Berilij

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Berilij,  4Be
Be-140g.jpg
Splošno
Ime, znak berilij, Be
Izgovarjava berílij
Izgled belo-sivo kovinski
Berilij v periodnem sistemu
Vodik (diatomic nonmetal)
Helij (noble gas)
Litij (alkali metal)
Berilij (alkaline earth metal)
Bor (metalloid)
Ogljik (polyatomic nonmetal)
Dušik (diatomic nonmetal)
Kisik (diatomic nonmetal)
Fluor (diatomic nonmetal)
Neon (noble gas)
Natrij (alkali metal)
Magnezij (alkaline earth metal)
Aluminij (post-transition metal)
Silicij (metalloid)
Fosfor (polyatomic nonmetal)
Žveplo (polyatomic nonmetal)
Klor (diatomic nonmetal)
Argon (noble gas)
Kalij (alkali metal)
Kalcij (alkaline earth metal)
Skandij (transition metal)
Titan (transition metal)
Vanadij (transition metal)
Krom (transition metal)
Mangan (transition metal)
Železo (transition metal)
Kobalt (transition metal)
Nikelj (transition metal)
Baker (transition metal)
Cink (transition metal)
Galij (post-transition metal)
Germanij (metalloid)
Arzen (metalloid)
Selen (polyatomic nonmetal)
Brom (diatomic nonmetal)
Kripton (noble gas)
Rubidij (alkali metal)
Stroncij (alkaline earth metal)
Itrij (transition metal)
Cirkonij (transition metal)
Niobij (transition metal)
Molibden (transition metal)
Tehnicij (transition metal)
Rutenij (transition metal)
Rodij (transition metal)
Paladij (transition metal)
Srebro (transition metal)
Kadmij (transition metal)
Indij (post-transition metal)
Kositer (post-transition metal)
Antimon (metalloid)
Telur (metalloid)
Jod (diatomic nonmetal)
Ksenon (noble gas)
Cezij (alkali metal)
Barij (alkaline earth metal)
Lantan (lanthanide)
Cerij (lanthanide)
Prazeodim (lanthanide)
Neodim (lanthanide)
Prometij (lanthanide)
Samarij (lanthanide)
Evropij (lanthanide)
Gadolinij (lanthanide)
Terbij (lanthanide)
Disprozij (lanthanide)
Holmij (lanthanide)
Erbij (lanthanide)
Tulij (lanthanide)
Iterbij (lanthanide)
Lutecij (lanthanide)
Hafnij (transition metal)
Tantal (transition metal)
Volfram (transition metal)
Renij (transition metal)
Osmij (transition metal)
Iridij (transition metal)
Platina (transition metal)
Zlato (transition metal)
Živo srebro (transition metal)
Talij (post-transition metal)
Svinec (post-transition metal)
Bizmut (post-transition metal)
Polonij (post-transition metal)
Astat (metalloid)
Radon (noble gas)
Francij (alkali metal)
Radij (alkaline earth metal)
Aktinij (actinide)
Torij (actinide)
Protaktinij (actinide)
Uran (actinide)
Neptunij (actinide)
Plutonij (actinide)
Americij (actinide)
Kirij (actinide)
Berkelij (actinide)
Kalifornij (actinide)
Ajnštajnij (actinide)
Fermij (actinide)
Mendelevij (actinide)
Nobelij (actinide)
Lavrencij (actinide)
Raderfordij (transition metal)
Dubnij (transition metal)
Seaborgij (transition metal)
Borij (transition metal)
Hasij (transition metal)
Majtenrij (unknown chemical properties)
Darmštatij (unknown chemical properties)
Rengenij (unknown chemical properties)
Kopernicij (transition metal)
Ununtrij (unknown chemical properties)
Flerovij (post-transition metal)
Ununpentij (unknown chemical properties)
Livermorij (unknown chemical properties)
Ununseptij (unknown chemical properties)
Ununoctij (unknown chemical properties)


