Beriliumi është një metal gri i lehtë, i lehtë, mjaft i fortë, i brishtë. Në ajër mbulohet me një film oksid.
Fatura:
Në formën e një substance të thjeshtë në shekullin e 19-të, beriliumi u përftua me veprim kaliumi te anhidrat klorur beriliumi: BeCl2+2K=Be+2KCl.B e C l 2 + 2 K ⟶ B e + 2 K C l (\displaystyle (\mathsf (BeCl_(2)+2K\arrow longright Be+2KCl)))
Aktualisht prodhohet beriliumi reduktimi i fluorit të beriliumit me magnez: BeF2+Mg=Be+MgF2,
ose elektroliza shkrihet një përzierje e klorureve të beriliumit dhe natriumit.
Karakteristikat kimike:
Beriliumi ka vetëm një gjendje oksidimi, +2. Në shumë veti kimike, beriliumi është më i ngjashëm me aluminin sesa me magnezin, i cili ndodhet direkt nën të në tabelën periodike (manifestimi i " ngjashmëri diagonale "). Metali i beriliumit është relativisht pak reaktiv në temperaturën e dhomës.
Pasiivohet në ujë të ftohtë, squfuri i koncentruar dhe acidet nitrik. Një agjent reduktues, ai reagon me ujë të vluar, acide të holluara, alkale të koncentruara, jometale, amoniak, okside metalike dhe digjet në oksigjen dhe ajër kur nxehet. Beriliumi formon komponime ndërmetalike me metalet.
2Be + O 2 (900°C) = 2BeO
Beriliumi nuk reagon me hidrogjenin edhe kur nxehet në 1000°C, por kombinohet lehtësisht me halogjenet, squfurin dhe karbonin.
Be + Hal 2 (ngarkesë) = 2BeHal 2 (7Be+2F→Be 7 F 2 ; 2Be+I 2 →2BeI)
3Be + C 2 H 2 = BeC 2 + H 2
Be + MgO = BeO + Mg
Ndërveprimi me squfurin: 2Be+S→Be 2 S
Ndërveprimi me azotin (N): 2Be+N 2 →2BeN
Beriliumi shpërndahet mirë në të gjitha acidet minerale, përveç, çuditërisht, acidit nitrik. Prej tij, si nga oksigjeni, beriliumi mbrohet nga një film oksid.
Be + 2HCl (i holluar) = BeCl 2 + H 2
3Be + 8HNO3(dil) = 3 Be(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O
Beriliumi reagon me alkalet për të formuar kripëra berillate, të ngjashme me aluminatet. Shumë prej tyre kanë një shije të ëmbël, por ju nuk mund t'i shijoni ato në gjuhën tuaj - pothuajse të gjitha beryllatet janë helmuese.
Be + 2NaOH (konc.) + H 2 O = Na 2 BeO 2 + H 2
Be + 2NaOH (shkrirë) = Na 2 + H 2
Ndërveprimi me ujin:
2Be+3H 2 O→2H 2 + BeO + Be(OH) 2
2Be + 3H 2 O (vale) = BeO↓ + Be(OH) 2 ↓ + 2H 2
Beriliumi është i prirur për formimin e komponimeve komplekse kur ndërvepron me zgjidhjet ujore të alkaleve.
Ndërveprimi me acidin nitrik:
Ndërveprimi me tretësirat alkaline:
Be + 2KOH + 2H 2 O = K 2 + H 2
Prodhimi dhe aplikimi:
Në Rusi, është planifikuar të ndërtohet një fabrikë e re e prodhimit të beriliumit deri në vitin 2019. Vendet e mbetura përbënin më pak se 1% të prodhimit botëror. Në total, bota prodhon 300 tonë berilium në vit (2016).
Lidhja e lidhjeve
Beriliumi përdoret kryesisht si një aditiv aliazh për lidhje të ndryshme. Shtimi i beriliumit rrit ndjeshëm fortësinë dhe forcën e lidhjeve, dhe rezistencën ndaj korrozionit të sipërfaqeve të bëra nga këto lidhje. Teknologjia me rreze X Beriliumi absorbohet dobët rrezatimi me rreze x, kjo është arsyeja pse dritaret janë bërë prej saj tubat me rreze xEnergjia bërthamore
NË reaktorët bërthamorë bërë nga beriliumi reflektorët e neutronit, përdoret si moderator neutron. Materialet lazer Në teknologjinë lazer, aluminati i beriliumit përdoret për prodhimin e emetuesve në gjendje të ngurtë (shufra, pllaka). Inxhinieria e hapësirës ajrore
Në prodhimin e mburojave të nxehtësisë dhe sistemeve udhëzuese, pothuajse asnjë material tjetër strukturor nuk mund të konkurrojë me beriliumin. Lëndë shtytëse Vlen të përmendet toksiciteti i lartë dhe kostoja e lartë e metalit të beriliumit, dhe për këtë arsye janë bërë përpjekje të konsiderueshme për të identifikuar lëndët djegëse që përmbajnë berilium që kanë toksicitet dhe kosto të përgjithshme dukshëm më të ulët. Një përbërës i tillë i beriliumit është hidridi i beriliumit.Materiale të papërshkueshme nga zjarri Ai shërben si një izolues shumë termikisht i përçueshëm, me temperaturë të lartë dhe material zjarrdurues për enë laboratorike dhe aplikime të tjera të veçanta. Akustika
Për shkak të butësisë dhe fortësisë së lartë, beriliumi përdoret me sukses si material për altoparlantë elektrodinamikë. Roli biologjik dhe efekti fiziologjik:
Në organizmat e gjallë, beriliumi nuk ka ndonjë funksion të rëndësishëm biologjik. Sidoqoftë, beriliumi mund të zëvendësojë magnezi në disa enzimat, gjë që çon në ndërprerje të punës së tyre. Marrja ditore e beriliumit në trupin e njeriut nëpërmjet ushqimit është rreth 0.01 mg.
(vetem ne rast)
Komponimet e beriliumit (II). Në të thartë tretësirat ujore Jonet Be 2+ janë në formën e komplekseve të forta ujore [Be(H 2 O) 4 ] 2+ ; në tretësirat fort alkaline - në formën e joneve [Be(OH) 4 ] 2–.
Oksid BeO- amfoliti, pas shkrirjes ndërvepron si me oksidet bazike ashtu edhe me ato acide:
BeO + SiO 2 = BeSiO 3; BeO + Na 2 O = Na 2 BeO 2
Kur nxehet, BeO reagon me alkalet dhe acidet:
BeO + 2HCl(konc.) = BeCl 2
BeO + 2NaOH + H2O = Na2 [Be(OH) 4]
BeO përdoret si një material kimikisht rezistent dhe zjarrdurues për prodhimin e kapakut dhe qeramikës speciale, dhe në energjinë bërthamore si një moderator dhe reflektor neutron.
Be(OH) hidroksid 2 – një përbërës polimer, dhe për këtë arsye nuk tretet në ujë, amfolit.
Be(OH) 2 + 2NaOH(konc.) = Na2 [Be(OH) 4]
BeO + 2HCl + 3H 2 O = [Be(H 2 O) 4 ]Cl 2
Amfoterike VeNa1 2 manifestohet më qartë në fluor. Kështu, kur BeF 2 nxehet me fluoride bazë, formohen fluoroberylate (halogjenoberylatet e tjera nuk janë tipike): 2KF + BeF 2 = K 2
Kur BeF 2 ndërvepron me fluoride acide, formohen kripërat e beriliumit:
BeF 2 + SiF 4 = Be
Hidridi VeH 2 – agjent i fortë reduktues; kur shpërbëhet me ujë, hidrogjeni lirohet: BeH 2 + 2H 2 O = Be(OH) 2 ↓ + H 2
Shumica e kripërave të beriliumit janë të tretshme në ujë BeCO 3, Be 3 (PO 4) 2 dhe disa të tjera janë të patretshme. Beriliumi karakterizohet nga kripëra të dyfishta - berilate me ligandë komplekse, për shembull:
Na 2 SO 4 + BeSO 4 = Na 2
(NH 4) 2 CO 3 + BeCO 3 = (NH 4) 2
Para së gjithash, ka disa (mund të ketë shumë më tepër!) përgjigje për pyetjen: “Çfarë mund të na japë beriliumi?”... Një aeroplan që peshon gjysmën e zakonisht; ...karburant raketash me impulsin specifik më të lartë; ...burime që mund të përballojnë deri në 20 miliardë (!) cikle ngarkese - susta që nuk njohin lodhje, praktikisht të përjetshme.
Dhe në fillim të shekullit tonë, librat referencë dhe enciklopeditë thanë për beriliumin: "Ai nuk ka asnjë zbatim praktik". U hap në fund të shekullit të 18-të. berilium 100 s vite shtesë mbeti një element "i papunë", megjithëse kimistët ishin tashmë të vetëdijshëm për vetitë e tij unike dhe shumë të dobishme. Në mënyrë që këto prona të pushonin së qeni një "gjë në vetvete", kërkohej një nivel i caktuar zhvillimi i shkencës dhe teknologjisë. Në vitet '30, Akademik A.E. Fersman e quajti beriliumin metalin e së ardhmes. Tani mund dhe duhet të flasim për beriliumin si një metal të vërtetë.
Keqkuptim me tabelën periodike
Historia e elementit nr.4 filloi me faktin se ai nuk mund të hapej për një kohë të gjatë. Shumë kimistë të shekullit të 18-të. analizoi berilin (minerali kryesor i beriliumit), por asnjëri prej tyre nuk mundi të gjente një element të ri në këtë mineral.
Edhe një kimist modern, i armatosur me metoda fotometrike, polarografike, radiokimike, spektrale, radioaktivizimi dhe fluorimetrike të analizës, e ka të vështirë ta identifikojë këtë element, sikur të fshihet pas shpinës së aluminit dhe përbërjeve të tij - karakteristikat e tyre janë kaq të ngjashme. Studiuesit e parë të beriliumit, natyrisht, kishin një kohë shumë më të vështirë.
Por në 1798 kimist francez Louis Nicolas Vauquelin duke studiuar analiza krahasuese berili dhe smeraldi, zbuluan një oksid të panjohur në to - "tokën". Ishte shumë e ngjashme me oksidin e aluminit (alumin), por Vauquelin vuri re dallime. Oksidi i tretur në karbonat amonit (por oksidi i aluminit nuk tretet); kripa sulfate e elementit të ri nuk ka formuar shap me sulfat kaliumi (por sulfati i aluminit formon një alum të tillë). Ishte ky ndryshim në vetitë që Vauquelin përfitoi për të ndarë oksidet e aluminit dhe një element të panjohur. Redaktorët e revistës "Annales de chimie", e cila botoi veprën e Vauquelin, propozuan emrin "glycine" (nga greqishtja γλυμυς - e ëmbël) për "tokën" që ai zbuloi për shkak të shijes së ëmbël të kripërave të saj. Megjithatë kimistë të famshëm M. Klaproth dhe A. Ekeberg e konsideruan këtë emër si për të ardhur keq, pasi kripërat e itriumit kanë gjithashtu një shije të ëmbël. Në veprat e tyre, "toka" e zbuluar nga Vauquelin quhet beryl. Megjithatë, në literaturën shkencore të shekullit të 19-të, deri në vitet '60, elementi nr. 4 shpesh quhej "glycium", "wisterium" ose "glucinium". Në ditët e sotme ky emër ruhet vetëm në Francë.
Është interesante të theksohet se propozimi për të quajtur elementin nr. 4 berilium në 1814 u bë nga profesori i Kharkovit F.I. Giese.
Oksidi u përftua, por ende për një kohë të gjatë Askush nuk ka qenë në gjendje të izolojë beriliumin në formën e tij të pastër. Vetëm 30 vjet më vonë, F. Wöhler dhe A. Bussy morën disa metale pluhur nga veprimi i metalit të kaliumit në klorurin e beriliumit, por ky metal përmbante shumë papastërti. Kaluan pothuajse 70 vjet të tjera para se P. Lebo të ishte në gjendje të merrte (në 1898) berilium të pastër me anë të elektrolizës së fluorit të natriumit të beriliumit.
Ngjashmëria e beriliumit me aluminin i solli shumë telashe autorit ligji periodik DI. Mendelejevi. Ishte për shkak të kësaj ngjashmërie që në mesin e shekullit të kaluar beriliumi konsiderohej një element trevalent me një peshë atomike prej 13.8. Por, duke u vendosur në tabelën midis karbonit dhe azotit, siç kërkohet nga pesha e tij atomike, beriliumi futi konfuzion të plotë në ndryshimin natyror në vetitë e elementeve. Ky ishte një kërcënim serioz për ligjin periodik. Sidoqoftë, Mendeleev ishte i sigurt në korrektësinë e modelit që zbuloi dhe argumentoi se pesha atomike e beriliumit ishte përcaktuar gabimisht, se beriliumi nuk duhet të jetë një element trevalent, por një element dyvalent "me veti magneziane". Bazuar në këtë, Mendeleev vendosi beriliumin në grupin e dytë tabela periodike së bashku me dyvalentët metalet alkaline të tokës, duke korrigjuar peshën e tij atomike në 9.
Mendeleev gjeti konfirmimin e parë të pikëpamjeve të tij në një nga veprat pak të njohura të kimistit rus I.V. Avdeev, i cili besonte se oksidi i beriliumit është kimikisht i ngjashëm me oksidin e magnezit. Dhe në fund të viteve 70 të shekullit të kaluar, kimistët suedezë Lare Frederik Nilsson dhe Otto Peterson (të cilët dikur ishin mbështetësit më të zjarrtë të mendimit për beriliumin trevalent), pasi kishin ripërcaktuar peshën atomike të beriliumit, e gjetën atë të barabartë me 9.1.
Pra, berilium ish i pari një pengesë në rrugën e ligjit periodik, vetëm sa konfirmoi universalitetin e tij. Falë ligjit periodik, koncepti i esencës fizike dhe kimike të beriliumit është bërë më i qartë. Në mënyrë figurative, beriliumi më në fund mori "pasaportën" e tij.
Tani njerëzit e shumë profesioneve janë të interesuar për berilium. Secila prej tyre ka qasjen e vet ndaj elementit nr. 4, problemet e veta të "beriliumit".
Beriliumi nga këndvështrimi i një gjeologu
Një artikull tipik i rrallë. Mesatarisht, ka vetëm 4.2 g berilium për ton lëndë tokësore. Kjo, natyrisht, është shumë pak, por jo aq pak, nëse kujtojmë, për shembull, se një element kaq i njohur si plumbi është sa gjysma e beriliumit në Tokë. Beriliumi zakonisht gjendet si një papastërti e vogël në minerale të ndryshme në koren e tokës. Dhe vetëm një pjesë e parëndësishme e beriliumit të tokës është e përqendruar në mineralet e veta të beriliumit. Më shumë se 30 prej tyre janë të njohura, por vetëm gjashtë prej tyre konsiderohen pak a shumë të zakonshme (beril, krisoberil, bertrandite, fenacit, helvin, danalit). Dhe serioze vlera industriale Unë kam blerë vetëm një beryl deri më tani, të njohura për njeriun që nga kohët e lashta.
