Бериллий / Beryllium (Be)
Атомный номер	4
Внешний вид	твердый, хрупкий металл серого цвета
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса)	9,01218 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома	112 пм
Энергия ионизации (первый электрон)	898,8 (9,32) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[He] 2s²
Химические свойства
Ковалентный радиус	90 пм
Радиус иона	35 (+2e) пм
Электроотрицательность (по Полингу)	1.57
Электродный потенциал	−1,69 В
Степени окисления	2
Термодинамические свойства
Плотность	1,848 г/см³
Удельная теплоёмкость	1,824 Дж/(K·моль)
Теплопроводность	201 Вт/(м·K)
Температура плавления	1551 K
Теплота плавления	12,21 кДж/моль
Температура кипения	3243 K
Теплота испарения	309 кДж/моль
Молярный объём	5,0 см³/моль
Кристаллическая решётка
Структура решётки	гексагональная
Период решётки	2,290 Å
Отношение c/a	1,567
Температура Дебая	1000,00 K

История[]

Бери́ллий был открыт в 1798 году Л. Н. Вокленом в виде берилловой земли (оксида ВеО), когда этот французский химик выяснял общие особенности химического состава драгоценных камней берилла и изумруда.

Металлический бериллий был получен в 1828 году Ф. Велером в Германии и независимо от него А. Бюсси во Франции. Однако из-за примесей его не удавалось сплавить. Лишь в 1898 году французский химик П. Лебо, подвергнув электролизу двойной фторид калия и бериллия, получил достаточно чистые металлические кристаллы бериллия.

Большую работу по установлению состава соединений бериллия и его минералов провёл российский химик И.В.Авдеев (1818—1865). Именно он доказал, что оксид бериллия имеет состав BeO, а не Be₂O₃, как считалось.

Происхождение названия[]

Название бериллия произошло от названия драгоценных камней берилла (греч. beryllos), которое восходит к названию города Белур (Веллуру) в Южной Индии, недалеко от Мадраса; с древних времён в Индии были известны месторождения изумрудов. Изумруд, берилл и аквамарин имеют одинаковый состав — Be₃Al₂Si₆O₁₈, а цвет им придают примеси различных элементов. Из-за сладкого вкуса растворимых в воде соединений бериллия элемент вначале называли «глюциний» (от греч. glykys — сладкий).

Получение[]

Извлечение бериллия из его природных минералов (в основном берилла) включает в себя несколько стадий, при этом особенно важно отделить бериллий от сходного по свойствам и сопутствующего бериллию в минералах алюминия. Можно, например, сплавить берилл с гексафторосиликатом натрия Na₂SiF₆.

В результате сплавления образуются криолит Na₃AlF₆ — плохо растворимое в воде соединение, а также растворимый в воде фторобериллат натрия Na₂[BeF₄]. Его далее выщелачивают водой. Для более глубокой очистки бериллия от алюминия применяют обработку полученного раствора карбонатом аммония (NH₄)₂CO₃. При этом алюминий оседает в виде гидроксида Al(OH)₃, а бериллий остаётся в растворе в виде растворимого комплекса (NH₄)₂[Be(CO₃)₂]. Этот комплекс затем разлагают до оксида бериллия ВеО при прокаливании.

Другой метод очистки бериллия от алюминия основан на том, что оксиацетат бериллия Be₄O(CH₃COO)₆, в отличие от оксиацатата алюминия [Al₃O(CH₃COO]⁺CH₃COO^-, имеет молекулярное строение и легко возгоняется при нагревании.

Известен также способ переработки берилла, в котором сначала берилл обрабатывают концентрированной серной кислотой при температуре 300 °C, а затем спёк выщелачивают водой. Сульфаты алюминия и бериллия при этом переходят в раствор. После добавления к раствору сульфата калия K₂SO₄ удаётся осадить алюминий из раствора в виде алюмокалиевых квасцов KAl(SO₄)₂·12H₂O. Дальнейшую очистку бериллия от алюминия проводят так же, как и в предыдущем методе.

Наконец, известен и такой способ переработки берилла. Исходный минерал сначала сплавляют с поташем K₂CO₃. При этом образуются бериллат K₂BeO₂ и алюминат калия KAlO₂.

После выщелачивания водой полученный раствор подкисляют серной кислотой. В результате в осадок выпадает кремниевая кислота. Из фильтрата далее осаждают алюмокалиевые квасцы, после чего в растворе из катионов остаются только ионы Ве²⁺. Из полученного тем или иным способом оксида бериллия ВеО затем получают фторид, из которого магнийтермическим методом восстанавливают металлический бериллий.

Металлический бериллий можно приготовить также электролизом расплава смеси BeCl₂ и NaCl при температурах около 300°C. Раньше бериллий получали электролизом расплава фторобериллата бария Ba[BeF₄]:

Применение[]

Легирование сплавов[]

Бериллий в основном используют как легирующую добавку к различным сплавам. Добавка бериллия значительно повышает твёрдость и прочность сплавов, коррозионную устойчивость поверхностей изготовленных из этих сплавов изделий. В технике довольно широко распространены бериллиевые бронзы типа БрБ (пружинные контакты). Добавка 0,5 % бериллия в сталь позволяет изготовить пружины, которые пружинят при красном калении.

