Beryl (pierwiastek)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Beryl
lit ← beryl → bor
Wygląd
stalowoszary
Beryl
Widmo emisyjne berylu
Widmo emisyjne berylu
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 9,0121831(5)[a][3] u
Stan skupienia stały
Gęstość 1848 kg/m³
Temperatura topnienia 1278 °C
Temperatura wrzenia 2970 °C
Numer CAS 7440-41-7
PubChem 5460467[4]
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)
Commons Multimedia w Wikimedia Commons
Wikisłownik 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[edytuj | edytuj kod]

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 solichlorku i fluorku berylu.

Właściwości i związki berylu[edytuj | edytuj kod]

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[6]. 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)[7].

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[8].

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Technika jądrowa[edytuj | edytuj kod]

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[edytuj | edytuj kod]

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[edytuj | edytuj kod]

Beryl może służyć jako dodatek do stopów innych metali, gdzie zwiększa twardość i odporność na korozję[8]. 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[9], a wcześniej do wykonania obudowy pierwszego sztucznego satelity Ziemi – "Sputnika 1"[potrzebne źródło].

Uwagi

  1. Liczba w nawiasie oznacza niepewność ostatniego podanego miejsca po przecinku.

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. Standard Atomic Weights Revised v2 (ang.). IUPAC, 2013-09-24. [dostęp 2013-10-09].
  4. Beryl (pierwiastek) – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  5. Beryl (pierwiastek) (pol.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Polski. [dostęp 2011-10-02].
  6. John David Lee: Zwięzła chemia nieorganiczna. Warszawa: PWN, 1997, s. 151. ISBN 83-01-12352-4.
  7. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 87th ed., CRC Press LLC, Boca Raton, USA, 2007.
  8. 8,0 8,1 Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 8311067236. (pol.)
  9. The James Webb Space Telescope: Mirrors. NASA. [dostęp 2010-11-12].

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

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