| Бериллий / Beryllium (Be) | |
|---|---|
| Атомный номер | 4 |
| Внешний вид простого вещества | твердый, хрупкий металл серого цвета |
| Свойства атома | |
| Атомная масса (молярная масса) |
9,01218 а. е. м. (г/моль) |
| Радиус атома | 112 пм |
| Энергия ионизации (первый электрон) |
898,8 (9,32) кДж/моль (эВ) |
| Электронная конфигурация | [He] 2s2 |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 90 пм |
| Радиус иона | 35 (+2e) пм |
| Электроотрицательность (по Полингу) |
1.57 |
| Электродный потенциал | −1,69 В |
| Степени окисления | 2; 1 |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность | 1,848 г/см³ |
| Удельная теплоёмкость | 1,824 Дж/(K·моль) |
| Теплопроводность | 201 Вт/(м·K) |
| Температура плавления | 1551 K |
| Теплота плавления | 12,21 кДж/моль |
| Температура кипения | 3243 K |
| Теплота испарения | 309 кДж/моль |
| Молярный объём | 5,0 см³/моль |
| Кристаллическая решётка простого вещества | |
| Структура решётки | гексагональная |
| Период решётки | 2,290 Å |
| Отношение c/a | 1,567 |
| Температура Дебая | 1000,00 K |
| Be | 4 |
| 9,012182 | |
| 2s2 | |
| Бериллий | |
История[]
Схема атома бериллия
Открыт в 1798 г. французским химиком Луи Никола Вокленом. Большую работу по установлению состава соединений бериллия и его минералов провёл российский химик И.В.Авдеев (1818—1865). Именно он доказал, что оксид бериллия имеет состав BeO, а не Be2O3, как считалось ранее.
Происхождение названия[]
Название бериллия произошло от названия минерала берилла (греч. beryllos) (силикат бериллия и алюминия, Be3Al2Si6O18), которое восходит к названию города Белур (Веллуру) в Южной Индии, недалеко от Мадраса; с древних времён в Индии были известны месторождения изумрудов — разновидности берилла. Из-за сладкого вкуса растворимых в воде соединений бериллия элемент вначале называли «глюциний» (от греч. glykys — сладкий).
Нахождение в природе[]
Содержание бериллия в земной коре — около 3,5 г/т, обычно он встречается как примесь к различным минералам. Известно более 30 собственно бериллиевых минералов, но только 6 из них считаются более-менее распространенными: берилл, хризоберилл, бертрандит, фенакит, гельвин, даналит. Промышленное значение имеет в основном берилл, в РФ (Республика Бурятия) разрабатывается фенакит-бертрандитовое Ермаковское месторождение.
Разновидности берилла считаются драгоценными камнями: аквамарин — голубой, зеленовато-голубой, голубовато-зеленый; изумруд — густо-зеленый, ярко-зеленый; гелиодор — желтый; известны ряд других разновидностей берилла, различающихся окраской (темно-синие, розовые, красные, бледно-голубые, бесцветные и др.). Цвет бериллу придают примеси различных элементов.
Получение[]
В виде простого вещества в XIX веке бериллий получали действием калия на безводный хлорид бериллия:
BeCl2+2K=Be+2KCl.
В настоящее время бериллий получают,восстанавливая его фторид магнием:
BeF2+Mg=Be+MgF2-либо электролизом расплава смеси хлоридов бериллия и натрия. Исходные соли бериллия выделяют при переработке бериллиевой руды.
Применение[]
Легирование сплавов[]
Бериллий в основном используют как легирующую добавку к различным сплавам. Добавка бериллия значительно повышает твёрдость и прочность сплавов, коррозионную устойчивость поверхностей изготовленных из этих сплавов изделий. В технике довольно широко распространены бериллиевые бронзы типа BeB (пружинные контакты). Добавка 0,5 % бериллия в сталь позволяет изготовить пружины, которые пружинят при красном калении.
Рентгенотехника[]
Бериллий слабо поглощает рентгеновское излучение, поэтому из него изготавливают окошки рентгеновских трубок (через которые излучение выходит наружу).
Ядерная энергетика[]
В атомных реакторах из бериллия изготовляют отражатели нейтронов, его используют как замедлитель нейтронов. В смесях с некоторыми α-радиоактивными нуклидами бериллий используют в ампульных нейтронных источниках, так как при взаимодействии ядер бериллия-9 и α-частиц возникают нейтроны: 9Ве + α → n + 12C. Оксид бериллия является наиболее теплопроводным из всех оксидов и служит высокотеплопроводным высокотемпературным изолятором, и огнеупорным материалом(тигли), а кроме того наряду с металлическим бериллием служит в атомной технике как более эффективный замедлитель и отражатель нейтронов чем чистый бериллий, кроме того оксид бериллия в смеси с окисью урана применяется в качестве очень эффективного ядерного топлива. Фторид бериллия в сплаве с фторидом лития применяется в качестве теплоносителя и растворителя солей урана, плутония, тория в высокотемпературных жидкосолевых атомных реакторах. Фторид бериллия используется в атомной технике для варки стекла применяемого для регулирования небольших потоков нейтронов. Самый технологичный и качественный состав такого стекла -(BeF2-60 %,PuF4-4 %,AlF3-10 %, MgF2-10 %, CaF2-16 %). Этот состав наглядно показывает один из примеров применения соединений плутония в качестве конструкционного материала (частичное).
