BERYLLIUM: KASAYSAYAN, ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, GINAGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang beryllium ay isang elemento ng metal na kabilang sa pangkat 2 o IIA ng pana-panahong talahanayan. Ito ang pinakamagaan na alkalina na metal metal ng pangkat, at kinakatawan ng simbolo na Be. Ang atom at cation nito ay mas maliit din kaysa sa mga congeners nito (Mg, Ca, Sr …).

Dahil sa hindi pangkaraniwang density ng singil nito, ang metal na ito ay hindi karaniwang nagaganap sa paghihiwalay. Mga 30 mineral ang kilala na naglalaman nito, bukod dito ay: beryl (3BeO · Al ₂ O ₃ · 6SiO ₂ · 2H ₂ O), bertrandite (4BeO.2SiO ₂ .2H ₂ O), chrysoberyl (BeAl ₂ O ₄ ), at phenakite (Maging ₂ Si ₄ ).

Mga metallic beryllium nugget. Pinagmulan: W. Oelen

Ang Emerald, isang gemstone, ay isang variant ng beryl. Gayunpaman, ang purong beryllium ay hindi kapansin-pansin; mayroon itong maputlang greyish sheen (top image), at nakamit sa anyo ng mga buto o lozenges.

Ang Beryllium ay may isang hanay ng mga katangian ng pisikal na katangian. Mayroon itong mababang density; mataas na thermal at electrical conductance, pati na rin ang thermal capacity at heat dissipation; hindi ito isang magnetic metal; at mayroon din itong angkop na kumbinasyon ng mahigpit at pagkalastiko.

Ang lahat ng mga pag-aari na ito ay humantong sa beryllium pagiging isang metal na may maraming mga aplikasyon, mula sa paggamit nito sa mga haluang metal na may tanso para sa paggawa ng mga kasangkapan, sa paggamit nito sa mga rocket, eroplano, sasakyan, mga nuklear na nukleyar, X-ray kagamitan, resonansya nuclear magnetic, atbp.

Ang Beryllium ay may 10 kilalang isotopes, na mula ⁵ hanggang ^{14 na} Be, na may ^{9 na} maging isang solong matatag. Gayundin, ito ay isang napaka-nakakalason na metal, na lalo na nakakaapekto sa sistema ng paghinga, kaya mayroong isang limitasyon sa paggamit nito.

Kasaysayan ng pagtuklas nito

Ang Beryllium ay natuklasan ni Louis-Nicolas Vauguelin noong 1798 bilang isang sangkap na komposisyon ng mineral beryl, at isang silicate ng aluminyo at beryllium.

Nang maglaon, ang kemikal na Aleman na si Frederic Wöhler, noong 1828, ay nagtagumpay sa paghiwalay ng beryllium sa pamamagitan ng reaksyon ng potasa na may beryllium chloride sa isang platinum na ipinapako.

Kasabay nito, at nang nakapag-iisa, nakamit din ng chemist ng Pranses na si Antoine Bussy ang paghihiwalay ng beryllium. Si Wöhler ang una na nagmungkahi ng pangalan na beryllium para sa metal.

Natanggap nito ang kasalukuyang pangalan noong 1957, dahil dati itong kilala bilang glucinium, dahil sa matamis na lasa ng ilan sa mga asing-gamot nito. Ngunit, upang maiwasan ang pagkalito sa iba pang mga compound ng matamis na pagtikim, at sa isang halaman na tinatawag na glucin, napagpasyahan itong palitan ang pangalan ng beryllium.

Istraktura ng beryllium

Crystal na istraktura ng beryllium. Pinagmulan: Gumagamit: Dornelf

Ang Beryllium bilang ang lightest ng mga alkalina na metal na metal, ang dami ng mga atomo nito ay dapat na inaasahan na pinakamaliit sa lahat. Ang mga atom ng Beryllium ay nakikipag-ugnay sa bawat isa sa pamamagitan ng metallic bonding, sa isang paraan na ang kanilang "dagat ng mga electron" at ang mga repulsions sa pagitan ng nuclei ay bumubuo sa istraktura ng nagresultang kristal.

Ang itim na beryllium crystals ay nabuo pagkatapos. Ang mga kristal na ito ay may isang hexagonal na istraktura (itaas na imahe), kung saan ang bawat Be atom ay may anim na kapitbahay, at isa pang tatlo sa mga eroplano sa itaas at sa ibaba.

Tulad ng itim ang mga kristal, kapaki-pakinabang na isipin na ang mga itim na puntos ng istraktura ng heksagonal ay pinalitan ng mga beryllium atoms. Ito ay isa sa mga pinaka-compact na istraktura na maaaring magpatibay ng isang metal; at may katuturan na ang napakaliit na mga atomo ng Be ay "pinisil" upang maiwasan ang hindi bababa sa dami ng walang bisa o bilang ng mga butas sa pagitan nila.

