Storia, struttura, proprietà, proprietà del berillio

Lui berillio È un elemento metallico che appartiene al gruppo 2 o alla tabella periodica. È il metallo alcalino più chiaro del gruppo ed è rappresentato dal simbolo BE. Il suo atomo e catione sono anche più piccoli di quelli dei loro coetanei (Mg, CA, MR ...).

A causa della sua insolita densità di carico, questo metallo di solito non si verifica in isolamento.  Conoscono circa 30 minerali che lo contengono, tra cui: il beryl (3beo · al₂O₃· 6₂· 2h₂O), il Bertrandita (4beo.2Se₂.2h₂O), El Chrisoberlo (Beal₂O₄) e la Fenaquita (essere₂Sì₄).

Beryll pipitas metallici. Fonte: w. Oelen [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)]

La Esmeralda, una pietra preziosa, è una variante del beryl. Tuttavia, il puro berillio non è così sorprendente; Sembra una luminosità grigiastra pallida (immagine superiore) ed è stata raggiunta sotto forma di pepitas o dragees.

Il berillio ha una serie di proprietà fisiche caratteristiche. Ha una bassa densità; Elevato comportamento termico ed elettrico, nonché la sua capacità termica e dissipazione del calore; Non è un metallo magnetico; e ha anche una combinazione appropriata di rigidità ed elasticità.

Tutte queste proprietà hanno portato al berillio essere un metallo con molte applicazioni, che vanno dal suo uso in leghe di rame per l'elaborazione di strumenti, al suo uso in razzi, aeroplani, automobili, reattori nucleari, attrezzature a raggi X, magnetica nucleare di risonanza, ecc. .

Il berillio ha 10 isotopi noti, che vanno ⁵Essere a ¹⁴Essere, essere il ⁹Sii l'unico stabile. È anche un metallo molto tossico, che influisce in particolare sul sistema respiratorio, quindi c'è una limitazione nel suo uso.

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Storia della tua scoperta

Il berillio fu scoperto da Louis-Nicolas Vauguelin nel 1798 come elemento compositivo del minerale di Berilo e un silicato di alluminio e berillio.

Successivamente, il chimico tedesco Frederic Wöhler, nel 1828, riuscì a isolare il berillio reagendo a potassio con cloruro di berillio in una pentola di platino.

Contemporaneamente e indipendentemente, il chimico francese Antoine Bussy ha anche raggiunto l'isolamento del berillio. Wöhler è stato il primo a suggerire il nome di berillio per metallo.

Ha ricevuto il suo nome attuale nell'anno del 1957, da quando era precedentemente noto come glucinio, a causa del dolce gusto di alcuni sali. Ma, per evitare confusione con altri composti a gusto dolce e con una pianta chiamata glucina, è stato deciso di cambiare il nome per il berillio.

Struttura pianea

Struttura erbacea del crign. Fonte: Utente: Dornelf [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)]

Essendo beryl il più leggero dei metalli alcalinoterro, ci si dovrebbe aspettare che il volume dei suoi atomi sarà il più piccolo di tutti. Gli atomi di berylil interagiscono tra loro attraverso il legame metallico, in modo che il loro "mare di elettroni" e le repulsioni tra i nuclei modello la struttura di vetro risultante.

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Vengono quindi formati i cristalli neri del berillio. Questi cristalli hanno una struttura esagonale (immagine superiore), dove ognuno di essi ha sei vicini laterali e altri tre nei piani.

Essendo cristalli neri, è utile. Questa è una delle strutture più compatte che un metallo può adottare; E ha senso che i così piccoli atomi di "spremi" entrambi per evitare la minima quantità di vuoto o numero di buchi tra loro.

Configurazione elettronica

1s²2s²

Ciò che è uguale a 4 elettroni, di cui 2 di Valencia. Se viene promosso un elettrone per l'orbitale 2p, avranno due orbitali SP Hbíbridos. Pertanto, nei composti di berillio può esserci geometrie lineari, x-be-x; Ad esempio, la molecola BECL isolata₂, Cl-be-cl.

Proprietà

Descrizione fisica

Grigio solido, colore brillante e fragile.

Punto di fusione

1287 ºC.

Punto di ebollizione

2471 ºC.

Densità

- 1.848 g/cm³ a temperatura ambiente.

- 1,69 g/cm³ al punto di fusione (stato liquido).

Radio atomica

112 pm.

Radio covalente

90 pm.

Volume atomico

5 cm³/mol.

Calore specifico

1.824 J/g · mol a 20 ºC.

Calore di fusione

12,21 kJ/mol.

Calore di evaporazione

309 kJ/mol.

Elettronegatività

1,57 sulla scala Pauling.

Potenziale standard

1,70 v.

Velocità del suono

12.890 m/s.

Dilatazione termica

11,3 µm/m · k a 25 ° C.

Conduttività termica

200 W/M · K.

Proprietà chimiche

Il berillio è coperto da uno strato di ossido di beryl (Beeo) che funge da protezione dell'aria a temperatura ambiente. L'ossidazione del berillio si verifica a temperature superiori a 1000 ºC, originaria di ossido di berillio e prodotti di nitruro di berillio.

È anche resistente all'azione dell'acido nitrico 15 m. Ma si dissolve in acido cloridrico e alcali, come l'idrossido di sodio.

Applicazioni

Preparazione di strumenti

La berillio forma leghe con rame, nichel e allumino. In particolare la lega con rame produce strumenti di grande durezza e resistenza, costituendo solo il 2% del peso della lega.

Questi strumenti non producono scintille quando si colpiscono il ferro, il che consente loro di utilizzare in ambienti con un alto contenuto di gas combustibili.

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A causa della sua bassa densità ha un peso leggero, che, insieme alla sua rigidità, consente il suo utilizzo in velivoli spaziali, razzi, missili e aeroplani. La lega con berillio è stata utilizzata nell'elaborazione delle parti dell'auto. È stato anche usato nell'elaborazione delle molle.

A causa della grande durezza conferita dal berillio alle sue leghe, questi sono stati usati nei freni di aerei militari.

Elaborazione degli specchi

Il berillio è stato utilizzato nella produzione di specchi a causa della sua stabilità dimensionale e della sua capacità di avere una pulizia alta. Questi specchi sono utilizzati nei satelliti e nei sistemi di controllo del fuoco. Inoltre, vengono utilizzati telescopi spaziali.

Nelle radiazioni ionizzanti

Il berillio è un elemento a bassa densità, quindi può essere considerato trasparente a X -ray. Questa funzione consente il suo utilizzo nella costruzione delle finestre dei tubi che producono raggi X, applicazione industriale e diagnosi medica.

Allo stesso modo, il berillio viene utilizzato nelle finestre dei rilevatori di emissioni radioattive.

Nelle squadre che generano il magnetismo

Tra le caratteristiche del berillio, non è essere un elemento magnetico. Ciò consente di essere utilizzato nella costruzione di articoli di attrezzatura a risonanza magnetica, in cui vengono generati campi magnetici di grande intensità, minimizzando qualsiasi interferenza.

Reattori nucleari

A causa del suo elevato punto di fusione, ha trovato l'applicazione nei reattori nucleari e nella ceramica. Il berillio viene usato come moderatore delle reazioni nucleari e come produttore di neutroni:

⁹Essere   +   ⁴Lui (α) => ¹²C +N (neutrone)

Si stima che per un milione di atomi di beryl che sono bombardati con particelle α, si verificano fino a 30 milioni di neutroni. Proprio questa reazione nucleare ha permesso la scoperta del neutrone.

James Chadwick ha bombardato gli atomi di berillio con particelle α (lui). Il ricercatore ha osservato il rilascio di particelle subátomiche, senza carica elettrica, che ha portato alla scoperta di neutroni.

Protezione metallica

Aggiungi una quantità di berillio sulla superficie dei metalli che possono essere ossidati, conferisce una certa protezione. Ad esempio, l'innesto del magnesio è ridotta e la luminosità delle leghe d'argento è prolungata.

Dove si trova?

Il beryl si trova nella pegmatite, associata a mica, feldspato e quarzo. Attraverso l'uso di una tecnica di flottazione, è possibile separare una miscela di beryl e feldspato. Successivamente, il feldspato e il beryl sono concentrati e sottoposti a un trattamento con ipoclorito di calcio.

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Seguito da un trattamento con acido solforico e solfonato di potassio, attraverso la diluizione, si ottiene la flottazione del beryl, separandola dal feldspato.

Il beryl viene trattato con sodio fluorosilicato e soda a 770 ºC per formare fluoroberilato di sodio, ossido di alluminio e biossido di silicio. Quindi l'idrossido di berillio della soluzione fluoroberiale idrossido di idrossido di sodio è precipitato.

Il fluoruro di berillio è formato reagendo con idrossido di beril con fluoruro di idrogeno ammoniaco, producendo ammonio ammonio. Questo è riscaldato per formare il fluoruro di berillio, che viene trattato con magnesio caldo per isolare il berillio.

Rischi

Il berillio come metallo finemente diviso, sotto forma di soluzioni, polvere secca o fumo, è molto tossico e può produrre dermatite. Tuttavia, la più grande tossicità è prodotta dall'inalazione.

Inizialmente, il berillio può indurre ipersensibilità o allergia, che può diventare belliosi o malattia cronica del berillio (CBD). Questa è una malattia grave, caratterizzata da una diminuzione della capacità polmonare.

La malattia acuta è rara. Nella malattia cronica ci sono formazione di faruloma in tutto il corpo, specialmente nei polmoni. La belliosi cronica provoca dispnea progressiva, tosse e debolezza generale (astenia).

La belliosi acuta può essere mortale. Nella belliosi si verifica la progressiva perdita della funzione respiratoria, poiché vi è ostruzione nel flusso di vie aeree nel tratto respiratorio e ridotta ossigenazione della pressione sanguigna del sangue.

Riferimenti

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