Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z polityką plików cookies.
Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do plików cookies w Twojej przeglądarce.

Beryl

Wstęp

Beryl jest pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej 4, który rozpoczyna 2 (IIA) grupę układu okresowego (grupa berylowców).  Małe rozmiary atomu berylu oraz jego stosunkowo wysoką elektroujemnością związana jest jego tendencja do do tworzenia wiązań o charakterze kowalencyjnym. Berylowce w stanie podstawowym wykazują konfigurację elektronów walencyjnych ns2. Beryl jak i jego związki są silnie trujące: wywowłują zmiany w płucach i układzie krwionośnym oraz stany zapalane śluzówki i skóry.


Symbol Be
Nazwa w jęz. angielskim beryllium
Nazwa w jęz. łacińskim beryllium
Stan skupienia ciało stałe
Charakter chemiczny metal
Liczba atomowa 4
Masa atomowa [u] 9,01218
Numer grupy, okres, blok energetyczny 2 (IIA), 2, s
Wartościowość II
Konfiguracja elektronowa uproszczona [He]2s2
Elektroujemność wg Paulinga 1,5
Temperatura topnienia [oC] 1285
Temperatura wrzenia [oC]
2970
Energia jonizacji [kJ/mol]
I
II
III
IV


899
1760
14850
20900
Gęstość  [g/cm3] 1,8477


Odkrycie

Beryl został odkryty w postaci tlenku w 1798 roku przez Louisa N.Vauquelina podczas analizy szmaragdu. Dopiero w 1898 r. Lebeau podczas elektrolizy stopionego fluoroberylanu sodowego (NaBeF3) otrzymał czysty beryl. Początkowo beryl został zaliczony do pierwiastków trójwartościowych. Zmiana wartościowości na II została dokonana dopiero podczas zestawiania tablicy przez Mendelejewa. Późniejsze badania potwierdziły koncepcję Mendelejewa o przynależności berylu do grupy 2 (IIA).

Występowanie w przyrodzie

Zawartość berylu w górnych warstwach Ziemi wynosi 6 · 10-4% wag. Beryl tworzy nieliczne, rzadko spotykane minerały z których najważniejsze to: glinokrzemian berylu zwany również berylem (Be3Al2Si6O18), fenakit (Be2SiO4), chryzoberyl (Al2BeO4) i euklaz. W zależności od koloru, przezroczystości, domieszek rozróżnia się szlachetne odmiany berylu (minerału) np.: akwamaryn (kolor zielonkawoniebieski), heliodor (kolor jasnożółtozielony) i szmaragd (kolor zielony). W Polsce minerały berylu występują w Górach Sowich.

Otrzymywanie

Metaliczny beryl otrzymywany jest przez elektrolizę stopionej mieszaniny chlorku berylu (BeCl2) i chlorku sodu (NaCl) w temp. ok. 350oC, metal wydziela się w postaci krystalicznych płatków. Można otrzymać również beryl w wyniku elektrolizy stopionego zasadowego fluorku o składzie 2 BeO · 5 BeF2 w temp. ok. 1400oC, w tym przypadku metal wydziela się w postaci cieczy, która krzepnąć daje metal w formie litej.

Właściwości fizyczne

Beryl jest metalem srebrzystym o połysku metalicznym, o małym
ciężarze właściwym. W temperaturze pokojowej beryl jest kruchy. Pierwiastek ten wykazuje zalety jako składnik stopów, np. dodatek 2,5% berylu do do miedzi daje stop niemagnetyczny, który jest 6 razy twardszy od miedzi, a stop z niklem przewyższa pod względem wytrzymałości najlepszą stal.


Właściwości chemiczne

Beryl wykazuje się największą odpornością chemiczną spośród wszystkich metali z grupy berylowców. Jest to pierwiastek dwuwartościowy, co odpowiada stopniowi utlenienia +2. Beryl utlenia się na powietrzu, szczególnie w obecności pary wodnej, pokrywając się przy tym cienką warstewką ochronną tlenku berylu (BeO). Z wodą nie reaguje w temperaturze pokojowej ani w temperaturach wyższych. Natomiast łatwo reaguje z kwasami wydzielając wodór. W przypadku kwasu azotowego beryl ulega pasywacji tworząc warstewkę BeO. Beryl i jego związki mają charakter amfoteryczny.

Zastosowanie

Bryl znalazł duże zastosowanie w technice jądrowej, jako generator neutronów. Stosowany jest również do: wyrobu okienek w aparatach rentgenowskich, elektrod do świetlówek i lamp telewizyjnych, do utwardzania i zwiększania odporności stopów z glinem, kobaltem, srebrem, niklem i miedzią. Stopy z miedzią (brązy berylowe) wykorzystywane są do wyrobu: maszyn do liczenia, sprężyn do zegarków oraz narzędzi i sprzętu do fabryk prochu, gazowni, kopalń. Ze stopów berylu z niklem wykonywane są narzędzia chirurgiczne.
Tlenek berylu ze względu na wysoką temperaturę topnienia i wytrzymałość mechaniczną używany jest do wyrobu tygli odpornych na czynniki chemiczne, nowoczesnych składników dentystycznych i izolacji termicznych.
Chlorek berylu stosowany jest jako katalizator niektórych reakcji organicznych. Natomiast fluorek berylu służy do wyrobu szkła o dużej przenikliwości dla promieni nadfioletowych oraz jako topnik emalii dla porcelany.

Izotopy

Beryl ma jeden trwały izotop 9Be. Spośród iztopów promieniotwórczych najważniejszy jest 7Be, o czasie połowicznego rozpadu T1/2= 53 dni.

Związki berylu

Beryl reguje z wodorem tworząc wodorek berylu BeH2, którego struktura nie jest znana ale prawdopodobnie są to związki o charakterze pośrednim między jonowym a kowalencyjnym.
Berylowce tworzą z fluorowcami związki typu YX2. Fluorek berylu BeF2 jest dobrze rozpuszczalny w wodzie, po stopieniu ma tendencję do zastygania w postaci szkliwa.
Beryl łączy się z tlenem tworząc tlenek berylu BeO, który jest ciałem stałym koloru białego, trudno palnym o wysokiej temp. topnienia (2547oC). Tlenek berylu reaguje z wodą tworząc wodorotlenek berylu Be(OH)2 o słabych właściwościach zasadowych.
Spośród wszystkich berylowców to beryl wykazuje największą tendencję do tworzenia związków kompleksowych, która wynika z faktu że jon berylu ma małe rozmiary i łatwo przyjmuje pary elektronowe ligandów. Do licznych kompleksów chelatowych berylu zalicza się np. zasadowy octan berylu Be4O(O2C · CH3)6, który powstaje w trakcie wyparowania Be(OH)2 w kwasie octowym.



209,00