Be

Mg
litijberilijbor
Vrstno število 4
Standardna atomska teža (±) (Ar) 9.0121831(5)[1]
Kategorija elementa   zemljoalkalijska kovina
Skupina, blok skupina 2 (zemljoalkalijske kovine), s-blok
Perioda perioda 2
Razporeditev elektronov [He] 2s2
po lupini 2, 2
Fizikalne lastnosti
Faza snovi trdnina
Tališče 1287 °C ​(1560 K, ​2349 °F)
Vrelišče 2970 °C ​(3243 K, ​5378 °F)
Gostota blizu s.t. 1,85 g/cm3
v tekočem stanju, pri TT 1,690 g/cm3
Kritična točka 5205 K,  MPa (ekstrapoliran)
Talilna toplota 12,2 kJ/mol
Izparilna toplota 292 kJ/mol
Toplotna kapaciteta 16,443 J/(mol·K)
Parni tlak
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pri T (°C) 1.189 1.335 1.518 1.750 2.054 2.469
Lastnosti atoma
Oksidacijska stanja +2, +1[2] ​(amfoterni oksid)
Elektronegativnost Paulingova lestvica: 1,57
Ionizacija 1.: 899,5 kJ/mol
2.: 1757,1 kJ/mol
3.: 14848,7 kJ/mol
(več)
Atomski polmer empirično: 112 pm
Kovalentni polmer 96±3 pm
Van der Waalsov polmer 153 pm
Razno
Kristalna struktura heksagonalna gosto zložena (hgz)
Heksagonalna gosto zložena kristalna struktura za berilij
Hitrost zvoka tanka palica 12890 m/s (pri s.t.)[3]
Toplotno raztezanje 11,3 µm/(m·K) (pri 25 °C)
Toplotna prevodnost 200 W/(m·K)
Električni upor 36 nΩ·m (pri 20 °C)
Magnetna ureditev diamagnetik
Youngov modul 287 GPa
Strižni modul 132 GPa
Stisljivostni modul 130 GPa
Poissonovo razmerje 0,032
Mohsova trdota 5,5
Trdota po Vickersu 1670 MPa
Trdota po Brinellu 590–1320 MPa
Številka CAS 7440-41-7
Zgodovina
Odkritje Louis Nicolas Vauquelin (1797)
Prva izolacija Friedrich Wöhler & Antoine Bussy (1828)
Najstabilnejši izotopi
Glavni članek: Izotopi berilija
izo NA Razpol. doba DM DE (MeV) DP
7Be sled 53,12 d ε 0,862 7Li
γ 0,477
9Be 100% 9Be je stabilen z 5 nevtroni
10Be sled 1,36×106 y β 0,556 10B

Berílij (latinsko beryllium) je kemijski element s simbolom Be in vrstnim številom 4. Ta strupeni, dvovalentni element je jekleno sive barve, odporen in lahek, vendar lomljiv. Je zemljoalkalijska kovina, ki jo najbolj uporabljajo za učvrščevanje zlitin (najpomembnejša je berilijev baker).

Pomembne lastnosti[uredi | uredi kodo]

Berilij ima eno najvišjih tališč med lahkimi kovinami. Modul elastičnosti berilija je približno za tretjino večji od tistega za jeklo. Ima izvrstno toplotno prevodnost, ni magneten in je odporen proti napadu s koncentrirano dušikovo kislino. Je zelo prepusten za žarke X, ko pa ga zadenejo delci alfa, se osvobodijo nevtroni, kot pri radiju ali poloniju (okoli 30 nevtronov/milijon delcev alfa). Pri standardni temperaturi in tlaku je berilij na zraku odporen proti oksidaciji (čeprav je njegova zmožnost, da opraska steklo, verjetno posledica oblikovanja tanke plasti oksida).

Uporaba[uredi | uredi kodo]

  • Berilij se uporablja kot zlitinski agent pri proizvodnji berilijevega bakra, saj ima Be zmožnost absorbcije velike količine toplote. Zlitine berilijevega bakra se uporabljajo za številne namene zaradi električne in toplotne prevodnosti, visoke odpornosti in trdnosti, nemagnetskih lastnosti, skupaj z dobro odpornostjo na korozijo in utrujenost. Raba vključuje izdelavo varilnih elektrod, vzmeti, neiskrečih se orodij in električnih stikov.
  • Zaradi trdote, lahkosti in stabilnosti razsežnosti na širokem temperaturnem pasu se zlitine berilija in bakra uporabljajo tudi v vojaški in vesoljski industriji kot lahki strukturni materiali v hitrih zračnih plovilih, izstrelkih, vesoljskih plovilih in komunikacijskih satelitih.
  • Tanke plasti berilijevih lističev se uporabljajo pri zaznavanju žarkov X za izločanje vidne svetlobe in omogočanju, da so zaznani le žarki X.
  • Na področju litografije z žarki X se berilij uporablja za reproduciranje mikroskopskih integriranih vezij.
  • Zaradi majhne verjetnosti termalne absorpcije nevtronov ga uporablja industrija jedrske energije v jedrskih reaktorjih za odbojnik in regulator nevtronov.
  • Berilij se uporablja tudi pri izdelavi žiroskopov, različne računalniške opreme, vzmeti za ročne ure in inštrumente, kjer so potrebni lahkost, neupogljivost in razsežnostna odpornost.
  • Berilijev oksid se uporablja na mnogih področjih, ki zahtevajo odlično toplotno prevodnost. Ima veliko odpornost, trdnost in zelo visoko tališče, in deluje kot električni izolator.
  • Berilijeve zlitine so se včasih uporabljale v ceveh za fluorescentne luči, a se je to prenehalo zaradi berilijoze delavcev, ki so izdelovali cevi.
  • Pričakuje se, da bo imel vesoljski daljnogled Jamesa Webba berilijevo zrcalo. Ker se bo JWST soočal s temperaturami od -240 C (30 K), je zrcalo narejeno iz berilija, materiala, ki bolje od stekla prenaša ekstremen mraz. Berilij se manj krči in deformira kot steklo, torej pri takšnih temperaturah ostaja bolj nespremenljiv.