Рентгенотехника[]

Бериллий слабо поглощает рентгеновское излучение, поэтому из него изготавливают окошки рентгеновских трубок (через которые излучение выходит наружу).

Ядерная энергетика[]

В атомных реакторах из бериллия изготовляют отражатели нейтронов, его используют как замедлитель нейтронов. В смесях с некоторыми α-радиоактивными нуклидами бериллий используют в ампульных нейтронных источниках, так как при взаимодействии ядер бериллия-9 и α-частиц возникают нейтроны: ⁹Ве(α, n)^{12^{C.
Оксид бериллия является наиболее теплопроводным из всех оксидов и служит высокотеплопроводным высокотемпературным изолятором, и огнеупорным материалом(тигли), а кроме того наряду с металлическим бериллием служит в атомной технике как более эффективный замедлитель и отражатель нейтронов чем чистый бериллий, кроме того оксид бериллия в смеси с окисью урана применяется в качестве очень эффективного ядерного топлива. Фторид бериллия в сплаве с фторидом лития применяется в качестве теплоносителя и растворителя солей урана, плутония, тория в высокотемпературных жидкосолевых атомных реакторах.
Фторид бериллия используется в атомной технике для варки стекла применяемого для регулирования небольших потоков нейтронов. Самый технологичный и качественный состав такого стекла -(BeF₂-60 %,PuF₄-4 %,AlF₃-10 %, MgF₂-10 %, CaF₂-16 %). Этот состав наглядно показывает один из примеров применения соединений плутония в качестве конструкционного материала(частичное).}}

Лазерные материалы[]

В лазерной технике находит применение алюминат бериллия для изготовления твердотельных излучателей(стержней, пластин).

Аэрокосмическая техника[]

В производстве тормозов для аэрокосмической техники, тепловых экранов и систем наведения с бериллием не может конкурировать практически ни один конструкционный материал. Производство бериллидов применяемых как конструкционные материалы для двигателей и обшивки ракет и самолетов а так же в атомной технике.

Ракетное топливо[]

Бериллий самостоятельно, в виде раствора в жидком аммиаке, в виде гидрида бериллия, раствора боргидрида бериллия в жидком аммиаке применяется в качестве ракетного топлива с предельно высокими значениями удельного импульса, окислителями для таких топлив предпочтительны: жидкий фтор, смеси фтора с кислородом, окись фтора, озон и др.

Теоретические характеристики топлив, образованных бериллием с различными окислителями

Окислитель
Окислитель	Удельная тяга(Р1,сек)	Температура сгорания °С	Плотность топлива г/см³	Прирост скорости, ΔVид,25, м/сек	Весовое содерж.горючего %
Фтор	323,3 сек	4328 °C	1,547	5014 м/сек	13 %
Тетрафторгидразин	310,8 сек	4234 °C	1,19	4204 м/сек	11 %
ClF₃	277,4 сек	4075 °C	1,85	4696 м/сек	13 %
ClF₅	289,6 сек	4176 °C	1,762	4791 м/сек	13 %
Перхлорилфторид	242,6 сек	3593 °C	1,709	3953 м/сек	13 %
Окись фтора	308,6 сек	4177 °C	1,561	4986 м/сек	13 %
Кислород	235,4 сек	3637 °C	1,21	3213 м/сек	15 %
Перекись водорода	276,8 сек	3472 °C	1,503	4231 м/сек	18 %
Азотная кислота	256 сек	2728 °C	1,574	4005 м/сек	24 %

Стоит отметить высокую токсичность и высокую стоимость металлического бериллия, и в этой связи приложены значительные усилия для выявления бериллийсодержащих топлив имеющих значительно меньшую общую токсичность и стоимость. Одним из таких соединений бериллия является гидрид бериллия.

Теоретические характеристики топлив, образованных гидридом бериллия с различными окислителями

Окислитель
Окислитель	Удельная тяга(Р1,сек)	Температура сгорания °С	Плотность топлива г/см³	Прирост скорости, ΔVид,25, м/сек	Весовое содерж.горючего %
Фтор	354,9 сек	4244 °C	1,298	5029 м/сек	13 %
Тетрафторгидразин	335,6 сек	4133 °C	1,065	4270 м/сек	10 %
ClF₃	298,8 сек	3885 °C	1,573	4674 м/сек	10 %
ClF₅	314,5 сек	3979 °C	1,481	4773 м/сек	11,25 %
Перхлорилфторид	309,5 сек	2932 °C	1,114	4037 м/сек	34 %
Окись фтора	342,9 сек	3027 °C	1,054	4338 м/сек	35 %
Кислород	331,4 сек	3079 °C	0,867	3744 м/сек	45 %
Перекись водорода	353,1 сек	2932 °C	0,98	4285 м/сек	41 %
N₂O₄	316,1 сек	2558 °C	0,93	3721 м/сек	48 %
Азотная кислота	322,1 сек	3085 °C	1,047	4060 м/сек	35 %