Pagsasaayos ng electronic

1s ² 2s ²

Alin ang katumbas ng 4 na mga electron, kung saan ang 2 ay may lakas ng loob. Kung nagsusulong ka ng isang elektron sa orbital ng 2p, magkakaroon ka ng dalawang sp hybrid orbitals. Sa gayon, sa mga compound ng beryllium maaaring mayroong mga linear geometry, X-Be-X; halimbawa, ang nakahiwalay na Molekulang BeCl ₂ , Cl-Be-Cl.

Ari-arian

Pisikal na paglalarawan

Makintab, malutong, matatag na grey solid.

Temperatura ng pagkatunaw

1287 ° C.

Punto ng pag-kulo

2471 ° C.

Density

- 1.848 g / cm ³ sa temperatura ng kuwarto.

- 1.69 g / cm ³ sa punto ng pagtunaw (estado ng likido).

Atomikong radyo

112 pm.

Covalent radius

90 pm.

Dami ng atomiko

5 cm ³ / mol.

Tiyak na init

1.824 J / g · mol sa 20 ° C.

Init ng pagsasanib

12.21 kJ / mol.

Ang init ng pagsingaw

309 kJ / mol.

Elektronegorya

1.57 sa scale ng Pauling.

Pamantayang potensyal

1.70 V.

Bilis ng tunog

12,890 m / s.

Pagpapalawak ng thermal

11.3 µm / m · K sa 25 ° C.

Thermal conductivity

200 w / m K

Mga katangian ng kemikal

Ang Beryllium ay pinahiran ng isang layer ng beryllium oxide (BeO) na pinoprotektahan ito sa hangin sa temperatura ng kuwarto. Ang oksihenasyon ng Beryllium ay nangyayari sa temperatura na higit sa 1000 ºC, na gumagawa ng beryllium oxide at beryllium nitride bilang mga produkto.

Ito rin ay lumalaban sa pagkilos ng nitric acid 15 M. Ngunit, natutunaw ito sa hydrochloric acid at alkalis, tulad ng sodium hydroxide.

Aplikasyon

Paggawa ng mga gamit

Ang Beryllium ay bumubuo ng mga haluang metal na may tanso, nikel, at aluminyo. Sa partikular, ang haluang metal na may tanso ay gumagawa ng mga tool ng mahusay na tigas at paglaban, na bumubuo lamang ng 2% ng bigat ng haluang metal.

Ang mga tool na ito ay hindi gumagawa ng mga sparks kapag umaakit ng bakal, na nagbibigay-daan sa kanila na magamit sa mga kapaligiran na may mataas na nilalaman ng mga sunugin na gas.

Dahil sa mababang density nito ay mayroon itong magaan na timbang, na, kasama ang pagiging mahigpit nito, pinapayagan ang paggamit nito sa mga sasakyang panghimpapawid, rockets, missiles at eroplano. Ang haluang metal na may beryllium ay ginamit sa paggawa ng mga bahagi ng auto. Ginamit din ito sa paggawa ng mga bukal.

Dahil sa sobrang tigas na ibinibigay ng beryllium sa mga haluang metal, ginamit na sila sa preno ng military aircraft.

Paggawa ng salamin

Ang Beryllium ay ginamit sa paggawa ng mga salamin dahil sa dimensional na katatagan at ang kakayahang lubos na makintab. Ang mga salamin na ito ay ginagamit sa mga satellite at sa mga control system ng sunog. Gayundin, ginagamit ang mga ito sa mga teleskopyo sa espasyo.

Sa radiation radiation

Ang Beryllium ay isang elemento na may mababang density, kaya maaari itong isaalang-alang na maging transparent sa X-ray.Ang katangian na ito ay nagbibigay-daan sa paggamit nito sa pagtatayo ng mga bintana ng mga tubo na gumagawa ng X-ray, para sa pang-industriya na aplikasyon at sa diagnosis ng medikal. .

Gayundin, ang beryllium ay ginagamit sa mga bintana ng mga radioactive detector ng paglabas.

Sa kagamitang pang-gawa ng magnetism

Kabilang sa mga katangian ng beryllium, ay hindi ito isang magnetic element. Pinapayagan itong magamit sa pagtatayo ng mga artikulo para sa magnetic resonance imaging kagamitan, kung saan nabuo ang mataas na intensity magnetic field, na pinaliit ang anumang pagkagambala.

