Որտե՞ղ է օգտագործվում բերիլիումը: Բերիլիումի և նրա ամենակարևոր քիմիական միացությունների քիմիական հատկությունները

Բերիլիում (lat. Beryllium), Be, քիմիական տարրԽումբ II պարբերական համակարգՄենդելեև, ատոմային թիվ 4, ատոմային զանգված 9,0122; բաց բաց մոխրագույն մետաղ: Ունի մեկը կայուն իզոտոպՎե.

Բերիլիումը հայտնաբերվել է 1798 թվականին Բերիլ հանքանյութից մեկուսացված BeO օքսիդի տեսքով L. Vauquelin-ի կողմից։ Մետաղական բերիլիումը առաջին անգամ ձեռք է բերվել 1828 թվականին Ֆ. Վեհլերի և Ա. Բուսիի կողմից՝ միմյանցից անկախ։ Քանի որ բերիլիումի որոշ աղեր ունեն քաղցր համ, այն ի սկզբանե կոչվում էր «glucinium» (հունարեն glykys - քաղցր) կամ «glycium»: Glicinium անվանումը (բերիլիումի հետ միասին) օգտագործվում է միայն Ֆրանսիայում։ Բերիլիումի օգտագործումը սկսվել է 20-րդ դարի 40-ական թվականներին, թեև դրա արժեքավոր հատկություններորպես համաձուլվածքների բաղադրիչ հայտնաբերվել են ավելի վաղ, իսկ ուշագրավ միջուկայինները՝ 20-րդ դարի 30-ականների սկզբին։

Բերիլիումի բաշխումը բնության մեջ. Բերիլիումը հազվագյուտ տարր է։ Բերիլիումը տիպիկ լիտոֆիլ տարր է, որը բնորոշ է ֆելսիկային, ենթալկալային և ալկալային մագմաներին։ Հայտնի է բերիլիումի մոտ 40 հանքանյութ։ Դրանցից բերիլն ունի ամենամեծ գործնական նշանակությունը, ֆենակիտը, գելվինը, քրիզոբերիլը և բերտրանդիտը խոստումնալից են և մասամբ օգտագործվում:

Ֆիզիկական հատկություններ. Բերիլիումի բյուրեղյա վանդակը վեցանկյուն փակ է: Բերիլիումը ալյումինից թեթև է, խտությունը՝ 1847,7 կգ/մ3 (Al-ն ունի մոտ 2700 կգ/մ3), հալման ջերմաստիճանը՝ 1285oC, եռմանը՝ 2470oC։

Սկզբում, բերիլիումկոչվում է գլյուցինիա: Հունարենից թարգմանվել է որպես «քաղցր»։ Այն փաստը, որ մետաղական բյուրեղների համը նման է կոնֆետի, առաջին անգամ նկատել է Փոլ Լեբոն։

Ֆրանսիացի քիմիկոսին հաջողվել է սինթեզել բերիլիումի ագրեգատներ 19-րդ դարի վերջին։ Օգնեց էլեկտրոլիզի մեթոդը. Մետաղական տեսքով տարրը ստացել է գերմանացի Ֆրիդրիխ Վելլերը դեռ 1828 թվականին։ Բերիլիումը զբաղեցրեց 4-րդ տեղը և հայտնի էր որպես նյութ, որի հետ զարմանալի հատկություններ. Նրանք չեն սահմանափակվում միայն քաղցրությամբ։

Քիմիական և ֆիզիկական հատկություններբերիլիում

Բերիլիումի բանաձեւտարբերվում է ընդամենը 4 էլեկտրոնով։ Սա զարմանալի չէ՝ հաշվի առնելով տարրի տեղը պարբերական աղյուսակում։ Զարմանալիորեն նրանք բոլորը գտնվում են s-ուղիղներում: Նոր էլեկտրոնների համար ազատ դիրքեր չկան։

Այսպիսով, բերիլիումը տարր էչի ցանկանում մտնել քիմիական ռեակցիաների մեջ. Մետաղը բացառություններ է անում այն ​​նյութերի համար, որոնք կարող են խլել՝ փոխարինելով սեփական էլեկտրոնները: Օրինակ, հալոգենն ունակ է դրան:

Բերիլիումը մետաղ է. Այնուամենայնիվ, նա նույնպես ունի կովալենտային կապեր. Սա նշանակում է, որ ներս բերիլիումի ատոմհամընկնում են, որոշ զույգ էլեկտրոնային ամպեր ընդհանրացված են, ինչը բնորոշ է ոչ մետաղներին։ Այս երկակիությունը ազդում է նյութի մեխանիկական պարամետրերի վրա։ Նյութը և՛ փխրուն է, և՛ կոշտ:

Բերիլիումն առանձնանում է թեթևությամբ։ Մետաղի խտությունը կազմում է ընդամենը 1,848 գրամ մեկ խորանարդ սանտիմետրում։ Միայն մի քանիսը բարից ներքեւ ալկալիական մետաղներ. Խտությամբ համընկնելով նրանց հետ, բերիլիումը բարենպաստորեն առանձնանում է կոռոզիայից դիմադրությամբ:

Տարրը փրկվում է դրանից միլիմետր հաստությամբ թաղանթով: Սա բերիլիումի օքսիդ. Օդում առաջանում է 1,5-2 ժամում։ Արդյունքում թթվածնի մուտքը մետաղ արգելափակվում է, և այն պահպանում է իր սկզբնական բոլոր բնութագրերը։

Խնդրում եմ և բերիլիումի ուժը. Ընդամենը 1 միլիմետր տրամագծով մետաղալարն ընդունակ է պահել չափահաս տղամարդու հովանոցը։ Համեմատության համար նշենք, որ նմանատիպ թելը կոտրվում է 12 կիլոգրամ բեռի տակ։

Բերիլիում, հատկություններորոնք քննարկվում են, ջեռուցվելիս գրեթե չի կորցնում ուժը։ Եթե ​​ջերմաստիճանը հասցնեք 400 աստիճանի, ապա մետաղի «ուժը» միայն երկու անգամ կկրճատվի։ Duralumin-ը, օրինակ, 5 անգամ պակաս դիմացկուն է դառնում։