Berilet gjenden në pegmatitet granitike, të gjetura pothuajse në të gjitha vendet e globit. Këto janë kristale të bukura jeshile, që ndonjëherë arrijnë shumë madhësive të mëdha; Janë të njohura berilet gjigante që peshojnë deri në një ton dhe deri në 9 m të gjatë.
Fatkeqësisht, depozitat e pegmatitit janë shumë të vogla dhe nuk është e mundur të minohet berili atje në një shkallë të madhe industriale. Megjithatë, ka burime të tjera të beriliumit në të cilat përqendrimi i tij është shumë më i lartë. Këto janë të ashtuquajturat depozitime pneumatike-hidrotermale (d.m.th. depozitime të formuara si rezultat i ndërveprimit të avujve me temperaturë të lartë dhe tretësirave me lloje të caktuara shkëmbinjsh).
Beriliumi natyror përbëhet nga një izotop i vetëm i qëndrueshëm, 9Be. Është interesante se beriliumi është i vetmi element i tabelës periodike që ka vetëm një numër çift izotop i qëndrueshëm. Janë të njohura disa izotope të tjera radioaktive të paqëndrueshme të beriliumit. (Dy prej tyre - 10 Be dhe 7 Be - do të diskutohen më poshtë.)
Beriliumi nga këndvështrimi i një metalurgu
Vetitë e beriliumit quhen më shpesh "të mahnitshme", "të mrekullueshme", etj. Kjo është pjesërisht e vërtetë, dhe "surpriza" kryesore qëndron në kombinimin e vetive të kundërta, ndonjëherë në dukje reciproke ekskluzive. Beriliumi është i lehtë, i qëndrueshëm dhe rezistent ndaj nxehtësisë. Ky metal gri argjendi është një herë e gjysmë më i lehtë se alumini dhe në të njëjtën kohë më i fortë se çeliqet speciale. Është veçanërisht e rëndësishme që beriliumi dhe shumë prej lidhjeve të tij të mos humbasin vetitë e dobishme në temperatura 700...800°C dhe mund të punojë në kushte të tilla.
Beriliumi i pastër është shumë i fortë dhe mund të përdoret për të prerë qelqin. Fatkeqësisht, ngurtësia vjen me brishtësinë.
Beriliumi është shumë rezistent ndaj korrozionit. Ashtu si alumini, kur ekspozohet ndaj ajrit, ai është i veshur me një shtresë të hollë oksidi, e cila mbron metalin nga veprimi i oksigjenit edhe në temperatura të larta. Vetëm mbi pragun prej 800°C ndodh oksidimi i beriliumit në masë dhe në temperaturën 1200°C beriliumi metalik digjet, duke u shndërruar në pluhur të bardhë BeO.
Beriliumi formon lehtësisht lidhje me shumë metale, duke u dhënë atyre fortësi, forcë, rezistencë ndaj nxehtësisë dhe rezistencë ndaj korrozionit. Një nga lidhjet e tij, bronzi i beriliumit, është një material që ka bërë të mundur zgjidhjen e shumë problemeve komplekse teknike.
Bronzet e beriliumit janë lidhje të bakrit me 1...3% berilium. Ndryshe nga beriliumi i pastër, ato i përshtaten mirë përpunimit mekanik, për shembull, ato mund të përdoren për të bërë shirita me trashësi vetëm 0,1 mm. Rezistenca në tërheqje e këtyre bronzëve është më e madhe se ajo e shumë çeliqeve të lidhur. Një tjetër detaj i mrekullueshëm: me kalimin e kohës, shumica e materialeve, përfshirë metalet, "lodhen" dhe humbasin forcën. Bronzet e beriliumit janë e kundërta. Me kalimin e moshës, forca e tyre rritet! Ato janë jo magnetike. Për më tepër, ato nuk ndezin pas goditjes. Ato përdoren për të bërë susta, susta, amortizues, kushineta, ingranazhe dhe shumë produkte të tjera që kërkojnë forcë më të madhe, rezistencë të mirë ndaj lodhjes dhe korrozionit, mbajtje të elasticitetit në një gamë të gjerë temperaturash dhe karakteristika të larta përçueshmërie elektrike dhe termike. Industria e aviacionit është bërë një nga konsumatorët e kësaj aliazhi: pretendohet se në një avion modern të rëndë ka më shumë se një mijë pjesë të bëra prej bronzi beriliumi.
Aditivët e beriliumit përmirësojnë lidhjet me bazë alumini dhe magnezi. Kjo është e kuptueshme: dendësia e beriliumit është vetëm 1,82 g/cm 3, dhe pika e shkrirjes është dy herë më e lartë se ajo e këtyre metaleve. Më së shumti sasi të vogla beriliumi (0,005% është i mjaftueshëm) redukton shumë humbjet e lidhjeve të magnezit nga djegia dhe oksidimi gjatë shkrirjes dhe derdhjes. Në të njëjtën kohë, cilësia e derdhjeve përmirësohet dhe teknologjia thjeshtohet ndjeshëm.
Doli se me ndihmën e beriliumit është e mundur të rritet forca, ngurtësia dhe rezistenca ndaj nxehtësisë së metaleve të tjera, jo vetëm duke e futur atë në lidhje të caktuara. Për të parandaluar konsumimin e shpejtë të pjesëve të çelikut, ato ndonjëherë janë berilizuar - sipërfaqja e tyre është e ngopur me berilium nga difuzioni. Kjo bëhet kështu: një pjesë çeliku zhytet në pluhur beriliumi dhe mbahet në të në 900...1100°C për 10...15 orë. Sipërfaqja e pjesës është e veshur me një përbërje të fortë kimike të beriliumit me hekur dhe karbon. Kjo guaskë e qëndrueshme me një trashësi prej vetëm 0,15...0,4 mm u jep pjesëve rezistencë ndaj nxehtësisë dhe rezistencë ndaj uji i detit dhe acidit nitrik.
Berilidet, komponimet ndërmetalike të beriliumit me tantal, niob, zirkon dhe metale të tjera zjarrduruese, gjithashtu kanë veti interesante. Berilidet kanë fortësi dhe rezistencë të jashtëzakonshme ndaj oksidimit. Më e mira karakteristikat teknike berilidet mbështeten nga fakti se ato mund të funksionojnë për më shumë se 10 orë në një temperaturë prej 1650°C.
Beryllium nga këndvështrimi i një fizikani
Në historinë e shumë elementeve ka piketa të veçanta - zbulime, pas të cilave rëndësia e këtyre elementeve rritet pa masë. Në historinë e beriliumit, një ngjarje e tillë ishte zbulimi i neutronit.
Në fillim të viteve '30, fizikanët gjermanë W. Bothe dhe G. Becker, duke bombarduar beriliumin me grimca alfa, vunë re të ashtuquajturin rrezatim beriliumi - shumë i dobët, por jashtëzakonisht depërtues. Ajo, siç u vërtetua më vonë, doli të ishte një rrjedhë neutronesh. Dhe edhe më vonë, kjo pronë e beriliumit formoi bazën e "armëve neutronike" - burimet e neutroneve të përdorura në zona të ndryshme shkencës dhe teknologjisë.
Kjo shënoi fillimin e studimit të strukturës atomike të beriliumit. Doli se dallohet nga një seksion kryq i vogël për kapjen e neutroneve dhe një seksion kryq i madh për shpërndarjen e tyre. Me fjalë të tjera, beriliumi (si dhe oksidi i tij) shpërndan neutronet, ndryshon drejtimin e lëvizjes së tyre dhe ngadalëson shpejtësinë e tyre në vlera të tilla që reaksion zinxhir mund të vazhdojë në mënyrë më efikase. Nga të gjitha materiale të forta Beriliumi konsiderohet si moderatori më i mirë i neutroneve.