Zgodovina[uredi | uredi kodo]

Ime berilij prihaja iz grške besede beryllos, beril. V določenem obdobju so beriliju rekli glucinij (iz grškega korena glykys, sladek) zaradi sladkega okusa njegovih soli. Berilij je leta 1798 odkril Louis Vauquelin kot oksid v berilu in smaragdih. Leta 1828 sta Friedrich Wöhler in A. A. Bussy neodvisno izolirala to kovino tako, da sta reagirala kalij in berilijev klorid.

Pojavljanje[uredi | uredi kodo]

Berilij najdemo v 30 različnih mineralih, od katerih so najpomembnejši bertrandit, beril, krizoberil in fenacit. Dragoceni obliki berila sta akvamarin in smaragd. Najpomembnejša komercialna vira berilija in njegovih spojin sta beril in bertrandit. Trenutno se večina te kovine pridobi z redukcijo berilijevega fluorida z magnezijem. Kovinski berilij ni bil zlahka dostopen do leta 1957.

Izolacija

\mbox{BeF}_2 + \mbox{Mg} \rightarrow \mbox{MgF}_2 + \mbox{Be}

Izotopi[uredi | uredi kodo]

Berilij ima le en stabilen izotop, Be-9. Kozmogenski berilij (Be-10) nastaja v Zemljinem ozračju zaradi razdelitve kisika in dušika ob obstreljevanju s kozmičnimi žarki. Ker berilij večinoma obstaja v raztopini pri ravni pH manj kot približno 5,5 (in večina deževnice ima pH manj kot 5), vstopi v raztopino in pade na površino Zemlje skupaj z dežjem. Ko sediment hitro postaja bolj bazičen, Be raztopino zapusti. Kozmogenski Be-10 se torej nabira na površini prsti, kjer mu njegova relativno dolga razpolovna doba (1,5 milijona let) omogoča dolg obstoj pred razpadom v B-10 (bor). Be-10 in njegovi hčerinski produkti so bili uporabljani pri določanju erozije prsti, oblikovanju prsti iz regolita, razvoju lateritskih prsti, kot tudi variiranju Sončeve aktivnosti in starosti ledenih plošč.

Dejstvo, da sta Be-7 in Be-8 nestabilna, ima globoke kozmološke posledice, saj to pomeni, da elementi, težji od berilija, niso mogli nastati z jedrskim spajanjem ob prapoku. Povrhu so jedrske ravni berilija-8 takšne, da lahko v zvezdah nastaja ogljik in tako omogoča življenje. (Glej proces treh delcev alfa in nukleosinteza ob prapoku).

Učinki na zdravje[uredi | uredi kodo]

Berilij in njegove soli so strupi in potencialne karcinogene snovi. Izpostavljenost beriliju povzroča kronično berilijozo, pljučno in sistemsko granulomatozo, od leta 1933 pa so znane tudi akutne bolezni dihal zaradi berilija.

Zgodnji raziskovalci so okušali berilij in njegove različne spojine z jezikom, da bi po sladkem okusu ugotovili njegov obstoj. Z razvojem sodobne diagnostične opreme ta izjemno tvegan postopek ni več potreben. Berilijev prah lahko povzroča pljučnega raka.

Pri zaužitju berilija pri ljudeh niso opazili posebnih učinkov, saj se v želodec in notranje organe absorbira zelo majhna količina, pač pa so čire zaradi zaužitja berilija opazili pri psih. Stik ranjene kože z berilijem lahko povzroči izpuščaje ali čire. Ni znano, ali berilij povzroča prirojene hibe.

S to snovjo je moč ravnati varno, če se držimo določenih postopkov; ravnanje z njim, ne da bi bili s temi postopki seznanjeni, ni priporočljivo.

Sklici[uredi | uredi kodo]

  1. ^ Standard Atomic Weights 2013. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
  2. ^ "Beryllium: Beryllium(I) Hydride compound data". bernath.uwaterloo.ca. Pridobljeno dne 2007-12-10. 
  3. ^ Haynes, William M., ur. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92. izd.). Boca Raton, FL: CRC Press. str. 14.48. ISBN 1439855110. 

Zunanje povezave[uredi | uredi kodo]