Beryl (pierwiastek)

Beryl
lit ← beryl → bor
– ↑ Be ↓ Mg 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
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny • van der Waalsa 112 pm 90 pm 153 pm Konfiguracja elektronowa [He]2s2 Zapełnienie powłok 2, 2 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 1,57 1,47 Potencjały jonizacyjne I 899,5 kJ/mol II 1757,1 kJ/mol III 14848,7 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 292,40 kJ/mol Ciepło topnienia 12,20 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 4180 Pa Konduktywność 31,3×106 S/m Ciepło właściwe 1825 J/(kg·K) Przewodność cieplna 201 W/(m·K) Układ krystalograficzny heksagonalny Twardość • w skali Mohsa 5,5 Prędkość dźwięku 13000 m/s Objętość molowa 4,85×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 7Be {syn.} 53,12 dni w.e. 0,862 7Li 9Be 100% stabilny izotop z 5 neutronami 10Be ślady 1,51×106 lat β− 0,556 10B 11Be {syn.} 13,8 s β− 11,506 11B
Niebezpieczeństwa MSDS Zewnętrzne dane MSDS Globalnie Zharmonizowany System Klasyfikacji i Oznakowania Chemikaliów Zagrożenia wg Rozporządzenia CLP, zał. VI 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 Europejska klasyfikacja substancji Zagrożenia wg Rozporządzenia CLP, zał. VI Silnie toksyczny (T+) Zwroty R R25, R26, R36/37/38, R43, R48/23, R49 Zwroty S S53, S45 NFPA 704 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 o liczbie atomowej 4, 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)₄]²⁻ + 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)₄]²⁺, wchodzące w skład soli kompleksowych o charakterze jonowym, np. [Be(H₂O)₄]SO₄ i [Be(H₂O)₄]Cl₂. Beryl może tworzyć także inne związki kompleksowe, np. [BeF₄]²⁻.

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).

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.

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. 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, a wcześniej do wykonania obudowy pierwszego sztucznego satelity Ziemi – "Sputnika 1"^{[potrzebne źródło]}.

Bibliografia

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