Përveç kësaj, beriliumi mund të veprojë si një reflektor neutron: të ndryshojë drejtimin e tyre, të kthejë neutronet në bërthamën e reaktorit dhe të kundërshtojë rrjedhjen e tyre. Beriliumi karakterizohet gjithashtu nga rezistencë e konsiderueshme ndaj rrezatimit, e cila vazhdon edhe në temperatura shumë të larta.
Përdorimi i beriliumit në teknologjinë bërthamore bazohet në të gjitha këto veti - është një nga elementët më të nevojshëm për të.
Moderatorët dhe reflektorët e bërë nga beriliumi dhe oksidi i tij bëjnë të mundur reduktimin e ndjeshëm të madhësisë së bërthamës së reaktorit, rritjen e temperaturës së funksionimit dhe përdorimin më efikas të karburantit bërthamor. Prandaj, pavarësisht kostos së lartë të beriliumit, përdorimi i tij konsiderohet i justifikuar ekonomikisht, veçanërisht në reaktorët me fuqi të vogël për avionët dhe anijet detare.
Oksidi i beriliumit është bërë një material i rëndësishëm për prodhimin e veshjeve të elementeve të karburantit (shkopinjtë e karburantit) të reaktorëve bërthamorë. Dendësia e fluksit të neutronit është veçanërisht e lartë në elementët e karburantit; përmbajnë temperaturat më të larta, sforcimet më të larta dhe të gjitha kushtet për korrozion. Meqenëse uraniumi është i paqëndrueshëm ndaj korrozionit dhe jo mjaftueshëm i fortë, ai duhet të mbrohet me predha të veçanta, zakonisht të bëra nga BeO.
Përçueshmëri e lartë termike (4 herë më e lartë se çeliku), kapacitet i lartë i nxehtësisë dhe rezistenca ndaj nxehtësisë bën të mundur përdorimin e beriliumit dhe përbërjeve të tij në strukturat mbrojtëse ndaj nxehtësisë të anijeve kozmike. Mbrojtja termike e jashtme e kapsulës së anijes kozmike Friendship 7, mbi të cilën John Glenn ishte kozmonauti i parë amerikan që bëri një fluturim orbital (pas Yuri Gagarin dhe German Titov), u bë nga beriliumi.
Në ende në një masë më të madhe teknologjinë hapësinore Ajo që i tërheq njerëzit në berilium është lehtësia, forca, ngurtësia dhe veçanërisht raporti jashtëzakonisht i lartë i forcës ndaj peshës. Prandaj, beriliumi dhe lidhjet e tij përdoren gjithnjë e më shumë në teknologjinë e hapësirës, raketave dhe aviacionit.
Në veçanti, për shkak të aftësisë për të ruajtur saktësinë e lartë dhe stabilitetin dimensionale, pjesët e beriliumit përdoren në xhiroskopë - pajisje të përfshira në sistemin e orientimit dhe stabilizimit të raketave, anijeve kozmike dhe satelitët artificialë Toka.
Elementi #4 vlen edhe për fusha të tjera teknologji moderne, duke përfshirë në radio elektronike. Në veçanti, qeramika e bazuar në oksidin e beriliumit u bë materiali për strehimin e të ashtuquajturave llamba me valë udhëtuese - tuba radio shumë efikasë që nuk e kanë humbur vlerën e tyre nën sulmin e gjysmëpërçuesve.
Në teknologjinë me rreze X, metali berilium ka siguruar dritare të shkëlqyera për tubat me rreze x: falë peshës së tij të ulët atomike, lejon që të kalojnë 17 herë më shumë materiale të buta rrezet x se alumini me të njëjtën trashësi.
Beriliumi nga këndvështrimi i një kimisti
Në mënyrë tipike amfoterike, d.m.th. Ka vetitë e metalit dhe jometalit. Megjithatë vetitë metalike ende mbizotërojnë.
Beriliumi nuk reagon me hidrogjenin edhe kur nxehet në 1000°C, por kombinohet lehtësisht me halogjenet, squfurin dhe karbonin. Nga halogjenet e beriliumit vlerën më të lartë ka fluorin dhe klorurin e tij, të përdorur në procesin e përpunimit të xeheve të beriliumit.
Beriliumi shpërndahet mirë në të gjitha acidet minerale, përveç, çuditërisht, acidit nitrik. Prej tij, si nga oksigjeni, beriliumi mbrohet nga një film oksid.
Oksidi i beriliumit (BeO) ka veti të vlefshme dhe në disa raste konkurron me vetë beriliumin.
Refraktoriteti i lartë (pika e shkrirjes 2570°C), rezistenca e konsiderueshme kimike dhe përçueshmëria e lartë termike bëjnë të mundur përdorimin e oksidit të beriliumit në shumë degë të teknologjisë, veçanërisht për veshjen e furrave me induksion pa bërthamë dhe enë për shkrirjen e metaleve dhe lidhjeve të ndryshme. Është interesante se oksidi i beriliumit është plotësisht inert ndaj metalit të beriliumit. Ky është i vetmi material nga i cili janë bërë kanaçe për shkrirjen e beriliumit në vakum.
Oksidi i beriliumit është përdorur në prodhimin e qelqit për një kohë relativisht të gjatë. Aditivët e tij rrisin densitetin, fortësinë, indeksin e thyerjes dhe rezistenca kimike xhami Me ndihmën e oksidit të beriliumit krijohen gota speciale që janë shumë transparente ndaj rrezeve ultraviolet dhe infra të kuqe.
Tekstil me fije qelqi, i cili përmban oksid beriliumi, mund të përdoret në ndërtimin e raketave dhe nëndetëseve.
Kur beriliumi digjet, lëshohet shumë nxehtësi - 15 mijë kcal/kg. Prandaj, beriliumi mund të jetë një komponent i karburantit të raketave me energji të lartë.
Disa komponime beriliumi shërbejnë si katalizatorë proceset kimike. Beriliumi reagon me alkalet për të formuar kripëra berillate, të ngjashme me aluminatet. Shumë prej tyre kanë një shije të ëmbël, por ju nuk mund t'i shijoni ato në gjuhën tuaj - pothuajse të gjitha beryllatet janë helmuese.
Shumë shkencëtarë besojnë se izotopet e beriliumit 10Be dhe 7Be nuk formohen në zorrët e tokës, por në atmosferë si rezultat i veprimit të rrezeve kozmike në bërthamat e azotit dhe oksigjenit. Gjurmë të vogla të këtyre izotopeve janë gjetur në shi, borë, ajër, meteorite dhe sedimente detare.
Sidoqoftë, nëse i bashkoni të gjitha 10-të që gjenden në atmosferë, pellgje uji, tokë dhe në dyshemenë e oqeanit, do të merrni një shifër mjaft mbresëlënëse - rreth 800 tonë.
Izotopi 10 Be (gjysma e jetës 2.5 10 6 vjet) është me interes të jashtëzakonshëm për gjeokiminë dhe meteorologjinë bërthamore. Lindur në atmosferë, në një lartësi prej afërsisht 25 km, atomet 10 Be, së bashku me reshjet, bien në oqean dhe vendosen në fund. Duke ditur përqendrimin e 10 Be në një kampion të marrë nga fundi dhe gjysmën e jetës së këtij izotopi, është e mundur të llogaritet mosha e çdo shtrese në dyshemenë e oqeanit.
Berilium-10 grumbullohet gjithashtu në llumin detar dhe kockat fosile (kockat thithin beriliumin nga ujërat natyrore). Në këtë drejtim, u ngrit një supozim për mundësinë e përcaktimit të moshës së mbetjeve organike duke përdorur 10Be. Fakti është se mjaft i zhvilluar gjerësisht takim me radiokarbon i papërshtatshëm për përcaktimin e moshës së mostrave në intervalin 10 5 ... 10 8 vjet (për shkak të diferencës së madhe midis gjysmëjetës së 14 C dhe izotopeve jetëgjatë 40 K, 82 Rb, 232 Th, 235 U dhe 238 U). Izotopi 10 Be e "mbush" këtë boshllëk.