Лазерные материалы[]
В лазерной технике находит применение алюминат бериллия для изготовления твердотельных излучателей (стержней, пластин).
Аэрокосмическая техника[]
В производстве тормозов для аэрокосмической техники, тепловых экранов и систем наведения с бериллием не может конкурировать практически ни один конструкционный материал. Конструкционные материалы на основе бериллия обладают одновременно и лёгкостью, и прочностью, и стойкостью к высоким температурам. Будучи в 1,5 раз легче алюминия, эти сплавы в то же время прочнее многих специальных сталей. Налажено производство бериллидов применяемых как конструкционные материалы для двигателей и обшивки ракет и самолетов, а так же в атомной технике.
Ракетное топливо[]
| Окислитель | Удельная тяга(Р1,сек) | Температура сгорания °С | Плотность топлива г/см3 | Прирост скорости, ΔVид,25, м/сек | Весовое содерж.горючего % |
|---|---|---|---|---|---|
| Фтор | 323,3 сек | 4328 °C | 1,547 | 5014 м/сек | 13 % |
| Тетрафторгидразин | 310,8 сек | 4234 °C | 1,19 | 4204 м/сек | 11 % |
| ClF3 | 277,4 сек | 4075 °C | 1,85 | 4696 м/сек | 13 % |
| ClF5 | 289,6 сек | 4176 °C | 1,762 | 4791 м/сек | 13 % |
| Перхлорилфторид | 242,6 сек | 3593 °C | 1,709 | 3953 м/сек | 13 % |
| Окись фтора | 308,6 сек | 4177 °C | 1,561 | 4986 м/сек | 13 % |
| Кислород | 235,4 сек | 3637 °C | 1,21 | 3213 м/сек | 15 % |
| Перекись водорода | 276,8 сек | 3472 °C | 1,503 | 4231 м/сек | 18 % |
| Азотная кислота | 256 сек | 2728 °C | 1,574 | 4005 м/сек | 24 % |
Стоит отметить высокую токсичность и высокую стоимость металлического бериллия, и в этой связи приложены значительные усилия для выявления бериллийсодержащих топлив имеющих значительно меньшую общую токсичность и стоимость. Одним из таких соединений бериллия является гидрид бериллия.
| Окислитель | Удельная тяга(Р1,сек) | Температура сгорания °С | Плотность топлива г/см3 | Прирост скорости, ΔVид,25, м/сек | Весовое содерж.горючего % |
|---|---|---|---|---|---|
| Фтор | 354,9 сек | 4244 °C | 1,298 | 5029 м/сек | 13 % |
| Тетрафторгидразин | 335,6 сек | 4133 °C | 1,065 | 4270 м/сек | 10 % |
| ClF3 | 298,8 сек | 3885 °C | 1,573 | 4674 м/сек | 10 % |
| ClF5 | 314,5 сек | 3979 °C | 1,481 | 4773 м/сек | 11,25 % |
| Перхлорилфторид | 309,5 сек | 2932 °C | 1,114 | 4037 м/сек | 34 % |
| Окись фтора | 342,9 сек | 3027 °C | 1,054 | 4338 м/сек | 35 % |
| Кислород | 331,4 сек | 3079 °C | 0,867 | 3744 м/сек | 45 % |
| Перекись водорода | 353,1 сек | 2932 °C | 0,98 | 4285 м/сек | 41 % |
| N2O4 | 316,1 сек | 2558 °C | 0,93 | 3721 м/сек | 48 % |
| Азотная кислота | 322,1 сек | 3085 °C | 1,047 | 4060 м/сек | 35 % |
Огнеупорные материалы[]
Оксид бериллия 99,9 %(изделие)
Оксид бериллия применяется в качестве очень важного огнеупорного материала в специальных случаях. Считается одним из лучших огнеупорных материалов и при этом это самый[источник?] теплопроводный огнеупорный материал.
Биологическая роль и физиологические действие[]
В живых организмах бериллий не несёт какой-либо значимой биологической функции. Однако бериллий может замещать магний в некоторых ферментах, что приводит к нарушению их работы. Нормальное содержание бериллия в организме взрослого человека (при массе тела 60 кг) составляет 0,031 мг, ежедневное поступление с пищей — около 0,01 мг.
Берилий — ядовит: Летучие (и растворимые) соединения бериллия, в том числе и пыль, содержащая соединения бериллия, высокотоксичны. Для воздуха ПДК в пересчёте на бериллий составляет 0,001 мг/м3. Бериллий обладает ярко выраженным аллергическим и канцерогенным действием. Вдыхание атмосферного воздуха содержащего бериллий приводит к тяжёлому заболеванию органов дыхания — бериллиозу.
См. также[]
Category:Соединения бериллия
Ссылки[]
|
Бериллий на Викискладе? |
|---|
Электрохимический ряд активности металлов |
|
|---|---|
|
|
Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Бериллий. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .