Берилий (Be), преди (до 1957 г.) глюциний, химичен елемент, най-лекият член на алкалоземните метали от група 2 (IIa) на периодичната таблица, използван в металургията като втвърдител и в много космически и ядрени приложения,
алкалоземен метал
Елементите са берилий (Be), магнезий (Mg), калций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba) и радий (Ra).
Свойства на елемента
| атомно число | 4 |
|---|---|
| атомно тегло | 9.0122 |
| точка на топене | 1,287 ° C (2,349 ° F) |
| точка на кипене | 2,471 ° C (4,480 ° F) |
| специфична гравитация | 1,85 при 20 ° C (68 ° F) |
| окислително състояние | 2 |
| конфигурация на електрон | 1s 2 2s 2 |
Възникване, свойства и приложения
Берилият е стоманено сив метал, който е доста крехък при стайна температура, а химичните му свойства донякъде наподобяват тези на алуминия. Не се среща безплатно в природата. Берилият се намира в берил и изумруд, минерали, които са били известни на древните египтяни. Въпреки че отдавна се подозира, че двата минерала са сходни, химичното потвърждение на това се появява чак в края на 18 век. Известният вече смарагд е зелен сорт берил. Берилият е открит (1798 г.) като оксид от френския химик Никола-Луи Вокелин в берил и изумруди и е изолиран (1828 г.) като метал независимо от немския химик Фридрих Вьолер и френския химик Антоан АБ Буси чрез редукцията на хлорида му с калий, Берилият е широко разпространен в земната кора и се смята, че се среща в магнитните скали на Земята до степен 0,0002 процента. Космическото му изобилие е 20 по скалата, в която силицийът, стандартният, е 1 000 000. Съединените щати имат около 60 процента от световния берилий и далеч са най-големият производител на берилий; други големи страни производители включват Китай, Мозамбик и Бразилия.
Има около 30 признати минерали, съдържащи берилий, включително берил (Al 2 Be 3 Si 6 O 18, алуминиев силикат на берилий), бертрандит (Be 4 Si 2 O 7 (OH) 2, берилиев силикат), фенакит (Be 2 SiO 4), и хризоберила (Beal 2 O 4). (Скъпоценните форми на берил, изумруд и аквамарин имат състав, близко до този, посочен по-горе, но промишлените руди съдържат по-малко берилий; повечето берил се получава като страничен продукт от други минни операции, като по-големите кристали се избират на ръка.) Берилът и беррандитът са намерени в достатъчни количества, за да представляват търговски руди, от които се произвежда промишлено берилиев хидроксид или берилиев оксид. Добивът на берилий се усложнява от факта, че берилият е второстепенна съставна част в повечето руди (5 процента от масата дори в чист берил, по-малко от 1% от масата в беррандита) и е плътно свързан с кислорода. Третирането с киселини, изпичането със сложни флуориди и течно-течната екстракция са използвани за концентриране на берилий под формата на неговия хидроксид. Хидроксидът се преобразува във флуорид чрез амониев берилиев флуорид и след това се нагрява с магнезий до образуването на елементарен берилий. Алтернативно, хидроксидът може да се нагрява до получаване на оксид, който от своя страна може да бъде обработен с въглерод и хлор, за да се образува берилиев хлорид; електролиза на разтопения хлорид след това се използва за производството на метала. Елементът се пречиства чрез вакуумно топене.
Берилият е единственият стабилен лек метал със сравнително висока точка на топене. Въпреки че е лесно атакуван от алкали и неокисляващи киселини, берилият бързо образува прилепнал повърхностен оксиден филм, който предпазва метала от по-нататъшно окисляване на въздуха при нормални условия. Тези химични свойства, съчетани с отличната си електропроводимост, висок топлоемкост и проводимост, добри механични свойства при повишени температури и много висок модул на еластичност (една трета по-голям от този на стоманата), го правят ценен за структурни и термични приложения. Размерът на стабилността на Beryllium и способността му да поема високо лак го правят полезен за огледала и капаци на камерата в космическото, военното и медицинското приложение и в производството на полупроводници. Поради ниското си атомно тегло, берилият предава рентгенови лъчи 17 пъти, както и алуминий и е широко използван при направата на прозорци за рентгенови тръби. Берилият е произведен в жироскопи, акселерометри и компютърни части за инерционни насочващи инструменти и други устройства за ракети, летателни апарати и космически превозни средства, и се използва за тежкотоварни спирачни барабани и подобни приложения, в които е важен добър радиатор. Способността му да забавя бързите неутрони намери значително приложение в ядрените реактори.
Много берилий се използва като нископроцентов компонент на твърди сплави, особено с мед като основна съставка, но също така и със сплави на базата на никел и желязо, за продукти като пружини. Берилият-мед (2 процента берилий) се превръща в инструменти за употреба, когато искрирането може да бъде опасно, както в фабриките за прах. Самият берилий не намалява искрянето, но укрепва медта (с коефициент 6), която при удара не образува искри. Малки количества берилий, добавени към окислителни метали, генерират защитни повърхностни филми, намалявайки запалимостта в магнезий и оцветяване в сребърни сплави.
Неутроните са открити (1932 г.) от британския физик сър Джеймс Чадуик като частици, изхвърлени от берилий, бомбардиран от алфа частици от източник на радий. Оттогава берилият, смесен с алфа емитер като радий, плутоний или америциум, се използва като източник на неутрони. Алфа-частиците, освободени от радиоактивен разпад на радиеви атоми, реагират с атоми на берилий, за да дадат сред продуктите неутрони с широк диапазон от енергии - до около 5 × 10 6 електронни волта (eV). Ако обаче радийът е капсулиран, така че никоя от алфа частиците не достига до берилий, неутроните с енергия под 600 000 eV се произвеждат от по-проникващата гама радиация от продуктите на разпадане на радий. Исторически важни примери за използването на източници на берилий / радиев неутрон включват бомбардирането на уран от германските химици Ото Хан и Фриц Страсман и физикът с произход от Австрия Лиз Мейтнер, което доведе до откриването на ядрен делене (1939 г.) и задействането на уран на първата верижна реакция с контролирано делене от физика на родения в Италия Енрико Ферми (1942 г.).
Единственият естествено срещащ се изотоп е стабилният берилий-9, въпреки че са известни 11 други синтетични изотопи. Техният полуживот варира от 1,5 милиона години (за берилий-10, който претърпява бета-разпад) до 6,7 × 10 -17 секунда за берилий-8 (който се разпада чрез двупротонна емисия). Разпадът на берилий-7 (период на полуразпад 53,2 дни) на Слънцето е източник на наблюдавани слънчеви неутрино.