Սահմանափակել ջերմաստիճանը բերիլիումի կարծրություն- ավելի քան 1200 Ցելսիուսի սանդղակով: Սա անկանխատեսելի է, քանի որ պարբերական աղյուսակում 4-րդ տարրը գտնվում է և. Առաջինը հալվում է 180, իսկ երկրորդը 650 աստիճանում։

Տեսականորեն բերիլիումի փափկացման ջերմաստիճանը պետք է լինի մոտ 400 Ցելսիուսի սանդղակով: Սակայն 4-րդ տարրը ներառվել է համեմատաբար հրակայունների ցանկում՝ զիջելով, օրինակ, արդուկին ընդամենը 300 աստիճանով։

Սահմանափակող բերիլիումի ռեակցիամինչեւ եռման կետը։ Այն տեղի է ունենում 2450 աստիճան Ցելսիուսի պայմաններում: Եռալով՝ մետաղը վերածվում է մեկ գորշ զանգվածի։ Տարերքն իր սովորական տեսքով՝ ընդգծված, թեթևակի յուղոտ փայլով։

Պայծառը գեղեցիկ է, բայց առողջության համար վտանգավոր։ Բերիլիումը թունավոր է. Մարմնի մեջ մտնելով՝ մետաղը փոխարինում է ոսկրային մագնեզիումին: սկսվում է բերիլիումը: Դրա սուր ձևն արտահայտվում է թոքային այտուցով, չոր հազով։ Կան մահացու դեպքեր.

Կենդանի հյուսվածքների վրա ազդեցությունը բերիլիումի սակավաթիվ թերություններից մեկն է: Ավելի շատ առավելություններ կան. Նրանք ծառայում են մարդկությանը, մասնավորապես՝ ծանր արդյունաբերության ոլորտում։ Այսպիսով, ժամանակն է ուսումնասիրել, թե ինչպես է կիրառվում պարբերական համակարգի 4-րդ տարրը։

Բերիլիումի կիրառում

բերիլիումի հիդրօքսիդիսկ ուրանի օքսիդը կազմում են միջուկային վառելիքը: 4-րդ մետաղը օգտագործվում է միջուկային ռեակտորներում և նեյտրոնների դանդաղեցման համար։ Բերիլիումի օքսիդը ավելացվում է ոչ միայն վառելիքի մեջ, այլեւ դրանից պատրաստում են կարասներ։ Սրանք բարձր ջերմահաղորդականություն, բարձր ջերմաստիճանի մեկուսիչներ են։

Բացի միջուկային տեխնոլոգիաներից բերիլիումի միացություններ, դրա հիման վրա օգտակար են ավիաարդյունաբերության և տիեզերագնացության մեջ: Ջերմային վահաններն ու ուղղորդող համակարգերը պատրաստված են 4-րդ մետաղից։ Տարրը անհրաժեշտ է նաև հրթիռային վառելիքի, ինչպես նաև նավի պատման համար: Նրանց պատյանները պատրաստված են բերիլիումի բրոնզից։

Նրանց հատկությունները գերազանցում են լեգիրված պողպատներին: Բավական է ավելացնել 4-րդ տարրի ընդամենը 1-3%-ը, որպեսզի առավելագույնի հասցնի կոտրման ուժը։ Այն ժամանակի ընթացքում չի կորչում: Այլ համաձուլվածքները հոգնում են տարիների ընթացքում, դրանց կատարողականի պարամետրերը նվազում են:

Մաքուր բերիլիումը վատ մշակված է։ Գործելով որպես հավելում, մետաղը դառնում է ճկուն: Կարող եք ժապավեն պատրաստել ընդամենը 0,1 միլիմետր հաստությամբ։ Բերիլիումի զանգվածթեթևացնում է համաձուլվածքը, վերացնում է դրա մագնիսականությունը, հարվածների ժամանակ կայծ առաջացնելով:

Այս ամենը օգտակար է զսպանակների, առանցքակալների, զսպանակների, ամորտիզատորների, շարժակների արտադրության մեջ։ Մասնագետներն ասում են, որ ժամանակակից ինքնաթիռում կա ավելի քան 1000 դետալ՝ պատրաստված բերիլիում բրոնզից։

Գոլորշին օգտագործվում է նաև մետաղագործության մեջ բերիլիում-մագնեզիում. Վերջին մետաղը կորչում է հալման ժամանակ։ 4-րդ տարրի 0,005%-ի ավելացումը նվազեցնում է մագնեզիումի գոլորշիացումը և օքսիդացումը հալման ժամանակ և.

Ըստ անալոգիայի, նրանք նույն կերպ են գործում ալյումինի վրա հիմնված կոմպոզիցիաների հետ: Եթե ​​դուք միավորում եք 4-րդ մետաղը կամ-ի հետ, ապա ստանում եք բերիլիդներ։ Սրանք բացառիկ կարծրության համաձուլվածքներ են, որոնք ունակ են 10 ժամ տեւել 1650 աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանում:

բերիլիումի քլորիդանհրաժեշտ է բժիշկներին. Նրանք այդ նյութն օգտագործում են տուբերկուլյոզի ախտորոշման և ընդհանրապես ռենտգեն սարքավորումների մեջ։ 4-րդ տարրը այն քչերից է, որը չի փոխազդում ռենտգենյան ճառագայթների հետ։

բերիլիումի միջուկը, նրա ատոմները գրեթե անկշիռ են։ Սա թույլ է տալիս 17 անգամ ավելի շատ փափուկ ճառագայթներ անցնել, քան, օրինակ, նույն հաստության ալյումինը: Հետեւաբար, ռենտգենյան խողովակների պատուհանները պատրաստված են բերիլիումից:

Բերիլիումի արդյունահանում

Մետաղը արդյունահանվում է հանքաքարերից։ Մանրացված բերիլիումը ցողում են կրաքարի, նատրիումի ֆտորոսիլիկատի և կավիճի հետ։ Ստացված խառնուրդն անցնում է մի քանի միջով քիմիական ռեակցիաներմինչեւ ստացվի 4-րդ տարրի հիդրօքսիդը։ Գործընթացում ներգրավված թթու.