Mga reaktor ng nuklear

Dahil sa mataas na punto ng pagtunaw, natagpuan nito ang aplikasyon sa mga nukleyar na reaktor at keramika. Ang Beryllium ay ginagamit bilang moderator ng mga reaksyong nukleyar at bilang tagagawa ng mga neutron:

⁹ Maging + ⁴ Siya (α) => ¹² C + n (neutron)

Tinatantya na para sa isang milyong mga beryllium atoms na binomba ng α particle, hanggang sa 30 milyong neutron ay ginawa. Tiyak na ang reaksyong nukleyar na ito ay nagpapahintulot sa pagtuklas ng neutron.

Si James Chadwick ay nagbomba ng mga beryllium atoms na may mga particle ng α (He). Napansin ng mananaliksik ang pagpapakawala ng mga subatomic particle, nang walang singil sa kuryente, na humantong sa pagkatuklas ng mga neutron.

Tagapangalaga ng metal

Ang pagdaragdag ng isang dami ng beryllium sa ibabaw ng mga metal na maaaring ma-oxidized ay nagbibigay sa kanila ng ilang proteksyon. Halimbawa, ang flammability ng magnesium ay nabawasan at ang pagkinang sa mga pilak na haluang metal ay matagal.

Saan matatagpuan ito?

Ang Beryl ay matatagpuan sa pegmatite, na nauugnay sa mica, feldspar, at quartz. Sa pamamagitan ng paggamit ng isang flotation technique, ang isang halo ng beryl at feldspar ay pinaghiwalay. Kasunod nito, ang feldspar at beryl ay puro at sumailalim sa isang paggamot na may calcium hypochlorite.

Sinundan ng isang paggamot na may sulpuriko acid at potassium sulfonate, sa pamamagitan ng pagbabanto, ang pag-flotation ng beryl ay nakamit, na pinaghiwalay ito mula sa feldspar.

Ang Beryl ay ginagamot sa sodium fluorosilicate at soda sa 770 ° C upang mabuo ang sodium fluorobylate, aluminum oxide at silikon dioxide. Ang beryllium hydroxide ay pagkatapos ay pinaliit mula sa solusyon ng sodium fluoroberylate na may sodium hydroxide.

Ang Beryllium fluoride ay nabuo sa pamamagitan ng pag-react ng beryllium hydroxide na may ammonia hydrogen fluoride, na gumagawa ng ammonium tetrafluroberylate. Ito ay pinainit upang mabuo ang beryllium fluoride, na kung saan ay mainit na ginagamot sa magnesiyo upang ihiwalay ang beryllium.

Mga panganib

Ang Beryllium bilang isang makinis na hinati na metal, sa anyo ng mga solusyon, tuyong pulbos o usok, ay napaka-nakakalason at maaaring maging sanhi ng dermatitis. Gayunpaman, ang pinakadakilang pagkakalason ay ginawa ng paglanghap.

Sa una, ang beryllium ay maaaring makapukaw ng isang hypersensitivity o allergy, na maaaring umunlad sa berylliosis o talamak na beryllium disease (CBD). Ito ay isang malubhang sakit, na nailalarawan sa pamamagitan ng pagbaba sa kapasidad ng baga.

Ang sakit sa talamak ay bihirang. Sa talamak na sakit, ang mga granulomas ay nabuo sa buong katawan, lalo na sa mga baga. Ang talamak na berylliosis ay nagiging sanhi ng mga progresibong dyspnea, ubo, at pangkalahatang kahinaan (asthenia).

Ang talamak na berylliosis ay maaaring nakamamatay. Sa berylliosis, ang progresibong pagkawala ng pag-andar ng paghinga ay nangyayari, dahil mayroong hadlang sa daloy ng mga gas sa respiratory tract at nabawasan ang oxygenation ng arterial blood.

Mga Sanggunian

1. Royal society ng Chemistry. (2019). Beryllium. Nabawi mula sa: rsc.org
2. National Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. (2019). Beryllium. PubChem Database. Nabawi mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Marso 15, 2019). Mga Pangunahing Beryllium. Nabawi mula sa: thoughtco.com
4. Wikipedia. (2019). Beryllium. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
5. Lenntech BV (2019). Beryllium-Be. Nabawi mula sa: lenntech.com
6. Materio Corporation. (2019). Alamin ang tungkol sa elemento beryllium Na-recover mula sa: beryllium.com
7. D. Michaud. (2016, Abril 12). Ang pagproseso at problema sa pagkuha ng Beryla 911 Metallurgist. Nabawi mula sa: 911metallurgist.com
8. Timothy P. Hanusa. (Enero 5, 2016). Beryllium. Encyclopædia Britannica. Nabawi mula sa: britannica.com
9. Lee S. Newman. (2014). Sakit sa Beryllium. Manwal ng MSD. Nabawi mula sa: msdmanuals.com