Il berillio È un elemento metallico che appartiene al gruppo 2 o IIA della tavola periodica. È il metallo alcalino terroso più leggero del gruppo ed è rappresentato dal simbolo Be. Il suo atomo e catione sono anche più piccoli di quelli dei suoi congeneri (Mg, Ca, Sr ...).
A causa della sua insolita densità di carica, questo metallo di solito non si trova da solo. Si sa che circa 30 minerali lo contengono, tra cui: berillo (3BeOAlDueO36SiODue2HDueO), bertrandite (4BeO.2SiODue.2HDueO), crisoberillo (BeAlDueO4) e la fenaquita (BeDuesì4).
Lo smeraldo, una pietra preziosa, è una variante del berillo. Tuttavia, il berillio puro non è così sorprendente; ha riflessi grigiastri pallidi (immagine in alto) ed è stato ottenuto sotto forma di semi o losanghe.
Il berillio ha una serie di proprietà fisiche caratteristiche. Ha una bassa densità; elevate conduttanze termiche ed elettriche, nonché 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 il berillio ad essere un metallo con molte applicazioni, che vanno dal suo utilizzo in leghe con rame per la fabbricazione di utensili, al suo utilizzo in razzi, aeroplani, automobili, reattori nucleari, apparecchiature a raggi X, risonanza magnetica nucleare, eccetera.
Il berillio ha 10 isotopi noti, che vanno da 5Sii un 14Essere, essere il 9Sii l'unico stabile. Allo stesso modo, è un metallo molto tossico, che colpisce soprattutto il sistema respiratorio, quindi c'è una limitazione nel suo utilizzo..
Indice articolo
Il berillio fu scoperto da Louis-Nicolas Vauguelin nel 1798 come elemento compositivo del berillo minerale e un silicato di alluminio e berillio.
Successivamente, il chimico tedesco Frederic Wöhler, nel 1828, riuscì a isolare il berillio facendo reagire il potassio con il cloruro di berillio in un crogiolo di platino..
Contemporaneamente e indipendentemente, anche il chimico francese Antoine Bussy ottenne l'isolamento del berillio. Wöhler è stato il primo a suggerire il nome berillio per il metallo.
Ha ricevuto il suo nome attuale nel 1957, poiché era precedentemente noto come glucinio, per il sapore dolce di alcuni dei suoi sali. Ma, per evitare confusione con altri composti dal sapore dolce e con una pianta chiamata glucina, si è deciso di cambiare il suo nome in berillio..
Essendo il berillio il più leggero dei metalli alcalino terrosi, il volume dei suoi atomi dovrebbe essere il più piccolo di tutti. Gli atomi di berillio interagiscono tra loro attraverso il legame metallico, in modo tale che il loro "mare di elettroni" e le repulsioni tra i nuclei modellano la struttura del cristallo risultante..
Si formano quindi i cristalli neri di berillio. Questi cristalli hanno una struttura esagonale (immagine in alto), dove ogni atomo di Be ha sei vicini laterali e altri tre nei piani sopra e sotto..
Poiché i cristalli sono neri, è utile immaginare che i punti neri della struttura esagonale siano sostituiti da atomi di berillio. Questa è una delle strutture più compatte che un metallo possa adottare; e ha senso che i piccolissimi atomi di Be siano "schiacciati" così tanto da evitare la minima quantità di vuoto o numero di buchi tra di loro.
1sDue2sDue
Che è uguale a 4 elettroni, di cui 2 di valenza. Se un elettrone viene promosso all'orbitale 2p, avremo due orbitali ibridi sp. Pertanto, nei composti del berillio possono esserci geometrie lineari, X-Be-X; ad esempio, la molecola isolata di BeClDue, Cl-Be-Cl.
Lucido, fragile, solido grigio acciaio.
1287 ºC.
2471 ºC.
- 1.848 g / cm3 a temperatura ambiente.
- 1,69 g / cm3 al punto di fusione (stato liquido).
112 pm.
90 pm.
5 cm3/ mol.
1.824 J / gmol a 20 ºC.
12,21 kJ / mol.
309 kJ / mol.
1.57 della scala Pauling.
1,70 V.
12.890 m / s.
11,3 µm / m K a 25 ºC.
200 w / m K.
Il berillio è ricoperto da uno strato di ossido di berillio (BeO) che lo protegge dall'aria a temperatura ambiente. L'ossidazione del berillio avviene a temperature superiori a 1000 ºC, originandosi come prodotti ossido di berillio e 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..
