Beryl (pierwiastek)

Skocz do: nawigacji, szukaj
4
Be
Wygląd stalowoszary Ogólne informacje Nazwa, symbol, l.a. beryl, Be, 4
(łac. beryllium) Grupa, okres, blok 2 (IIA), 2, s Stopień utlenienia II Właściwości metaliczne metal ziem alkalicznych Właściwości tlenków amfoteryczne Masa atomowa 9,01218 u Stan skupienia stały Gęstość 1848 kg/m³ Temperatura topnienia 1278 °C Temperatura wrzenia 2970 °C Numer CAS 7440-41-7 PubChem 5460467[3] Niebezpieczeństwo
Zwroty H H301, H315, H317, H319, H330, H335, H350i, H372 Zwroty EUH brak zwrotów EUH Zwroty P P201, P260, P280, P284, P301+P310, P305+P351+P338[4] Europejska klasyfikacja substancji Zagrożenia wg Dyrektywy 67/548/EWG, zał. I[1]
Zwroty R R25, R26, R36/37/38, R43, R48/23, R49 Zwroty S S53, S45 NFPA 704[2]
0
3
3
 
Numer RTECS DS1750000 Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa) Multimedia w Wikimedia Commons Hasło beryl w Wikisłowniku

Beryl (Be, łac. beryllium) – pierwiastek chemiczny, metal należący do drugiej grupy głównej układu okresowego. Jedynym stabilnym izotopem jest 9Be. Został odkryty przez Louisa Vauquelina w 1798 r.

Występowanie

Jego zawartość w górnych warstwach Ziemi wynosi 0,0002%, występuje w minerałach takich jak beryl Be3Al2[Si6O18, chryzoberylu Al2BeO4, fenakicie Be2SiO4. Niektóre odmiany minerału berylu (szmaragd, akwamaryn, heliodor) znane są jako kamienie szlachetne.

Beryl można wydzielić elektrolitycznie ze stopionych soli – chlorku i fluorku berylu.

Właściwości i związki berylu

Beryl jest twardym i kruchym metalem. W związkach chemicznych występuje na +II stopniu utlenienia. Nie roztwarza się na zimno w kwasie azotowym (ulega pasywacji). Aby reakcja berylu z wodą zaszła efektywnie należy podgrzać ją niemal do wrzenia. Rozcieńczony kwas siarkowy i solny reaguje z berylem już w temperaturze pokojowej. Ze względu na swoje amfoteryczne właściwości, beryl rozpuszcza się w roztworach wodorotlenków metali alkalicznych:

Be + 2OH− + 2H2O → [Be(OH)42− + H2↑

Ze względu na stosunkowo dużą elektroujemność, beryl łączy się z innymi pierwiastkami poprzez wiązania kowalencyjne. Sole berylu są podatne na hydrolizę, w wyniku której powstają kationy tetraakwaberylowe [Be(H2O)42+, wchodzące w skład soli kompleksowych o charakterze jonowym, np. [Be(H2O)4SO4 i [Be(H2O)4Cl2[5]. Beryl może tworzyć także inne związki kompleksowe, np. [BeF42−.

Z tlenem beryl tworzy tlenek BeO (krystalizuje w układzie heksagonalnym). Znane są także związki berylu z wodorem BeH2, siarką – BeS, azotem – Be3N2, węglem – Be2C.

Wodorotlenek berylu Be(OH)2 jest trudno rozpuszczalny w wodzie i ma własności amfoteryczne, z silnymi zasadami dając berylany, np. Na2BeO2 i K2BeO2. Siarczan berylu BeSO4 jest dobrze rozpuszczalny w wodzie (41,3 g/100cm³ w 25 °C), natomiast węglan BeCO3·4H2O rozpuszcza się słabo (0,36 g/100 cm³ w 0 °C)[6].

Beryl prawdopodobnie nie ma znaczenia biologicznego; dotychczas nie stwierdzono wykorzystywania tego pierwiastka przez organizmy żywe. Związki berylu są silnie trujące, wywołując berylozę, głównie przy kontakcie ze skórą lub poprzez wdychanie pyłu berylowego[7].

Zastosowanie

Technika jądrowa

Ze względu na mały przekrój czynny na wychwyt neutronów termicznych, metaliczny beryl stosowany jest jako moderator spowalniający neutrony w reaktorach jądrowych, oraz do wyrobu prętów sterujących i awaryjnych. W mieszaninie z pierwiastkami emitującymi cząstki alfa stosowany jest jako źródło neutronów. Jako dobry reflektor neutronów wykorzystywany jest także w broni jądrowej jako osłona ładunku jądrowego, co pozwala na zmniejszenie masy krytycznej.

Technika radiacyjna

Okienko berylowe w mikroskopie rentgenowskim

Beryl bardzo słabo pochłania promieniowanie rentgenowskie, co pozwala na stosowanie go do wyrobu okienek w aparatach i mikroskopach rentgenowskich oraz w detektorach promieniowania rentgenowskiego.

Dzięki przezroczystości berylu dla wysokoenergetycznych cząstek naładowanych elektrycznie, wykorzystuje się go do budowy detektorów takiego promieniowania w akceleratorach cząstek elementarnych (np. Wielki Zderzacz Hadronów).

Inne zastosowania

Beryl może służyć jako dodatek do stopów innych metali, gdzie zwiększa twardość i odporność na korozję[7]. Stop miedzi i berylu jest wykorzystywany w produkcji narzędzi nieiskrzących, elementów sprężystych, podzespołów aparatury chemicznej oraz elementów żaroodpornych. Pył berylowy jest stosowany jako składnik stałego paliwa rakietowego o najwyższym impulsie właściwym w rakietowych silnikach o zastosowaniach militarnych.

Ze względu na małą gęstość i dobre parametry mechaniczne, beryl wykorzystano do budowy zwierciadeł w Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba[8], a wcześniej do wykonania obudowy pierwszego sztucznego satelity Ziemi – "Sputnika 1"potrzebne źródło.

Przypisy

  1. ↑ 1,0 1,1 Informacje o klasyfikacji i oznakowaniu substancji wg Rozporządzenia 1272/2008, zał. VI: Beryl (pierwiastek) (pol.) w bazie European chemical Substances Information System. Instytut Ochrony Zdrowia i Konsumenta. [dostęp 2011-10-02].
  2. ↑ Beryl (pierwiastek) (ang.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-02].
  3. ↑ Beryl (pierwiastek) – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  4. ↑ Beryl (pierwiastek) (pol.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Polski. [dostęp 2011-10-02].
  5. ↑ John David Lee: Zwięzła chemia nieorganiczna. Warszawa: PWN, 1997, s. 151. ISBN 83-01-12352-4. 
  6. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics, 87th ed., CRC Press LLC, Boca Raton, USA, 2007.
  7. ↑ 7,0 7,1 Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 8311067236.  (pol.)
  8. ↑ The James Webb Space Telescope: Mirrors. NASA. [dostęp 2010-11-12].

Bibliografia

  • Jerzy Minczewski, Zygmunt Marczenko Chemia analityczna – 1 podstawy teoretyczne i analiza jakościowa (Wydawnictwo Naukowe PWN) Warszawa 2001 ISBN 83-01-13499-2