Jeta e një radioizotopi tjetër, berilium-7, është shumë më e shkurtër: gjysma e jetës së tij është vetëm 53 ditë. Prandaj, nuk është për t'u habitur që sasia e tij në Tokë matet në gram. Izotopi 7Be mund të prodhohet edhe në një ciklotron, por kjo do të jetë e shtrenjtë. Prandaj, ky izotop nuk ka marrë përdorim të gjerë. Ndonjëherë përdoret për parashikimin e motit. Ai vepron si një lloj "shënuesi" i shtresave të ajrit: duke vëzhguar ndryshimin e përqendrimit të 7 Be, mund të përcaktohet periudha kohore nga fillimi i lëvizjes së masave ajrore. 7 Be përdoret edhe më rrallë në studime të tjera: kimistët - si gjurmues radioaktiv, biologët - për të studiuar mundësitë e luftimit të toksicitetit të vetë beriliumit.
Beryllium nga këndvështrimi i një biologu dhe mjeku
Beriliumi gjendet në bimët që rriten në tokat që përmbajnë berilium, si dhe në indet dhe kockat e kafshëve. Por ndërsa beriliumi është i padëmshëm për bimët, ai shkakton të ashtuquajturin rakit të beriliumit tek kafshët. Një përmbajtje e shtuar e kripërave të beriliumit në ushqim nxit formimin e fosfatit të tretshëm të beriliumit në trup. Duke "vjedhur" vazhdimisht fosfatet, beriliumi kontribuon në këtë mënyrë në dobësimin ind kockor- ky është shkaku i sëmundjes.
Shumë komponime beriliumi janë helmuese. Ato mund të shkaktojnë procese inflamatore në lëkurë dhe berilium, një sëmundje specifike e shkaktuar nga thithja e beriliumit dhe përbërësve të tij. Thithja afatshkurtër e përqendrimeve të mëdha të përbërjeve të tretshme të beriliumit shkakton beriliozë akute, e cila është një acarim traktit respirator, ndonjëherë i shoqëruar me edemë pulmonare dhe mbytje. Ekziston edhe një lloj kronik i beriliozës. Karakterizohet nga simptoma më pak të rënda, por shqetësime më të mëdha në funksionet e të gjithë trupit.
Kufijtë e lejueshëm për përmbajtjen e beriliumit në ajër janë shumë të vogla - vetëm 0.001 mg/m3. Kjo është dukshëm më pak standarde të pranueshme për shumicën e metaleve, madje edhe ato toksike si plumbi.
Më shpesh përdoret për trajtimin e beriliozës komponimet kimike, duke lidhur jonet e beriliumit dhe duke lehtësuar largimin e tyre nga trupi.
Tre "por" të beriliumit
Ky kapitull nuk do të thotë se gjithçka e mëparshme është vetëm "teori". Por, për fat të keq, faktorët që kufizojnë përdorimin e beriliumit janë mjaft realë dhe nuk mund të injorohen.
Kjo është kryesisht brishtësia e metalit. Ai e ndërlikon shumë procesin e përpunimit mekanik të tij dhe e bën të vështirë marrjen e fletëve të mëdha të beriliumit dhe profileve komplekse të kërkuara në struktura të caktuara. Po bëhen përpjekje për të eliminuar këtë mangësi. Por, pavarësisht disa sukseseve (prodhimi i metalit me pastërti të lartë, përmirësime të ndryshme teknologjike), marrja e beriliumit duktil vazhdon të jetë një problem i vështirë.
E dyta është toksiciteti i beriliumit.
Kontroll i kujdesshëm mbi pastërtinë e ajrit, sistemet e veçanta të ventilimit dhe ndoshta automatizimi më i madh i prodhimit - e gjithë kjo bën të mundur luftimin me sukses të toksicitetit të elementit nr. 4 dhe përbërjeve të tij.
Dhe së fundi, "por" i tretë dhe shumë i rëndësishëm i beriliumit është i tij kosto e lartë. Çmimi i 1 kg berilium në SHBA tani është rreth 150 dollarë, d.m.th. Beriliumi është disa herë më i shtrenjtë se titani.
Megjithatë, rritja e konsumit çon gjithmonë në përmirësime teknologjike, të cilat nga ana e tyre ndihmojnë në uljen e kostove dhe çmimeve të prodhimit. Në të ardhmen, kërkesa për berilium do të rritet edhe më shumë: në fund të fundit, njerëzimi filloi ta përdorë këtë metal pak më shumë se 40 vjet më parë. Dhe, sigurisht, avantazhet e elementit nr. 4 do të mbizotërojnë mbi disavantazhet e tij.
Nga dokumentet e së shkuarës
Vitet tetëdhjetë të shekullit të kaluar ishin një kohë e debatit të gjallë shkencor rreth peshës atomike të beriliumit.
DI. Mendeleev shkroi për këtë:
“Keqkuptimi zgjati disa vite. Më shumë se një herë kam dëgjuar se çështja e peshës atomike të beriliumit kërcënon të tronditë përgjithësinë e ligjit periodik dhe mund të kërkojë transformime të thella në të. Shumë forca morën pjesë në polemikën shkencore në lidhje me beriliumin, natyrisht, pikërisht sepse çështja kishte të bënte me një temë më domethënëse sesa atomiciteti i një elementi relativisht të rrallë; në këto kontradikta shpjegohej ligji periodik dhe lidhja reciproke e elementeve grupe të ndryshmeështë bërë më e dukshme se kurrë.".
Për një kohë të gjatë, kundërshtarët kryesorë të beriliumit me dy valenca ishin kimistët suedezë Profesor L.F. Nilsson dhe O. Peterson. Në 1878, ata botuan një artikull "Mbi përgatitjen dhe valencën e beriliumit", në fund të të cilit kishte fjalët e mëposhtme: "... mendimi ynë për peshën e vërtetë atomike dhe natyra kimike i këtij metali bie ndesh me të ashtuquajturin ligj periodik, të cilin Mendelejevi e kishte menduar për të gjithë elementët, përkatësisht jo vetëm sepse me Be = 13.8 ky metal vështirë se mund të vendoset në sistemin Mendeleev, por edhe sepse atëherë një element me peshë atomike 9 , 2, siç kërkohet nga ligji periodik, do të mungonte në sistem dhe, me sa duket, ende duhet të zbulohet.”
Ligji periodik u mbrojt nga kimisti çek Boguslav Brauner, i cili besonte se ligji i mirënjohur i Dulong dhe Petit, i cili u përdor nga kimistët suedezë, ka disa devijime në rajonin e peshave të vogla atomike, të cilit në fakt i përket beriliumi. Përveç kësaj, Brauner këshilloi Nilsson dhe Peterson të përcaktonin densitetin e avullit të klorurit të beriliumit, duke besuar se përcaktimi sasior i kësaj karakteristike do të ndihmonte në përcaktimin e saktë të anëtarësimit të elementit në një grup të caktuar të tabelës periodike. Kur kimistët suedezë përsëritën eksperimentet e tyre dhe bënë atë që i këshilloi Brauner, ata ishin të bindur se Mendeleev kishte të drejtë. Në një artikull që pasqyronte rezultatet e kësaj pune, Nilsson dhe Peterson shkruan: "... duhet të braktisim mendimin tonë të mbrojtur më parë se beriliumi është një element trevalent... Në të njëjtën kohë, ne njohim korrektësinë e ligjit periodik në këtë rast i rëndësishëm.”
Në 1884, Nilsson i shkroi Mendelejevit: "... Nuk mund të mos ju shpreh urimet e mia të përzemërta për faktin se në këtë rast, si në shumë të tjera, sistemi e ka justifikuar veten."
