Berilis (Be), anksčiau (iki 1957 m.), Glicinas, cheminis elementas, periodinės lentelės 2 (IIa) grupės šarminių žemių metalų lengviausias narys, naudojamas metalurgijoje kaip kietiklis ir daugelyje kosminių bei branduolinių programų..
šarminių žemių metalas
Elementai yra berilio (Be), magnio (Mg), kalcio (Ca), stroncio (Sr), bario (Ba) ir radžio (Ra).
Elemento savybės
| atominis skaičius | 4 |
|---|---|
| atominis svoris | 9.0122 |
| lydymosi temperatūra | 1 287 ° C (2 349 ° F) |
| virimo taškas | 2471 ° C (4,480 ° F) |
| specifinė gravitacija | 1,85 esant 20 ° C (68 ° F) |
| oksidacijos būsena | +2 |
| elektronų konfigūracija | 1s 2 2s 2 |
Atsiradimas, savybės ir panaudojimas
Berilis yra pilkai plieno metalas, kambario temperatūroje gana trapus, o jo cheminės savybės šiek tiek primena aliuminio savybes. Gamtoje tai neatsiranda laisvai. Berilis randamas berile ir smaragde, mineraluose, kurie buvo žinomi senovės egiptiečiams. Nors jau seniai buvo įtariama, kad abu mineralai yra panašūs, cheminis patvirtinimas tai įvyko tik XVIII amžiaus pabaigoje. Dabar smaragdas yra žinomas kaip žalia berilio įvairovė. Berilis buvo atrastas (1798 m.) Kaip prancūzų chemiko Nicolas-Louis Vauquelino oksidas, esantis berilyje ir smaragduose. Jis buvo išskirtas (1828 m.) Kaip vokiečių chemiko Friedricho Wöhlerio ir prancūzų chemiko Antoine AB Bussy nepriklausomas metalas, redukuojant jo chloridą kaliu.. Berilis yra plačiai pasklidęs Žemės plutoje ir, kaip manoma, pasitaiko Žemės nedegiose uolienose 0,0002 proc. Jo kosminis gausumas yra 20 skalėje, kurioje standartinis silicio kiekis yra 1 000 000. JAV priklauso apie 60 procentų viso pasaulio berilio ir ji yra pati didžiausia berilio gamintoja; kitos pagrindinės gaminančios šalys yra Kinija, Mozambikas ir Brazilija.
Yra apie 30 pripažintų mineralų, kurių sudėtyje yra berilio, įskaitant berilą (Al 2 Be 3 Si 6 O 18, berilio aliuminio silikatą), bertranditą (Be 4 Si 2 O 7 (OH) 2, berilio silikatą), fenaitį (Be 2 SiO). 4), ir Chrizoberilas (Béal 2 o 4). (Tauriųjų berilio, smaragdo ir akvamarino formų sudėtis beveik atitinka aukščiau pateiktą, tačiau pramoniniuose rūduose yra mažiau berilio; dauguma berilo gaunama kaip šalutinis produktas atliekant kitas kasybos operacijas, o didesni kristalai yra išrenkami rankomis..) Nustatyta, kad berilio ir bertrandito yra tiek, kad jie galėtų sudaryti komercinius rūdus, iš kurių pramoniniu būdu gaminamas berilio hidroksidas arba berilio oksidas. Berilio ekstrahavimą apsunkina tai, kad daugumoje rūdų berilis yra nedidelė sudedamoji dalis (net gryno berilo masė sudaro 5 procentus masės, bertrandite mažiau kaip 1 procentas masės) ir yra tvirtai sujungta su deguonimi. Apdorojimas rūgštimis, skrudinimas sudėtiniais fluoridais ir ekstrahavimas skysčiu ir skysčiu buvo naudojami beriliui sukoncentruoti jo hidroksido pavidalu. Hidroksidas per amonio berilio fluoridą paverčiamas į fluoridą ir kaitinamas magniu, kad susidarytų elementinis berilis. Kaip alternatyva, hidroksidas gali būti kaitinamas, kad susidarytų oksidas, kuris, savo ruožtu, gali būti apdorotas anglimi ir chloru, kad susidarytų berilio chloridas; tada metalui gaminti naudojama išlydyto chlorido elektrolizė. Elementas išvalomas tirpinant vakuume.