Специальные сверхмощные взрывчатые вещества[]

Так же боргидрид бериллия и тонкодисперсный бериллиевый порошок пропитанные жидким кислородом либо окисью фтора, применяются (редко) как особо мощные взрывчатые вещества (ВВ). Особенность смесей на основе металлического бериллиевого порошка в смеси с плотным окислителем является то обстоятельство что в таких ВВ реализуется наиболее высокая массовая и объемная энергия взрыва, а так же и скорость детонации превышающая 14—15 000 м/сек(!), что в свою очередь позволяет создавать весьма мощные и компактные заряды. Так например бризантное действие стехиометрической смеси бериллия и жидкого кислорода в 12—13 раз большее чем у гексогена, и в 3—5 раз большее чем у Октонитрокубана. Сферический взрыв (имплозия) такой смеси создает давление в центре взрыва свыше 17 млн. атмосфер. Стехиометрическая смесь порошкообразного бериллия с жидким кислородом имеет энергию взрыва 24,4 Мдж/кг, что больше нежели чем у тротила (ТНТ=4,2 Мдж/кг) в 5,81 раза, объемная энергия взрыва такой смеси достигает 29,524 Мдж/кг.

Огнеупорные материалы[]

Файл:DSC00209.JPG

Оксид бериллия 99,9 %(изделие)

Оксид бериллия применяется в качестве очень важного огнеупорного материала в специальных случаях. Считается одним из лучших огнеупорных материалов и при этом это самый теплопроводный огнеупорный материал.

Биологическая роль и физиологические действие[]

В живых организмах бериллий, по-видимому, не несет никакой биологической функции. Его содержание в организме среднего человека (масса тела 70 кг) составляет 0,036 мг, ежедневное поступление с пищей — около 0,01 мг.

Летучие и растворимые соединения бериллия, а также пыль, содержащая бериллий и его соединения, очень токсичны. Бериллий замещает в ферментах магний и обладает ярко выраженным аллергическим и канцерогенным действием. Его присутствие в атмосферном воздухе приводит к тяжелому заболеванию органов дыхания — бериллиозу. Следует отметить, что эти заболевания могут возникнуть через 10—15 лет после прекращения контакта с бериллием. Для воздуха ПДК для бериллия составляет 0,001 мг/м³.

Известны случаи вымирания сотрудников целых лабораторий физиков, работавших с бериллием (бериллиевые фольги прозрачны для рентгеновских лучей).

См. также[]

Соединения бериллия

Ссылки[]

**Периодическая система элементов**
H																	He
Li	Be											B	C	N	O	F	Ne
Na	Mg											Al	Si	P	S	Cl	Ar
K	Ca	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
Cs	Ba	*	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
Fr	Ra	**	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Uub	Uut	Uuq	Uup	Uuh	Uus	Uuo

	*	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
	**	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr

	У этой статьи нет иллюстраций. Вы можете помочь проекту, добавив их (с соблюдением правил использования изображений). Для поиска иллюстраций можно: попробовать воспользоваться инструментом FIST: нажмите эту ссылку, чтобы начать поиск; попытаться найти изображение на Викискладе; просмотреть иноязычные варианты статьи (если они есть); см. также Наука:Источники изображений.

af:Berillium ar:بيريليوم ast:Beriliu az:Berillium bg:Берилий bs:Berilijum ca:Beril·li co:Berilliu cs:Beryllium cy:Beriliwm da:Beryllium de:Beryllium el:Βηρύλλιο en:Beryllium eo:Berilio es:Berilio et:Berüllium eu:Berilio fi:Beryllium fr:Béryllium ga:Beirilliam gl:Berilio (elemento) he:בריליום hr:Berilij hu:Berillium id:Berilium io:Berilio is:Beryllín it:Berillio ja:ベリリウム jbo:jinmrberilo ko:베릴륨 ku:Berîlyûm la:Beryllium lb:Beryllium lt:Berilis lv:Berilijs mi:Konuuku mk:Берилиум ml:ബെറിലിയം ms:Berilium nl:Beryllium nn:Beryllium no:Beryllium oc:Berilli pl:Beryl (pierwiastek) pt:Berílio sh:Berilijum simple:Beryllium sk:Berýlium sl:Berilij sr:Берилијум sv:Beryllium th:เบริลเลียม tr:Berilyum ug:Bérilliy uk:Берилій uz:Berilliy vi:Berili zh:铍 zh-yue:鈹

Выделить Бериллий и найти в:

Страница 0 - краткая статья
Страница 1 - энциклопедическая статья
Разное - на страницах: 2 , 3 , 4 , 5
Прошу вносить вашу информацию в «Бериллий 1», чтобы сохранить ее

Бериллий

Содержание