Më vonë, në një nga botimet e "Bazat e Kimisë" D.I. Mendeleev vuri në dukje se "Nilsson dhe Peterson janë një nga mbrojtësit kryesorë të triatomicitetit të beriliumit... dhanë prova eksperimentale në favor të diatomitetit të beriliumit dhe, pasi e shprehën me zë të lartë këtë, treguan se në shkencë, e vërteta, edhe me gjuhë të ndryshme , është njëlloj i dashur për të gjithë, të paktën në fillim u mohua nga ata që e miratuan atë.”
Berilet e çmuara
Minerali kryesor i beriliumit, berili, dihet se është një gur gjysmë i çmuar. Por kur flasin për katër varietetet e tij - smerald, akuamarin, harabeli dhe heliodor, atëherë prefiksi "gjysmë" hidhet poshtë. Smeraldi, veçanërisht ata që peshojnë më shumë se 5 karat, vlerësohen jo më pak se diamantet.
Si ndryshojnë këta gurë nga berili i zakonshëm? Në fund të fundit, formula e tyre është e njëjtë - Al 2 Be 3 (Si 6 O 18). Por kjo formulë nuk merr parasysh papastërtitë, të cilat, në fakt, i kthejnë gurët gjysmë të çmuar në gurë të çmuar. Aquamarine është ngjyrosur me jone hekuri në smerald (i njohur edhe si smerald), përveç Fe 2+, ka një përzierje të lehtë të oksidit të kromit. Rozë Vorobioviti shpjegohet nga përzierja e ceziumit, rubidiumit dhe komponimeve dyvalente të manganit, dhe heliodori i verdhë-artë është i ngjyrosur nga jonet e hekurit.
Metal i çmuar nga gurë gjysmë të çmuar
Kostoja e lartë e beriliumit shpjegohet jo vetëm nga burimet e kufizuara të lëndëve të para, por edhe nga vështirësitë e teknologjisë për prodhimin e metalit të pastër. Metoda kryesore për prodhimin e beriliumit është reduktimi i fluorit të tij me metal magnez. Fluori merret nga hidroksidi, dhe hidroksidi nga koncentrati i berilit. Tashmë xhirimi i parë i kësaj shkalle teknologjike përbëhet nga disa hapa: koncentrati i nënshtrohet trajtimit termik, bluarjes, pastaj trajtohet në mënyrë të njëpasnjëshme me acid sulfurik, ujë, tretësira të amoniakut dhe sodës kaustike dhe agjentë kompleksues të veçantë.
Berilati i natriumit që rezulton hidrolizohet dhe hidroksidi ndahet në një centrifugë.
Hidroksidi gjithashtu shndërrohet në fluor vetëm pas disa operacioneve, secila prej të cilave është mjaft komplekse dhe kërkon punë intensive. Reduktimi i magnezit ndodh në një temperaturë prej 900°C, ecuria e procesit kontrollohet me kujdes. Detaj i rëndësishëm: Nxehtësia e çliruar në një reaksion përthithet me të njëjtën shpejtësi si lirohet. Metali i lëngshëm që rezulton derdhet në kallëpe grafiti, por është i ndotur me skorje dhe për këtë arsye shkrihet përsëri në vakum.
Beriliumi në jetën e përditshme
Fushat e aplikimit të beriliumit nuk janë të kufizuara në teknologjinë "e lartë". Produktet e bëra nga lidhjet nikel-beril (përmbajtja e Be nuk kalon 1.5%) mund të gjenden gjithashtu në jetën e përditshme. Instrumentet kirurgjikale, gjilpërat hipodermike dhe dhëmbët metalikë të derdhur janë bërë nga këto lidhje. Sustat për orët janë bërë nga aliazh "elinvar" (nikel, berilium, tungsten) në Zvicër. Në SHBA, aliazh bakër-beril përdoret për të bërë mëngët e mekanizmit të shkrimit të stilolapsave.
Smeraldi artificial
Merrni smeraldi artificialisht shumë më e vështirë se shumica gurë të çmuar. Arsyeja kryesore Fakti është se berili është një përbërje komplekse. Megjithatë, shkencëtarët ishin në gjendje të imitonin kushtet natyrore, në të cilin u formua minerali: smeraldët "lindin" në shumë presionin e lartë të gjakut(150 mijë atm.) dhe temperaturë të lartë (1550°C). Smeraldët artificialë mund të përdoren në elektronikë.
Beriliumi dhe superpërçueshmëria
Tani njihen më shumë se një mijë materiale që fitohen në temperatura afër zero absolute, veti e superpërcjellshmërisë. Midis tyre është beriliumi metalik. Kur kondensohet si një shtresë e hollë në një substrat të ftohtë, beriliumi bëhet një superpërçues në një temperaturë prej rreth 8 K.
Beriliumi në një produkt medicinal
Në vitin 1964, një grup kimistësh sovjetikë të udhëhequr nga nënkryetari i Akademisë së Shkencave të SSR të Taxhikistanit, Doktor i Shkencave Kimike K.T. Poroshin mbajti analiza kimike ilaç i lashtë shërues "mumje". Doli se kjo substancë përbërje komplekse, dhe ndër shumë elementë që përmban mumiyo është beriliumi.
Gjeografia e depozitave të beriliumit
Lëndët e para të beriliumit janë të disponueshme në shumë vende të botës. Shumica depozitat e mëdha ndodhet në Brazil dhe Argjentinë. Ato përbëjnë afërsisht 40% të prodhimit të berilit në vendet kapitaliste. Rezerva të konsiderueshme të xeheve të beriliumit gjenden gjithashtu në vendet afrikane dhe në Indi.
Deri vonë, berili me kokërr të trashë nxirrej me dorë. Në Brazil, deri në 3000 tonë koncentrat nxirren ende çdo vit duke përdorur këtë metodë artizanale.
Vetëm kohët e fundit janë propozuar metoda të reja të flotacionit për të shfrytëzuar depozitat e mëparshme jofitimprurëse të berilit me kokërr të imët.
Beriliumi dhe "gjilpëra atomike"
Vetitë termoizoluese të oksidit të beriliumit mund të jenë gjithashtu të dobishme në kërkime thellësitë tokësore. Kështu, ekziston një projekt për marrjen e mostrave nga manteli i Tokës nga thellësia deri në 32 km duke përdorur të ashtuquajturën gjilpërë atomike. Ky është një reaktor bërthamor në miniaturë me një diametër prej vetëm 60 cm.
Parimi i funksionimit të gjilpërës atomike është si vijon: temperaturat e larta të krijuara në reaktor (mbi 1100°C) do të shkaktojnë shkrirjen e shkëmbinjve dhe lëvizjen e reaktorit drejt qendrës së Tokës. Në një thellësi prej afërsisht 32 km, maja e rëndë e tungstenit duhet të ndahet dhe reaktori, duke u bërë më i lehtë se shkëmbinjtë përreth, do të marrë mostra nga thellësitë që janë ende të paarritshme dhe "noton" në sipërfaqe.
Beryllium (lat. Beryllium), Be, element kimik Grupi II i sistemit periodik të Mendelejevit, numri atomik 4, masa atomike 9,0122; metal i lehtë gri i lehtë. Ka një izotop të qëndrueshëm, Be.
Beriliumi u zbulua në vitin 1798 në formën e oksidit BeO, i izoluar nga minerali beril nga L. Vauquelin. Beriliumi metalik u mor për herë të parë në 1828 nga F. Wöhler dhe A. Bussy në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri. Meqenëse disa kripëra beriliumi kanë një shije të ëmbël, fillimisht u quajt "glucinium" (nga greqishtja glykys - e ëmbël) ose "glycium". Emri Glicinium përdoret (së bashku me Beryllium) vetëm në Francë. Përdorimi i beriliumit filloi në vitet 40 të shekullit të 20-të, megjithëse vetitë e tij të vlefshme si përbërës të lidhjeve u zbuluan edhe më herët, dhe vetitë e tij të jashtëzakonshme bërthamore - në fillim të viteve 30 të shekullit të 20-të.