Բերիլիումմաքրումը աշխատատար է։ Հիդրօքսիդը պահանջում է կալցինացիա մինչև օքսիդի վիճակ: Այն իր հերթին վերածվում է քլորիդի կամ ֆտորի։ Դրանցից էլեկտրոլիզով և բերիլիումի մետաղի արդյունահանում. Օգտագործվում է նաև մագնեզիումի վերականգնման մեթոդը։

Բերիլիումի ձեռքբերումը տասնյակ թորումներ և զտումներ է: Ազատվել, հիմնականում, անհրաժեշտ է մետաղի օքսիդ: Նյութը բերիլիումը դարձնում է չափազանց փխրուն, ոչ պիտանի արդյունաբերական օգտագործման համար:

4-րդ տարրի արդյունահանման գործընթացը բարդանում է նրա հազվադեպությամբ։ Երկրակեղևի մեկ տոննայի վրա կա 4 գրամից պակաս բերիլիում: Համաշխարհային պաշարները գնահատվում են ընդամենը 80 հազար տոննա։ Ամեն տարի դրանցից մոտ 300-ը դուրս են հանվում աղիքներից։ Արտադրության ծավալն աստիճանաբար ավելանում է։

Տարրերի մեծ մասը գտնվում է ալկալային, սիլիցիումով հարուստ ապարներում։ Արեւելքում դրանք գրեթե չկան։ Սա միակ տարածաշրջանն է, որը չի արդյունահանում բերիլիում: Մետաղների մեծ մասը ԱՄՆ-ում, մասնավորապես, Յուտա նահանգում: 4-րդ տարրով հարուստ և Կենտրոնական Աֆրիկա, Բրազիլիա, Ռուսաստան. Նրանք կազմում են աշխարհի 50%-ը բերիլիումի պաշարներ.

բերիլիումի գինը

Վրա բերիլիումի գինըշնորհիվ ոչ միայն դրա հազվադեպության, այլև արտադրության բարդության: Արդյունքում կիլոգրամի արժեքը հասնում է մի քանի հարյուր ԱՄՆ դոլարի։

Գունավոր մետաղների բորսաներում վաճառվում են ֆունտ ստերլինգ: Անգլերենի քաշը մոտավորապես 450 գրամ է: Այս հատորի համար նրանք պահանջում են գրեթե 230 սովորական միավոր: Ըստ այդմ՝ մեկ կիլոգրամը գնահատվում է գրեթե 500 դոլար։

Մինչեւ 2017 թվականը բերիլիումի համաշխարհային շուկան, ըստ փորձագետների, կհասնի 500 տոննայի։ Սա ցույց է տալիս մետաղի պահանջարկը: Սա նշանակում է, որ դրա արժեքը հավանաբար կշարունակի աճել։ Զարմանալի չէ, որ բերիլիումը թանկարժեք քարերի հիմքն է:

Հումքի գինը մոտենում է երեսպատված բյուրեղների համար ոսկերիչների պահանջներին: Ի դեպ, դրանք կարող են նյութական լինել բերիլիումի արդյունահանում. Բայց, իհարկե, ոչ ոք թույլ չի տալիս զմրուխտը վերահալվել, մինչդեռ բնության մեջ կան 4-րդ տարր պարունակող հանքաքարերի հանքավայրեր։ Որպես կանոն, այն ուղեկցում է ալյումինին: Այնպես որ, եթե հնարավոր լիներ գտնել վերջիններիս հանքաքարերը, ապա հաստատ հնարավոր կլինի դրանցում հայտնաբերել բերիլիում։

ԲԵՐԻԼԻՈՒՄ, Բե (լատ. Այն ունի մեկ կայուն իզոտոպ 9 Be: Հայտնաբերվել է 1798 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Լ.Վոկելենի կողմից մեկուսացված BeO օքսիդի տեսքով։ Բերիլիումի մետաղը ինքնուրույն ստացվել է 1828 թվականին գերմանացի քիմիկոս Ֆ. Վոլերի և ֆրանսիացի քիմիկոս Ա. Բուսսիի կողմից։

Բերիլիումի հատկությունները

Բերիլիումը բաց, բաց մոխրագույն մետաղ է։ a-Be-ի բյուրեղային կառուցվածքը (269-1254°C) վեցանկյուն է; R-Be (1254-1284 ° C) - մարմնի կենտրոնացված, խորանարդ: 1844 կգ/մ3, հալման կետը՝ 1287°C, եռմանը՝ 2507°C։ Այն ունի բոլոր մետաղներից ամենաբարձր ջերմունակությունը՝ 1,80 կՋ/կգ: K, բարձր ջերմահաղորդականություն 178 Վտ/մ. K 50°C-ում, ցածր կոնկրետ էլեկտրական դիմադրություն(3.6-4.5): 10 օմ. մ 20°C-ում; ջերմային գծային ընդարձակման գործակիցը 10.3-13.1. 10 -6 deg -1 (25-100°С): Բերիլիումը փխրուն մետաղ է; ցնցում 10-50 կՋ / մ 2: Բերիլիում ունի փոքր խաչաձեւ հատվածըջերմային նեյտրոնների գրավում.

Բերիլիումի քիմիական հատկությունները

Բերիլիումը տիպիկ ամֆոտերային տարր է՝ բարձր քիմիական ակտիվությամբ; կոմպակտ բերիլիումը օդում կայուն է BeO թաղանթի ձևավորման պատճառով. բերիլի օքսիդացման աստիճանը +2 է։

Բերիլիումի միացություններ

Երբ տաքացվում է, այն միանում է հալոգենների և այլ ոչ մետաղների հետ։ Թթվածնի հետ կազմում է BeO օքսիդ, ազոտի հետ՝ Be 3 N 2 նիտրիդ, c-ով՝ Be 2 C կարբիդ, c-ով՝ BeS սուլֆիդ։ Լուծվում է ալկալիներում (հիդրոօքսոբելիլատների առաջացմամբ) և թթուների մեծ մասում։ Բարձր ջերմաստիճանի դեպքում բերիլիումը փոխազդում է մետաղների մեծ մասի հետ՝ առաջացնելով բերիլիդներ։ Հալած բերիլիումը փոխազդում է օքսիդների, նիտրիդների, սուլֆիդների և կարբիդների հետ։ Բերիլիումի միացություններից BeO, Be(OH) 2 ֆտորոբեռիլատները, ինչպիսիք են Na 2 BeF 4 և այլն, ունեն ամենամեծ արդյունաբերական նշանակությունը: Բերիլիումի ցնդող միացությունները և բերիլիում և դրա միացությունները պարունակող փոշին թունավոր են:

Բերիլիումը հազվագյուտ (կլարկ 6,10-4%), տիպիկ լիտոֆիլ տարր է, որը բնորոշ է թթվային և ալկալային ապարներին։ 55 բնիկ միներալներից բերիլիումի 50%-ը պատկանում է սիլիկատներին և բերիլիումի սիլիկատներին, 24%-ը՝ ֆոսֆատներին, 10%-ը՝ օքսիդներին, մնացածը՝ . Իոնացման պոտենցիալների հարևանությունը որոշում է բերիլիումի և ցինկի մերձեցումը ալկալային միջավայրում, այնպես որ դրանք միաժամանակ որոշ մասում են, և նաև նույն հանքանյութի մաս են կազմում: Չեզոք և թթվային միջավայրերում բերիլիումի և ցինկի միգրացիոն ուղիները կտրուկ տարբերվում են: Բերիլիումի որոշակի ցրում ժայռերորոշվում է Al-ի և Si-ի հետ քիմիական նմանությամբ: Այս տարրերը հատկապես մոտ են BeO 4 6- ի, AlO 4 5- և SiO 4 4-ի քառանիստ խմբերի տեսքով։ Գրանիտներում բերիլիումի ավելի մեծ հակում ունի, իսկ ալկալային ապարներում՝ դեպի: Քանի որ Al 3+ IV-ի փոխարինումը Be 2+ IV-ով էներգետիկորեն ավելի բարենպաստ է, քան Si 4+ IV-ը Be 2+ IV-ով, բերիլիումի իզոմորֆ ցրումը ալկալային ապարներում, որպես կանոն, ավելի բարձր է, քան թթվայիններում։ Բերիլիումի երկրաքիմիական միգրացիան կապված է , որի հետ այն կազմում է շատ կայուն բարդույթներ BeF 4 2- , BeF 3 1- , BeF 2 0 , BeF 1+։ Ջերմաստիճանի և ալկալայնության բարձրացմամբ այս բարդույթները հեշտությամբ հիդրոլիզվում են միացությունների՝ Be(OH)F 0, Be(OH) 2 F 1- , որոնց տեսքով գաղթում է բերիլիումը։

Բերիլիումի հանքավայրերի հիմնական գենետիկական տեսակների և հարստացման սխեմաների համար տե՛ս Արվեստ. բերիլիումի հանքաքարեր. Արդյունաբերության մեջ մետաղական բերիլիումը ստացվում է մագնեզիումով BeF 2-ի ջերմային վերականգնմամբ, բարձր մաքրության բերիլիումը՝ վակուումային և վակուումային թորման մեջ վերահալվելուց։

Բերիլիումի կիրառում

Բերիլիումը և նրա միացությունները օգտագործվում են ճարտարագիտության մեջ (մետաղների ընդհանուր սպառման ավելի քան 70%-ը) որպես համաձուլվածքային հավելում Cu, Ni, Zn, Al, Pb և այլ գունավոր մետաղների վրա հիմնված համաձուլվածքներին: Միջուկային տեխնոլոգիայում Be-ն ու BeO-ն օգտագործվում են որպես նեյտրոնային ռեֆլեկտորներ և մոդերատորներ, ինչպես նաև որպես նեյտրոնային աղբյուր։ Ցածր խտությունը, բարձր ամրությունը և ջերմակայունությունը, առաձգականության բարձր մոդուլը և լավ ջերմային հաղորդունակությունը հնարավորություն են տալիս օգտագործել բերիլիումը և դրա համաձուլվածքները որպես կառուցվածքային նյութինքնաթիռների, հրթիռների և տիեզերական տեխնոլոգիաների մեջ: Բերիլիումի և բերիլիումի օքսիդի համաձուլվածքները բավարարում են ամրության և կոռոզիոն դիմադրության պահանջները՝ որպես վառելիքի երեսպատման նյութեր: Բերիլիումն օգտագործվում է ռենտգենյան խողովակների պատուհաններ պատրաստելու, պողպատի մակերեսի վրա պինդ դիֆուզիոն շերտ կիրառելու համար (բերիլացում), որպես հավելում հրթիռային վառելիք. Be-ի և BeO-ի սպառողները նաև էլեկտրատեխնիկան և ռադիոէլեկտրոնիկա են. BeO-ն օգտագործվում է որպես պատյանների, ջերմատախտակների և մեկուսիչների նյութ: կիսահաղորդչային սարքեր. Հալած մետաղների և աղերի մեծ մասի նկատմամբ իր բարձր հրակայունության և իներտության պատճառով բերիլիումի օքսիդն օգտագործվում է կարասների և հատուկ կերամիկայի արտադրության համար:

Բերիլիում

ԲԵՐԻԼԻՈՒՄ- Ես; մ.Քիմիական տարր (Be), լույս ամուր մետաղարծաթագույն գույն.

◁ Բերիլիում, րդ, թ. B. հանքային. B-րդ համաձուլվածքներ.

բերիլիում

(լատ. Բերիլիում), պարբերական համակարգի II խմբի քիմիական տարր։ Անվանվել է բերիլ հանքանյութի պատվին: Բաց մոխրագույն մետաղ, թեթև և կոշտ; խտությունը 1,816 գ / սմ 3, տ pl 1287°C: 800°C-ից բարձր այն օքսիդանում է մինչև BeO: Բերիլիումը և նրա համաձուլվածքները օգտագործվում են էլեկտրատեխնիկայում, ինքնաթիռների և հրթիռաշինության մեջ, ինչպես նաև բերիլացման համար։ AT միջուկային ռեակտորներ- նեյտրոնային մոդերատոր և ռեֆլեկտոր: Ra, Po, Ac-ի հետ խառնված՝ նեյտրոնների աղբյուր։ Բերիլիումի միացությունները թունավոր են։

ԲԵՐԻԼԻՈՒՄ

ԲԵՐԻԼԻՈՒՄ (լատ. Beryllium), Բե, 4 ատոմային թվով և 9,01218 ատոմային զանգվածով քիմիական տարր։ Be տարրի քիմիական նշանը «բերիլիում» է։ Բնության մեջ հանդիպում է միայն մեկ կայուն նուկլիդ (սմ.ՆՈՒԿԼԻԴ) 9 Եղիր. Դ.Ի.Մենդելեևի տարրերի պարբերական համակարգում բերիլիումը գտնվում է IIA խմբում երկրորդ շրջանում: Բերիլիումի ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան 1 վ 2 2ս 2 . Ատոմային շառավիղ 0,113 նմ, Be 2+ ion radius 0,034 nm: Միացություններում այն ​​ցուցադրում է միայն +2 օքսիդացման աստիճանը (վալենտություն II): Be ատոմի հաջորդական իոնացման էներգիաներն են 9,3227 և 18,211 էՎ։ Պաուլինգի էլեկտրաբացասականության արժեքը 1,57 է։ Ազատ տեսքով այն արծաթամոխրագույն բաց մետաղ է։
Հայտնաբերման պատմություն
Բերիլիումը հայտնաբերվել է 1798 թվականին Լ.Վոկելենի կողմից (սմ.ՎՈԿԼԵՆ Լուի Նիկոլա)բերիլ հողի տեսքով (BeO օքսիդ), երբ ֆրանսիացի այս քիմիկոսը պարզեց ընդհանուր հատկանիշներ քիմիական բաղադրությունըԹանկարժեք քարեր՝ բերիլ (հունարենից՝ beryllos - բերիլ) և զմրուխտ։ Մետաղական բերիլիումը ստացվել է 1828 թվականին Ֆ.Վեհլերի կողմից (սմ.Վեհլեր Ֆրիդրիխ)Գերմանիայում և նրանից անկախ՝ Ֆրանսիայում՝ Ա. Բուսսին։ Սակայն կեղտերի պատճառով այն չի կարողացել միաձուլվել։ Միայն 1898 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Պ. Լեբոն, կալիումի և բերիլիումի կրկնակի ֆտորիդը էլեկտրոլիզի ենթարկելով, ստացավ բերիլիումի բավականաչափ մաքուր մետաղական բյուրեղներ։ Հետաքրքիր է, որ բերիլիումի ջրում լուծվող միացությունների քաղցր համի պատճառով տարրը սկզբում կոչվել է «գլյուկինիում» (հունարեն glykys - քաղցր):
Բնության մեջ լինելը
Բերիլիումը հազվագյուտ տարր է, որի պարունակությունը կազմում է երկրի ընդերքը 2.6 10 -4% զանգվածային. Ծովի ջուրը պարունակում է մինչև 6·10 -7 մգ/լ բերիլիում։ Բերիլիում պարունակող հիմնական բնական հանքանյութերը՝ բերիլ (սմ.ԲԵՐԻԼ) Be 3 Al 2 (SiO 3) 6, phenakite (սմ.ՖԵՆԱԿԻՏ)Եղեք 2 SiO 4, բերտրանդիտ (սմ.ԲԵՐՏՐԱՆԴԻՏ)Եղեք 4 Si 2 O 8 H 2 O և գելվին (սմ.ԳԵԼՎԻՆ)(Mn,Fe,Zn) 4 3 S. Բերիլի թափանցիկ տեսակներ, որոնք գունավորված են այլ մետաղների կատիոնների կեղտերով. գոհարներ, օրինակ՝ կանաչ զմրուխտ, կապույտ ակվամարին, հելիոդեր, ճնճղուկ։ Սովորեցին արհեստականորեն սինթեզել։
Բերիլիումի և մետաղական բերիլիումի միացությունների ստացում
Բերիլիումի արդյունահանումը իր բնական հանքանյութերից (հիմնականում բերիլից) ներառում է մի քանի փուլ, և հատկապես կարևոր է բերիլիումը առանձնացնել ալյումինից, որը նման է հատկություններին և ուղեկցող բերիլիումին հանքանյութերում: Դուք կարող եք, օրինակ, միաձուլել բերիլը նատրիումի hexafluorosilicate Na 2 SiF 6:
Եղեք 3 Al 2 (SiO 3) 6 + 12Na 2 SiF 6 = 6Na 2 SiO 3 + 2Na 3 AlF 6 + 3Na 2 + 12SiF 4:
Միաձուլման արդյունքում ձևավորվում է կրիոլիտ Na 3 AlF 6 - ջրում վատ լուծվող միացություն, ինչպես նաև ջրում լուծվող նատրիումի ֆտորոբերիլատ Na 2: Այնուհետև այն մաքրվում է ջրով: Ալյումինից բերիլիումի ավելի խորը մաքրման համար օգտագործվում է ստացված լուծույթի մշակումը ամոնիումի կարբոնատով (NH 4) 2 CO 3: Այս դեպքում ալյումինը նստում է Al(OH) 3 հիդրօքսիդի տեսքով, իսկ բերիլիումը մնում է լուծույթում՝ լուծելի բարդույթի (NH 4) 2 տեսքով։ Այս համալիրն այնուհետև քայքայվում է բերիլիումի օքսիդի BeO-ի կալցինացման ժամանակ.
(NH 4) 2 \u003d BeO + 2CO 2 + 2NH 3 + H 2 O:
Բերիլիումից ալյումինի հեռացման մեկ այլ մեթոդ հիմնված է այն փաստի վրա, որ բերիլիումի օքսյացետատը Be 4 O(CH 3 COO) 6, ի տարբերություն ալյումինի օքսիացետատի + CH 3 COO - ի, ունի մոլեկուլային կառուցվածք և հեշտությամբ սուբլիմացվում է տաքացնելիս: Հայտնի է նաև բերիլի մշակման մեթոդ, երբ բերիլը սկզբում մշակում են ծծմբական թթվով 300°C ջերմաստիճանում, այնուհետև սինտրը մաքրում են ջրով։ Ալյումինի և բերիլիումի սուլֆատները մտնում են լուծույթ: Լուծույթին կալիումի սուլֆատ K 2 SO 4 ավելացնելուց հետո հնարավոր է լուծույթից ալյումին նստեցնել կալիումի շիբի KAl (SO 4) 2 12H 2 O ձևով։ Նույն կերպ իրականացվում է ալյումինից բերիլիումի հետագա մաքրումը։ ինչպես նախորդ մեթոդով:
Ի վերջո, հայտնի է նաև բերիլի մշակման նման մեթոդ. Բնօրինակ հանքանյութը նախ համաձուլվում է պոտաշ K 2 CO 3-ով: Այս դեպքում ձևավորվում են բերիլատ K 2 BeO 2 և կալիումի ալյումինատ KAlO 2.
Եղեք 3 Al 2 (SiO 3) 6 + 10K 2 CO 3 = 3K 2 BeO 2 + 2KAlO 2 + 6K 2 SiO 3 + 10CO 2
Ջրով տարրալվացումից հետո ստացված լուծույթը թթվում է ծծմբաթթվով։ Արդյունքում սիլիցիումի թթուն նստում է: Կալիումի շիբը հետագայում նստեցվում է ֆիլտրատից, որից հետո կատիոններից լուծույթում մնում են միայն Be 2+ իոնները: Այս կամ այն ​​կերպ ստացված BeO բերիլիումի օքսիդից այնուհետև ստացվում է ֆտորիդ, որից մագնեզիումի ջերմային մեթոդով վերականգնվում է մետաղական բերիլիումը.
BeF 2 + Mg = MgF 2 + Be.