Berilis yra vienintelis stabilus lengvas metalas, kurio lydymosi temperatūra yra aukšta. Nors berilis lengvai puolamas su šarmais ir neoksiduojančiomis rūgštimis, berilis greitai suformuoja lipnią oksido paviršiaus plėvelę, apsaugančią metalą nuo tolesnio oro oksidacijos normaliomis sąlygomis. Šios cheminės savybės kartu su puikiu elektriniu laidumu, dideliu šilumos laidumu ir laidumu, geromis mechaninėmis savybėmis esant aukštai temperatūrai ir labai dideliu elastingumo moduliu (trečdaliu didesnis nei plieno) daro jį vertingu atliekant konstrukcinį ir šiluminį pritaikymą. Dėl berilio matmenų stabilumo ir gebėjimo gerai nušlifuoti, jis tapo naudingas veidrodžiams ir fotoaparatų langinėms kosmose, kariuomenėje ir medicinoje bei puslaidininkių gamyboje. Dėl mažo atominio svorio berilis 17 kartų perduoda rentgeno spindulius, taip pat kaip ir aliuminis, todėl buvo plačiai naudojamas gaminant rentgeno vamzdžių langus. Berilis gaminamas į giroskopus, pagreičio matuoklius ir kompiuterines inercinių orientavimo prietaisų bei kitų raketų, orlaivių ir kosminių transporto priemonių dalis. Jis naudojamas sunkiųjų stabdžių būgnams ir panašioms reikmėms, kuriose svarbu geras šilumos šaltinis. Jos gebėjimas sulėtinti greitus neutronus buvo rastas daug panaudojant branduoliniuose reaktoriuose.
Daug berilio yra naudojama kaip kietųjų lydinių mažos procentinės dalys, ypač kai varis yra pagrindinė sudedamoji dalis, taip pat su nikelio ir geležies lydiniais, tokiems produktams kaip spyruoklės. Berilis-varis (2 proc. Berilio) yra padaromas įrankiais, skirtais kibirkščiavimui, pavyzdžiui, miltelių gamyklose. Pats berilis nesumažina kibirkšties, tačiau sustiprina varį (koeficientu 6), kuris smūgio metu nesudaro kibirkšties. Nedidelis berilio kiekis, pridedamas prie oksiduojamų metalų, sukuria apsaugines paviršiaus plėveles, mažinančias magnio degumą ir sugadinančias sidabro lydinius.
Neutronus (1932 m.) Atrado britų fizikas seras Jamesas Chadwickas, kaip dalelės, išstumtos iš berilio, bombarduojamos alfa dalelių iš radžio šaltinio. Nuo to laiko kaip neutronų šaltinis buvo naudojamas berilis, sumaišytas su alfa spinduliuote, pavyzdžiui, radžiu, plutoniu ar amerikiu. Alfa dalelės išleistas radioaktyviųjų irimo radžio atomų reaguoja su atomais, berilio duoti, tarp produktų, neutronus su platų energijos-iki maždaug 5 × 10 6 elektronvoltų (EV). Tačiau jei radžio inkapsulė yra tokia, kad nė viena alfa dalelė nepasiekia berilio, mažesnio nei 600 000 eV energijos neutronai susidaro dėl labiau įsiskverbiančios gama spinduliuotės iš radžio skilimo produktų. Istoriškai svarbūs berilio / radžio neutronų šaltinių naudojimo pavyzdžiai yra vokiečių chemikų Otto Hahno ir Fritzo Strassmanno bei Austrijoje gimusios fizikės Lise Meitner bombarduoti uraną, dėl kurio buvo atrastas branduolio dalijimasis (1939 m.), Ir suveikimas urane. pirmosios kontroliuojamos dalijimosi grandininės reakcijos, kurią atliko italų kilmės fizikas Enrico Fermi (1942 m.).
Vienintelis natūraliai egzistuojantis izotopas yra stabilus berilis-9, nors žinoma ir 11 kitų sintetinių izotopų. Jų pusinės eliminacijos periodai svyruoja nuo 1,5 milijono metų (berilio-10, kuris vyksta beta irimo metu) iki 6,7 × 10 –17 sekundės, kai berilio – 8 (kuris suyra dėl dviejų protonų emisijos). Saulės neutrinų šaltinis yra berilio-7 (53,2 dienos pusinės eliminacijos laikas) skilimas saulėje.