Shpërndarja e beriliumit në natyrë. Beriliumi është një element i rrallë. Beriliumi është një element tipik litofil, karakteristik për magmat acidike, subalkaline dhe alkaline. Janë të njohura rreth 40 minerale beriliumi. Nga këto, më i madhi rëndësi praktike ka beril, fenacit, helvin, krisoberil, bertrandite janë premtuese dhe pjesërisht të përdorura.
Vetitë fizike. Rrjeta kristalore e beriliumit është gjashtëkëndore, e mbushur ngushtë. Beriliumi është më i lehtë se alumini, dendësia e tij është 1847,7 kg/m3 (për Al është rreth 2700 kg/m3), pika e shkrirjes është 1285°C dhe pika e vlimit është 2470°C.
Beriliumi u zbulua në vitin 1798 nga L. Vauquelin në formën e tokës beril (oksid BeO), kur ky kimist francez po sqaronte veçoritë e tij të përgjithshme. përbërjen kimike gurë të çmuar beril dhe smerald. Beriliumi metalik u mor në 1828 nga F. Wöhler në Gjermani dhe, në mënyrë të pavarur, nga A. Bussy në Francë. Megjithatë, për shkak të papastërtive, nuk mund të shkrihej. Vetëm në vitin 1898, kimisti francez P. Lebeau, pasi kishte nënshtruar elektrolizën e dyfishtë të fluorit të kaliumit dhe beriliumit, mori kristale metalike mjaft të pastra të beriliumit. Interesante, për shkak të shijes së ëmbël të përbërjeve të beriliumit të tretshëm në ujë, elementi u quajt fillimisht "glucinium" (nga greqishtja glykys - i ëmbël). Për shkak të vetive të ngjashme të beriliumit dhe aluminit, mendohej se ishte një metal trevalent me një masë atomike prej 13.5. Ky gabim u korrigjua nga D.I. Mendeleev, i cili, bazuar në modelin e ndryshimeve në vetitë e elementeve në një periudhë, i caktoi beriliumit një vend në grupin e dytë.
Duke qenë në natyrë, duke marrë:
Beriliumi është një element i rrallë; përmbajtja e tij në koren e tokës është 2,6·10 -4% në masë. Uji i detit përmban deri në 6·10 -7 mg/l berilium. Mineralet kryesore natyrore që përmbajnë berilium: beril Be 3 Al 2 (SiO 3) 6, fenacit Be 2 SiO 4, bertrandite Be 4 Si 2 O 8 · H 2 O dhe helvin (Mn, Fe, Zn) 4 3 S. Ngjyrosur nga papastërtitë katione të metaleve të tjera, varietetet transparente të berilit - gurë të çmuar, për shembull, smerald jeshil, akuamarin blu, helioder, harabeli dhe të tjerët. Aktualisht, ata kanë mësuar t'i sintetizojnë ato në mënyrë artificiale.
Në formën e një substance të thjeshtë në shekullin e 19-të, beriliumi u përftua nga veprimi i kaliumit në klorurin e beriliumit anhidrik:
BeCl 2 +2K=Be+2KCl.
Aktualisht, beriliumi merret duke reduktuar fluorin e tij me magnez:
BeF 2 +Mg=Be+MgF 2
ose me elektrolizë të një shkrirjeje të një përzierje të klorureve të beriliumit dhe natriumit. Kripërat origjinale të beriliumit izolohen gjatë përpunimit të mineralit të beriliumit.
Vetitë fizike:
Metali i beriliumit është një metal i fortë, i brishtë, gri. Në ajër, beriliumi, si alumini, është i mbuluar me një film oksid, duke i dhënë asaj një ngjyrë mat. Pika e shkrirjes 1278°C, pika e vlimit rreth 2470°C, dendësia 1.816 kg/m3. E qëndrueshme deri në 1277°C a-Be (grilë gjashtëkëndore e tipit magnez (Mg), parametrat a = 0,22855 nm, c = 0,35833 nm), në temperaturat para shkrirjes së metalit (1277-1288°C) - b-Ve me një grilë kub.
Karakteristikat kimike:
Prania e një filmi oksid mbron metalin nga shkatërrimi i mëtejshëm dhe shkakton aktivitetin e tij të ulët kimik në temperaturën e dhomës. Kur nxehet, beriliumi digjet në ajër për të formuar oksid BeO dhe reagon me squfurin dhe azotin. Berili reagon me halogjenet në temperatura të zakonshme ose në nxehtësi e ulët. Të gjitha këto reagime shoqërohen me lëshim sasi e madhe ngrohtësi, që nga forca grila kristalore e komponimeve që dalin (BeO, BeS, Be 3 N 2, BeCl 2, etj.) është mjaft i madh.
Për shkak të formimit të një filmi të fortë në sipërfaqe, beriliumi nuk reagon me ujin, megjithëse ndodhet dukshëm në të majtë të hidrogjenit në serinë e potencialeve standarde. Ashtu si alumini, beriliumi reagon me acide dhe solucione alkali:
Be + 2HCl = BeCl 2 + H 2,
Be + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2.
Është interesante se beriliumi shpërndahet mirë në solucione të koncentruara të fluorit:
Be + 4NH 4 F + 2H 2 O = (NH 4) 2 + 2NH 3 *H 2 O + H 2
Arsyeja është formimi i komplekseve të forta të fluorit.
Lidhjet më të rëndësishme:
Oksidi i beriliumit, BeO gjendet natyrshëm si bromeliti i rrallë mineral. Merrni zbërthimi termik sulfati i beriliumit ose hidroksidi mbi 800°C Një produkt me pastërti të lartë formohet nga dekompozimi i acetatit bazë mbi 600°C.
Oksidi i beriliumit i pakalcinuar është higroskopik, thith deri në 34% të ujit dhe kalcinohet në 1500 ° C - vetëm 0,18%. Oksidi i beriliumit, i kalcinuar mbi 500°C, ndërvepron lehtësisht me acidet, më i vështirë - me tretësirat alkaline, dhe i kalcinuar mbi 727°C - vetëm me acidin fluorik, acidin sulfurik të përqendruar të nxehtë dhe shkrirjen e alkalit. Rezistent ndaj litiumit të shkrirë, natriumit, kaliumit, nikelit dhe hekurit.
Oksidi i beriliumit ka përçueshmëri shumë të lartë termike. Konsiderohet si një nga materialet më të mira zjarrduruese, që përdoret për prodhimin e kavanozave dhe produkteve të tjera
Hidroksidi i beriliumit, Be(OH) 2 është një përbërës polimer i patretshëm në ujë. Shfaq veti amfoterike: Be(OH) 2 + 2KOH = K 2, Be(OH) 2 + 2HCl = BeCl 2 + 2H 2 O.
Efekti në tretësirat e hidroksidit të beriliumit Be(OH) 2 acidet karboksilike ose nga avullimi i tretësirave të kripërave të tyre të beriliumit, fitohen oksikripërat e beriliumit, për shembull, Be 4 O(CH 3 COO) 6 oksiacetat.
Halidet e beriliumit, pa ngjyrë krishtin. substanca të përhapura në ajër, duke thithur lagështinë. Për të marrë klorur anhidrik përdoret reaksioni 2BeO + CCl 4 = 2BeCl 2 + CO 2.
Ashtu si kloruri i aluminit, BeCl 2 është një katalizator në reaksionin Friedel-Crafts. I nënshtrohet hidrolizës në tretësirë
...
berylates, në tretësirat e përqendruara dhe shkrirjet e alkaleve ka berilate të përbërjes M 2 BeO 2, M 3 BeO 4, në tretësira të holluara ka hidroksoberilate M 2. Hidrolizohet lehtësisht në hidroksid beriliumi.
...
Hidridi i beriliumit, BeH 2 është substancë polimer, fitohet nga reaksioni: BeCl 2 + 2LiH = BeH 2 + 2LiCl
Karbidi i beriliumit, Be 2 C - formohet nga bashkëveprimi i beriliumit me karbonin. Ashtu si karbidi i aluminit, hidrolizohet nga uji për të formuar metanin.
Aplikimi:
Beriliumi përdoret kryesisht si një aditiv aliazh për lidhje të ndryshme. Shtimi i beriliumit rrit ndjeshëm fortësinë dhe forcën e lidhjeve, dhe rezistencën ndaj korrozionit të sipërfaqeve të produkteve të bëra nga këto lidhje. Bronzi i beriliumit (Cu dhe 3-6% Be) është një material për susta me rezistencë të madhe ndaj lodhjes mekanike dhe absolutisht pa shkëndija gjatë goditjeve mekanike.
Beriliumi thith dobët rrezet X, kështu që dritaret e tubave të rrezeve X (nëpërmjet të cilave rrezatimi largohet) bëhen prej tij.
NË reaktorët bërthamorë Reflektorët e neutronit janë bërë nga beriliumi dhe përdoret si moderator i neutronit.
Në përzierje me disa a-nuklidet radioaktive beriliumi përdoret në burimet e neutroneve në ampulë, pasi gjatë bashkëveprimit të berilium-9 dhe a-grimcat prodhojnë neutrone: 9 Be( a,n) 12 C.
Veprimi fiziologjik: Në organizmat e gjallë, beriliumi me sa duket nuk ka funksion biologjik, por beriliumi mund të zëvendësojë magnezin në disa enzima, gjë që çon në ndërprerjen e funksionit të tyre. Komponimet e avullueshme dhe të tretshme të beriliumit, si dhe pluhuri që përmban berilium dhe përbërjet e tij, janë shumë toksike dhe kancerogjene (MPC 0,001 mg/m3).
Rudakova Anna Valerievna
Universiteti Shtetëror HF Tyumen, grupi 561.
Burimet:
Beryllium // Wikipedia. Data e përditësimit: 23.01.2019. URL: https://ru.wikipedia.org/?oldid=97664788 (data e hyrjes: 02/04/2019).
Beriliumi është një metal gri argjendtë me shfaqje kristalore me shkëlqim kur thyhet dhe është elementi i katërt kimik në tabelën periodike. Pesha e një atomi beriliumi është 9,0122 në njësi standarde masë atomike, e barabartë me 1/12 e masës së izotopit të karbonit. Beriliumi është një metal i rrallë i tokës që lidhet me masën e tokës në përqindje 2,6·10-4%.
Zbulimi i Beriliumit
Ashtu si shumë elementë kimikë, beriliumi u zbulua në lidhje me studimin e vetive metale fisnike dhe gurë të çmuar. Në 1798, francezi i famshëm Louis Nicolas Vauquelin punoi me beryl - një gur gjysmë i çmuar, "i afërmi" më i afërt i smeraldit. Gjatë eksperimenteve, të ashtuquajturat tokë beril, i cili përmbante oksid beriliumi BeO. Megjithatë, këtë herë beriliumi si një element kimik autonom nuk u identifikua dhe nuk u emërua. Kjo ndodhi më vonë, në 1828, kur shkencëtari gjerman Friedrich Wöller arriti të merrte metalin e beriliumit. Dhe evolucioni i njohurive për këtë element mjaft të rrallë u përfundua nga kimisti francez Lebeau, i cili, duke përdorur elektrolizën, arriti të marrë kristale të pastra beriliumi.
Kristalet e beriliumit kanë një shije të ëmbël, kjo është arsyeja pse elementi u quajt fillimisht "glucinium" nga greqishtja për "i ëmbël". Me zbulimin e beriliumit, a industri e re- sinteza e gurëve gjysmë të çmuar dhe të çmuar. Sot, berili përdoret për të sintetizuar smeraldët artificialë, akuamarinat dhe heliodorët, të cilët përdoren në mënyrë aktive në industrinë e bizhuterive. Guri gjysmë i çmuar beril, i cili shërbeu si pikënisje për zbulimin e beriliumit, u emërua pas qytetit të Indisë Jugore të Vellur, i cili ndodhej pranë minierave të famshme të smeraldit të Indisë. Beriliumi gjendet gjithashtu në trupin e njeriut në një sasi jo më të madhe se 0.036 mg. Sidoqoftë, gazi i beriliumit dhe pluhuri i beriliumit janë substanca shumë toksike që shkaktojnë patologji serioze të sistemit të frymëmarrjes dhe qarkullimit të gjakut.
Vetitë themelore fizike dhe kimike
Për shkak të nxehtësisë më të lartë të brendshme të energjisë, ky metal ka karakteristika unike që përcaktojnë kërkesën e tij në industritë dhe shkencën kryesore. Rrallësia e lartpërmendur e beriliumit në natyrë e bën këtë element disi mungesë në botën e lidhjeve moderne të metaleve.
Relativisht temperaturë të ulët Temperatura e shkrirjes prej 1284°C bën të mundur krijimin e shufrave të beriliumit në kushte vakum, por praktika më e zakonshme është prodhimi i beriliumit në formë pluhuri. Beriliumi i derdhur karakterizohet nga një strukturë shumë e brishtë, kështu që ky metal është me interes më të madh në formën e tij të deformuar. Trajtimi termik nën presion bën të mundur rritjen e forcës strukturore të beriliumit me një renditje madhësie, e cila në gjendjen përfundimtare, për shkak të duktilitetit të lartë, bëhet e ngjashme në shumë karakteristika me magnezin dhe aluminin. Në veçanti, berilium jashtë gjithashtu formojnë një film oksid që parandalon korrozionin. Ky metal tretet lehtësisht në shumë acide dhe madje edhe alkale, me përjashtim të acidit nitrik të përqendruar.
Beriliumi fitohet duke e izoluar atë nga lidhjet e aluminit duke përdorur një sërë teknologjish pastrimi, si dhe nga mineralet beril, të cilët janë të ekspozuar ndaj acidit sulfurik të koncentruar. Metali i beriliumit prodhohet duke trajtuar oksidet dhe sulfatet e beriliumit (Be(OH)2 ose BeSO4). Proceset teknologjike Prodhimi i beriliumit është mjaft kompleks dhe kërkon konsum të konsiderueshëm të energjisë, kështu që ky metal është një material i shtrenjtë.
Fusha e zbatimit
Unike pasuri natyrore berilium - mos ndërveproni me rrezatimi me rreze x përcaktoi përdorimin aktiv të këtij metali në prodhimin e pajisjeve dhe pajisjeve me rreze X.
Për më tepër, sot lidhjet e beriliumit përdoren për prodhimin e reflektorëve dhe moderatorëve neutron në reaktorët bërthamorë. Oksidi i beriliumit ka përçueshmëri termike jashtëzakonisht të lartë dhe rezistencë ndaj zjarrit, i cili përdoret gjithashtu në prodhimin e pajisjeve për energjinë bërthamore.
Hapësira ajrore dhe aviacioni janë dy industri të tjera ku aplikim i suksesshëm forca, anti-korrozioni dhe rezistenca ndaj zjarrit e lidhjeve të beriliumit. Në metalurgji, beriliumi përdoret si një element aliazh që rrit forcën kundër korrozionit dhe strukturore të çelikut.
