרכובות. עם זאת, חמצן אינו מגיב עם עצמו, חנקן, חומצות, בסיסים ומים בתנאים רגילים. חמצן יכול לשמש גם כחומר מחמצן וגם כחומר מפחית; לכן הוא מראה כל כך הרבה תגובות כימיות. יש לו את ערך האלקטרושליליות השני בגובהו (לצד הפלואור) מיסודות תגובתיים אחרים. מסיסות החמצן במים תלויה בטמפרטורה.
מדינות חמצון:
הליום:
הליום אינו מראה מצבי חמצון מרובים. יש לו רק מצב חמצון אחד; זה אפס.
חמצן:
מצב החמצון הנפוץ ביותר של חמצן הוא -2. אבל, הוא מסוגל לקבל מצבי חמצון של -2, -1, -1/2, 0, +1 ו-+2.
איזוטופים:
הליום:
ישנם שני סוגים של איזוטופי הליום המופיעים באופן טבעי; הליום 3 (3He) והליום 4 (4He). השפע היחסי של 3הוא נמוך מאוד בהשוואה ל-4He. נוצרו שלושה איזוטופים רדיואקטיביים של הליום, אך אין להם יישומים מסחריים.
חמצן:
לחמצן יש ארבעה איזוטופים, אבל רק שלושה איזוטופים יציבים; הם 16O, 17O ו18O. הסוג השכיח ביותר הוא 16O, שעושה בערך 99.762%.
יישומים:
הליום:
להתנהגות האינרטית מבחינה כימית של הליום יש מספר רב של יישומים. הוא משמש במחקר בטמפרטורות נמוכות במערכות קירור, כמקור דלק ברקטות, בתהליך הריתוך, במערכות זיהוי עופרת, למילוי בלונים ולמניעת תגובת עצמים עם חמצן.
חמצן:
לחמצן שימושים רבים בחיי היומיום שלנו, החל מהנשימה; בני אדם ובעלי חיים לא יכולים לחיות בלי חמצן. כמה דוגמאות אחרות כוללות; לייצר תרופות, חומצות, בעירה, טיהור מים, ריתוך והתכה של מתכות.
תמונה באדיבות: 1. מעטפת אלקטרונים 002 הליום – ללא תווית מאת Pumbaa (עבודה מקורית מאת גרג רובסון) [CC BY-SA 2.0], דרך ויקימדיה קומונס 2. מעטפת אלקטרונים 008 Oxygen (לא מתכת דואטומי) – ללא תווית מאת DePiep (עבודה עצמית) [CC BY-SA 3.0], דרך Wikimedia Commons