Մետաղական բերիլիումը կարելի է պատրաստել նաև BeCl 2-ի և NaCl-ի հալված խառնուրդի էլեկտրոլիզով մոտ 300 °C ջերմաստիճանում: Նախկինում բերիլիումը ստացվում էր բարիումի ֆտորոբերիլատի Ba-ի հալվածքի էլեկտրոլիզով.
Ba = BaF 2 + Be + F 2:
Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ
Մետաղական բերիլիումը բնութագրվում է բարձր փխրունությամբ։ Հալման կետը 1278 ° C, եռման կետը մոտ 2470 ° C, խտությունը 1,816 կգ / մ 3: Մինչև 1277 ° C ջերմաստիճան, ալֆա-Բե-ն կայուն է (մագնեզիումի տիպի վեցանկյուն վանդակ, պարամետրեր a = 0,22855 նմ, c = 0,35833 նմ), մետաղի հալմանը նախորդող ջերմաստիճաններում (1277-1288 ° C) - -Եղեք խորանարդ վանդակով:
Քիմիական հատկություններբերիլիումը շատ առումներով նման է մագնեզիումի հատկություններին (սմ.ՄԱԳՆԵԶԻՈՒՄ)և հատկապես ալյումին (սմ.Ալյումին). Բերիլիումի և ալյումինի հատկությունների մերձեցումը բացատրվում է Be 2+ և Al 3+ իոնների համար կատիոնային լիցքի և նրա շառավղի գրեթե նույնական հարաբերակցությամբ։ Օդում բերիլիումը, ինչպես ալյումինը, ծածկված է օքսիդ թաղանթով, որը բերիլիումին տալիս է ձանձրալի գույն։ Օքսիդային թաղանթի առկայությունը պաշտպանում է մետաղը հետագա ոչնչացումից և առաջացնում է դրա ցածր քիմիական ակտիվությունը սենյակային ջերմաստիճան. Տաքացնելիս բերիլիումը այրվում է օդում՝ առաջացնելով BeO օքսիդ, փոխազդում է ծծմբի և ազոտի հետ։ Հալոգեններով (սմ.ՀԱԼՈԳԵՆՆԵՐ)բերիլիումը արձագանքում է սովորական ջերմաստիճանում կամ ցածր ջերմությամբ, օրինակ.
Be + Cl 2 \u003d BeCl 2
Այս բոլոր ռեակցիաները ուղեկցվում են ազատ արձակմամբ մեծ թվովջերմություն, քանի որ ստացված միացությունների (BeO, BeS, Be 3 N 2, BeCl 2) բյուրեղային ցանցերի ուժը բավականին մեծ է։ Մակերեւույթի վրա ուժեղ օքսիդ թաղանթի ձևավորման պատճառով բերիլիումը չի փոխազդում ջրի հետ, թեև այն գտնվում է ստանդարտ պոտենցիալների շարքում՝ ջրածնից շատ ձախ։ Ալյումինի նման, բերիլիումը փոխազդում է թթուների և ալկալային լուծույթների հետ.
Be + 2HCl \u003d BeCl 2 + H 2,
Be + 2NaOH + 2H 2 O \u003d Na 2 + H 2:
Բերիլիումի հիդրօքսիդ Be(OH) 2-ը ջրի մեջ չլուծվող պոլիմերային միացություն է: Այն ցուցադրում է ամֆոտերիկ (սմ.ԱՄՖՈՏԵՐԻԿՈՒԹՅՈՒՆ)հատկությունները:
Be (OH) 2 + 2KOH \u003d K 2,
Be(OH) 2 + 2HCl = BeCl 2 + 2H 2 O:
Միացությունների մեծ մասում բերիլիումի կոորդինացիոն թիվը 4 է: Օրինակ, պինդ BeCl 2-ի կառուցվածքում կան շղթաներ կամրջող քլորի ատոմներով: Ուժեղ քառատետրային անիոնների ձևավորման շնորհիվ բերիլիումի շատ միացություններ փոխազդում են այլ մետաղների աղերի հետ.
BeF 2 + 2KF = K 2
Բերիլիումը ուղղակիորեն չի փոխազդում ջրածնի հետ։ Բերիլիումի հիդրիդ BeH 2-ը պոլիմերային նյութ է, ստացվում է ռեակցիայի արդյունքում
BeCl 2 + 2LiH = BeH 2 + 2LiCl,
իրականացվում է եթերային լուծույթով. Գործողությունը բերիլիումի հիդրօքսիդ Be (OH) 2 լուծույթների վրա կարբոքսիլաթթուներկամ դրանց բերիլիումի աղերի լուծույթները գոլորշիացնելով ստացվում են բերիլիումի օքսիսաղեր, օրինակ՝ հիդրօքսիացետատ Be 4 O(CH 3 COO) 6։ Այս միացությունները պարունակում են Be 4 O քառանիստ խումբ, ացետատային խմբերը գտնվում են այս քառանիստի վեց եզրերի երկայնքով: Նման միացությունները կարևոր դեր են խաղում բերիլիումի մաքրման գործում, քանի որ դրանք չեն լուծվում ջրի մեջ, բայց հեշտությամբ լուծվում են օրգանական լուծիչներև հեշտությամբ վեհանալ վակուումում:
Դիմում
Բերիլիումը հիմնականում օգտագործվում է որպես համաձուլվածքային հավելում տարբեր համաձուլվածքների համար։ Բերիլիումի ավելացումը զգալիորեն մեծացնում է համաձուլվածքների կարծրությունն ու ամրությունը, այդ համաձուլվածքներից պատրաստված արտադրանքի մակերեսների կոռոզիոն դիմադրությունը։ Բերիլիումը թույլ է ներծծվում ռենտգենյան ճառագայթներ, հետևաբար դրանից ռենտգենյան խողովակների պատուհաններ են պատրաստում (որոնցով դուրս է գալիս ճառագայթումը)։ Միջուկային ռեակտորներում բերիլիումն օգտագործվում է նեյտրոնային ռեֆլեկտորներ պատրաստելու համար և օգտագործվում է որպես նեյտրոնային մոդերատոր։ Որոշ a-ռադիոակտիվ նուկլիդների հետ խառնուրդներում բերիլիումն օգտագործվում է ամպուլային նեյտրոնային աղբյուրներում, քանի որ բերիլիում-9 միջուկների և a-մասնիկների փոխազդեցությունից առաջանում են նեյտրոններ՝ 9 Be (a, n) 12 C:
Ֆիզիոլոգիական գործողություն
Կենդանի օրգանիզմներում բերիլիումը կարծես թե չունի որևէ կենսաբանական ֆունկցիա։ Միջին մարդու օրգանիզմում դրա պարունակությունը (մարմնի քաշը 70 կգ) կազմում է 0,036 մգ, սննդի հետ օրական ընդունումը մոտ 0,01 մգ է։ Բերիլիումի ցնդող և լուծվող միացությունները, ինչպես նաև բերիլիում և դրա միացությունները պարունակող փոշին շատ թունավոր են։ Բերիլիումը փոխարինում է մագնեզիումին ֆերմենտներում և ունի ընդգծված ալերգիկ և քաղցկեղածին ազդեցություն։ Նրա ներկայությունը մթնոլորտային օդըհանգեցնում է ծանր շնչառական հիվանդության՝ բերիլիոզի: Հարկ է նշել, որ այդ հիվանդությունները կարող են առաջանալ բերիլիումի հետ շփման դադարեցումից 10-15 տարի անց։ Օդի համար MPC-ն բերիլիումի առումով կազմում է 0,001 մգ/մ3:

Հանրագիտարանային բառարան. 2009 .

Հոմանիշներ:

Տեսեք, թե ինչ է «բերիլիումը» այլ բառարաններում.

- (հունարեն): Մետաղը ծառայում է որպես հիմնական անբաժանելի մասն էբերիլ. Բառապաշար օտար բառերներառված է ռուսաց լեզվում։ Chudinov A.N., 1910. ԲԵՐԻԼԻՈՒՄ Հատուկ մետաղ, որն առաջին անգամ հայտնաբերեց Վեհլերը 1828 թվականին և ծառայում է որպես բերիլի հիմնական բաղադրիչ ... Ռուսաց լեզվի օտար բառերի բառարան

Կամ գլիցիում (քիմիական ձև. Բե, ատոմային քաշ, ըստ Կրյուսի, 9.05) մետաղ, որը պարունակվում է օքսիդ միացությունների տեսքով բազմաթիվ միներալներում՝ բերիլում, քրիզոբերիլում, լեյկոֆանում, զմրուխտում, ակվամարինում, էվկլազում, ֆենակիտում և այլն։ պետական ​​բերիլիում առաջին անգամ... Բրոքհաուսի և Էֆրոնի հանրագիտարան

Ժամանակակից հանրագիտարան

Բերիլիում- (Բերիլիում), Բե, պարբերական համակարգի II խմբի քիմիական տարր, ատոմային թիվ 4, ատոմային զանգված 9,01218; մետաղական. Բերիլիումը հայտնաբերվել է 1798 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Լ. Վոկելենի կողմից և 1828 թվականին ստացվել գերմանացի քիմիկոսներ Ֆ. Վեհլերի և Ա. Բուսսիի կողմից։ Բերիլիումը օգտագործվում է ... ... Նկարազարդված Հանրագիտարանային բառարան

- (լատ. Բերիլիում) Բե, պարբերական համակարգի II խմբի քիմիական տարր, ատոմային թիվ 4, ատոմային զանգված 9,01218։ Անվանվել է բերիլ հանքանյութի պատվին: Բաց մոխրագույն մետաղ, թեթև և կոշտ; խտություն 1.816 գ/սմ³, mp 1287.C. 800 .C-ից բարձր ջերմաստիճանում օքսիդանում է ... ... Մեծ Հանրագիտարանային բառարան

Բե (լատ. Beryllium * a. berillium; n. Beryllium; f. beryllium; and. berilio), քիմ. տարր II խմբի պարբերական. Մենդելեևյան համակարգեր, ժ. n. 4, ժամը. քաշը 9.0122. Այն ունի մեկ կայուն իզոտոպ 9Be: Բացվել է 1798 թվականին ֆրանսիացիների կողմից։ քիմիկոս L. Vauquelin-ի տեսքով ... Երկրաբանական հանրագիտարան

Բերիլիում- պողպատամոխրագույն մետաղ է, շատ թեթև և կարծր, բայց չափազանց փխրուն։ Այն կարող է գլորվել կամ քաշվել միայն հատուկ պայմաններում: Մաքուր բերիլիումն օգտագործվում է ռենտգենյան խողովակների պատուհանների արտադրության մեջ; ինչպես…… Պաշտոնական տերմինաբանություն

ԲԵՐԻԼԻՈՒՄ- քիմ. տարր, խորհրդանիշ Be (lat. Beryllium), ատ. n. 4, ժամը. մ 9.012; մաքուր բերիլիում բաց մոխրագույն, բաց, կոշտ և փխրուն մետաղ, խտությունը 1848 կգ/մ3, հալում = 1284 °C; քիմիապես ակտիվ, միացություններում ցուցադրում է +2 օքսիդացման աստիճան։ Առավելագույնից…… Մեծ պոլիտեխնիկական հանրագիտարան

- (խորհրդանիշը Be), ամուր, բաց, արծաթափայլ մոխրագույն մետաղ ալկալային հողերի շարքից, որն առաջին անգամ ստացվել է իր մաքուր տեսքով 1828 թվականին: Այն պարունակվում է բազմաթիվ հանքանյութերում, այդ թվում՝ ակվամարին, զմրուխտ և մորգանիտ (BERYL-ի բոլոր տեսակները), ինչպես: ինչպես նաև…… Գիտատեխնիկական հանրագիտարանային բառարան