Il berillio forma leghe con rame, nichel e alluminio. In particolare, la lega con il rame produce utensili di grande durezza e resistenza, costituendo solo il 2% del peso della lega..
Questi strumenti non producono scintille quando colpiscono il ferro, il che consente loro di essere utilizzati in ambienti con un alto contenuto di gas combustibili..
Grazie alla sua bassa densità ha un peso leggero, che, insieme alla sua rigidità, ne consente l'utilizzo su velivoli spaziali, razzi, missili e aeroplani. La lega con berillio è stata utilizzata nella produzione di parti di automobili. È stato utilizzato anche nella produzione di molle.
Per la grande durezza che il berillio conferisce alle sue leghe, sono stati utilizzati nei freni degli aerei militari.
Il berillio è stato utilizzato nella produzione di specchi grazie alla sua stabilità dimensionale e alla sua capacità di essere altamente lucidato. Questi specchi sono utilizzati nei satelliti e nei sistemi di controllo del fuoco. Inoltre, vengono utilizzati nei telescopi spaziali.
Il berillio è un elemento a bassa densità, quindi può essere considerato trasparente ai raggi X. Questa caratteristica ne consente l'utilizzo nella costruzione delle finestre dei tubi che producono raggi X, per applicazioni industriali e nella diagnosi medica..
Inoltre, il berillio viene utilizzato nelle finestre dei rilevatori di emissioni radioattive..
Tra le caratteristiche del berillio c'è quella di non essere un elemento magnetico. Ciò ne consente l'utilizzo nella costruzione di articoli di apparecchiature di risonanza magnetica, in cui si generano campi magnetici ad alta intensità, riducendo al minimo eventuali interferenze.
A causa del suo alto punto di fusione, ha trovato applicazione nei reattori nucleari e nella ceramica. Il berillio è usato come moderatore delle reazioni nucleari e come produttore di neutroni:
9Essere + 4He (α) => 12C + n (neutrone)
Si stima che per un milione di atomi di berillio bombardati da particelle α, vengano prodotti fino a 30 milioni di neutroni. Proprio questa reazione nucleare ha permesso la scoperta del neutrone.
James Chadwick bombardò gli atomi di berillio con particelle α (He). Il ricercatore ha osservato il rilascio di particelle subatomiche, senza carica elettrica, che ha portato alla scoperta dei neutroni.
L'aggiunta di una quantità di berillio sulla superficie dei metalli che possono essere ossidati conferisce loro una certa protezione. Ad esempio, si riduce l'infiammabilità del magnesio e si prolunga la lucentezza delle leghe d'argento.
Il berillo si trova nella pegmatite, associata a mica, feldspato e quarzo. Utilizzando una tecnica di flottazione, viene separata una miscela di berillo e feldspato. Successivamente, il feldspato e il berillo vengono concentrati e sottoposti a un trattamento con ipoclorito di calcio..
Segue un trattamento con acido solforico e solfonato di potassio, mediante diluizione, si ottiene la flottazione del berillo separandolo dal feldspato.
Il berillo viene trattato con fluorosilicato di sodio e soda a 770 ° C per formare fluorobilato di sodio, ossido di alluminio e biossido di silicio. L'idrossido di berillio viene quindi precipitato dalla soluzione di fluoroberilato di sodio con idrossido di sodio.
Il fluoruro di berillio si forma facendo reagire idrossido di berillio con acido fluoridrico di ammoniaca, producendo tetrafluroberilato di ammonio. Questo viene riscaldato per formare fluoruro di berillio, che viene trattato a caldo con magnesio per isolare il berillio..
Il berillio come metallo finemente suddiviso, sotto forma di soluzioni, polvere secca o fumo, è molto tossico e può causare dermatiti. Tuttavia, la maggiore tossicità è prodotta dall'inalazione.
Inizialmente, il berillio può indurre un'ipersensibilità o un'allergia, che può svilupparsi in berillosi o malattia da berillio cronica (CBD). Questa è una malattia grave, caratterizzata da una diminuzione della capacità polmonare.
La malattia acuta è rara. Nella malattia cronica, i granulomi si formano in tutto il corpo, specialmente nei polmoni. La berillosi cronica causa dispnea progressiva, tosse e debolezza generale (astenia).
La berillosi acuta può essere fatale. Nella berillosi si verifica la progressiva perdita della funzione respiratoria, poiché c'è un'ostruzione nel flusso dei gas nel tratto respiratorio e una diminuzione dell'ossigenazione del sangue arterioso.
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