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

ԲերիլիումՊարբերական աղյուսակի չորրորդ տարրն է: Նշանակում - Եղեք լատիներեն «beryllium» բառից: Գտնվում է երկրորդ շրջանում, IIA խումբ. Վերաբերում է մետաղներին։ Միջուկային լիցքը 4 է։

Բերիլիումը լայնորեն տարածված չէ երկրակեղևում։ Այն որոշ հանքանյութերի մի մասն է, որոնցից առավել տարածված է բերիլ Be 3 Al 2 (SiO 3) 6:

Բերիլիումը պողպատամոխրագույն մետաղ է (նկ. 1)՝ խիտ վեցանկյունով բյուրեղյա վանդակբավականին կոշտ և փխրուն: Օդում այն ​​ծածկված է օքսիդ թաղանթով, տալով անփայլ երանգ և առաջացնելով քիմիական ակտիվության նվազում:

Բրինձ. 1. Բերիլիում. Արտաքին տեսք.

Բերիլիումի ատոմային և մոլեկուլային քաշը

Հարաբերական ատոմային զանգված A rնյութի ատոմի մոլային զանգվածն է՝ բաժանված 1/12-ի մոլային զանգվածածխածնի ատոմ-12 (12 C):

Հարաբերական մոլեկուլային քաշը M rմոլեկուլի մոլային զանգվածն է, որը վերաբերում է ածխածնի 12 ատոմի մոլային զանգվածի 1/12-ին (12 C): Սա չափազուրկ մեծություն է։

Քանի որ ազատ վիճակում բերիլիումը գոյություն ունի մոնատոմային Be մոլեկուլների տեսքով, նրա ատոմային և մոլեկուլային զանգվածների արժեքները համընկնում են: Նրանք հավասար են 9,0121-ի։

Բերիլիումի իզոտոպներ

Բնության մեջ բերիլիումը գոյություն ունի որպես մեկ իզոտոպ 9 Be: Զանգվածային թիվը 9 է։ Ատոմի միջուկը պարունակում է չորս պրոտոն և հինգ նեյտրոն։

Կան բերիլիումի տասնմեկ արհեստական ​​իզոտոպներ զանգվածային թվեր 5-ից մինչև 16-ը, որոնցից ամենակայունը 10 Be-ն է՝ 1,4 միլիոն տարի կիսատ-ժամկետով և 7-ը՝ 53 օր կիսամյակով:

բերիլիումի իոններ

Արտաքինում էներգիայի մակարդակըԲերիլիումի ատոմն ունի երկու էլեկտրոն, որոնք վալենտ են.

Քիմիական փոխազդեցության արդյունքում բերիլիումը կորցնում է իր վալենտային էլեկտրոնները, այսինքն. նրանց դոնորն է և վերածվում է դրական լիցքավորված իոնի (Be 2+):

Եղեք 0 -2e → Եղեք 2+;

Միացություններում բերիլիումը ցուցադրում է +2 օքսիդացման աստիճան:

Բերիլիումի մոլեկուլ և ատոմ

Ազատ վիճակում բերիլիումը գոյություն ունի միատոմային Be մոլեկուլների տեսքով։ Ահա մի քանի հատկություններ, որոնք բնութագրում են լիթիումի ատոմը և մոլեկուլը.

Բերիլիումի համաձուլվածքներ

Բերիլիումի կիրառման հիմնական ոլորտը համաձուլվածքներն են, որոնցում այս մետաղը ներմուծվում է որպես համաձուլվածքային հավելում։ Բացի բերիլիումի բրոնզներից (քնի պղինձը 2,5% բերիլիումով), օգտագործվում են նիկելի համաձուլվածքներ 2-4% բերիլիումով, որոնք կոռոզիոն դիմադրությամբ, ամրությամբ և առաձգականությամբ համեմատելի են բարձրորակ չժանգոտվող պողպատների հետ և որոշ առումներով գերազանցում են դրանց։ Դրանք օգտագործվում են աղբյուրների և վիրաբուժական գործիքների պատրաստման համար։

Բերիլիումի փոքր հավելումները մագնեզիումի համաձուլվածքներին մեծացնում են դրանց կոռոզիոն դիմադրությունը: Նման համաձուլվածքները, ինչպես նաև ալյումինի համաձուլվածքները բերիլիումով, օգտագործվում են ավիաշինական արդյունաբերության մեջ։

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

Զորավարժություններ

Գրե՛ք հետևյալ տարրերի թթվածնային միացությունների (օքսիդների) բանաձևերը՝ ա) բերիլիում (II); բ) սիլիցիում (IV); գ) կալիում (I); դ) մկնդեղ (V).

Պատասխանել

Հայտնի է, որ միացություններում թթվածնի վալենտությունը միշտ հավասար է II-ին։ Նյութի (օքսիդի) բանաձևը կազմելու համար անհրաժեշտ է իրականացնել գործողությունների հետևյալ հաջորդականությունը. Նախ գրում ենք քիմիական նշաններտարրեր, որոնք կազմում են բարդ նյութև յուրաքանչյուր տարրի նշանի վրա դնել վալենտություն հռոմեական թվով. Գտե՛ք վալենտական ​​միավորների թվի ամենափոքր բազմապատիկը. ա) (II × II) = 4; բ) (IV × II) = 8; գ) (I×II) = 2; դ) (V × II) = 10: Մենք բաժանում ենք ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը յուրաքանչյուր տարրի վալենտության միավորների քանակով առանձին (ստացված մասնավորները կլինեն ինդեքսներ բանաձևում). ա) 4/2 \u003d 2 և 4/2 \u003d 2, հետևաբար, BeO օքսիդի բանաձևը. բ) 8/4 \u003d 2 և 8/2 \u003d 4, հետևաբար, օքսիդի բանաձևը SiO 2 է. գ) 2/1 \u003d 2 և 2/2 \u003d 1, հետևաբար, օքսիդի բանաձևը K 2 O է; դ) 10/5 \u003d 2 և 10/2 \u003d 5, հետևաբար, օքսիդի բանաձևը As 2 O 5 է: