БЕРИЛЛИЙ — металл настоящего и будущего

Бериллий — металл удивительный. Скромный (долго прятался в «тени» алюминия и его соединений); уже обнаруженный, был объявлен непригодным к использованию. Хотя гениальный Ферсман назвал «скромника» металлом будущего.

История

Алюминий и бериллий — близнецы по свойствам. Даже сейчас с современными приборами и методами сложно отличить этих «братьев». Удивительно, что Луи Воклену в конце XVIII удалось открыть новый окисел. Через 30 лет получили некоторое количество нового металла, сильно загрязненного примесями.

металл бериллий

А 70 лет спустя методом электролиза получили чистый продукт. На этом история с поиском и выделением чистого бериллия прекратилась. Ведь о нем сказали, что «практического применения не имеет».

Познавательно: линзы первых очков еще в XIII веке делали из гошенита, бесцветного берилла.

Свойства

Бериллий элементБериллий (Beryllium, в формулах Be) — щелочноземельный металл, в таблице Менделеева имеет атомный № 4.

Характеристики:

  1. Относится к металлам серебристо-белого цвета.
  2. Твердый, но хрупкий (тверже, чем другие легкие металлы).
  3. Высокий модуль упругости.
  4. Кристаллическая структура решетки гексагональная.

Имеет один стабильный изотоп 9Be.

Свойства атома
Название, символ, номер Бери́ллий / Beryllium (Be), 4
Атомная масса
(молярная масса)
9,012182(3)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [ He ] 2s²
Радиус атома 112 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 90 пм
Радиус иона 35 (+2e) пм
Электроотрицательность 1,57 (шкала Полинга)
Электродный потенциал −1,69 В
Степени окисления +2 ; 0
Энергия ионизации
(первый электрон)
 898,8 (9,32) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) 1,848 г/см³
Температура плавления 1551 K (1278 °C, 2332 °F)
Температура кипения 3243 K (2970 °C, 5378 °F)
Уд. теплота плавления 12,21 кДж/моль
Уд. теплота испарения 309 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 16,44[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём 5,0 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки гексагональная
Параметры решётки a=2,286 Å; c=3,584 Å
Отношение c/a 1,567
Температура Дебая 1000 K
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) 201 Вт/(м·К)
Номер CAS 7440-41-7
Рекомендуем:  МЕЛЬХИОР - потерянный и обретенный

Химические свойства:

  1. На воздухе покрывается оксидной пленкой.
  2. Реагирует с разбавленными кислотами; концентрированная HNO3 пассивирует бериллий.
  3. Не реагирует с водородом даже при нагреве, но легко образует соединения с углеродом, галогенами и серой.
  4. Проявляет свойства как металлов, так и неметаллов — типичный аморфный металл.
Обладает высокой стойкостью против коррозии.

Минералы, добыча

Месторождениями бериллиевых минералов обладают:

  • Аргентина;
  • Бразилия;
  • Казахстан;
  • Индия.

В России добычу этих минералов можно производить в Свердловской области и Бурятии.

Бериллий, чистота более 99%, поликристаллический фрагмент
Бериллий, чистота более 99%, поликристаллический фрагмент

В природе около 30 бериллийсодержащих минералов:

  • берилл;
  • хризоберилл;
  • фенакит;
  • гельвин;
  • бертрандит.
Интересно: Beryllium содержат драгоценные камни: изумруд, аквамарин, воробьевит.

Россия утратила сырьевую и производственную независимость в производстве бериллиевых концентратов.

Производство

Способы получения чистого бериллия предполагают использование сложных и грязных процессов.

Шар из бериллия
Шар из бериллия

На мировом рынке три страны с полным циклом производства:

  • Казахстан;
  • США;
  • Китай.
Познавательно: Китай не экспортирует произведенный продукт, а производит закупки продуктов производства.

Применение

Чистый бериллий имеет стратегическое значение.

Оксид бериллия 99,9 % (изделие)
Оксид бериллия 99,9 % (изделие)

Применение этого легкого металла оправдано в аэрокосмической, электронной промышленности, в медицине и ВПК.

Познавательно: пружины швейцарских механических часов сделаны из бериллиевого сплава.

Бериллий применяют для:

  1. Производства гамма-детекторов, рентгеновских трубок.
  2. Замедления нейтронов в атомных реакторах.
  3. Производства гироскопов для ракет, искусственных спутников Земли.
  4. В составе сплавов значительно улучшает их твердость и пластичность.
Важно: несмотря на уникальные свойства, бериллий применяется не часто. Проблема в контроле МАГАТЭ над сплавами, без которых невозможно создание ядерного оружия.

Плюсы и минусы

Достоинства Недостатки
Относится к самым легким и прочным элементам Хрупкость металла
Самое низкое (среди металлов) сечение захвата нейтронов, высокое значение их отражения Вредность, токсичность бериллия и его пыли

 

Сплавы с Be сочетают твердость и пластичность Высокая цена

Бериллиевая бронза не искрит; редкое качество, используют для работы в шахтах.

Цена

Цена металлического бериллия зависит от продавца:  от 7 070 до 10 800 рублей за килограмм.

Стоимость соединений (рублей за килограмм):

  • BeWO4 — 1420 000;
  • BeZrO3 — 13 000;
  • BeAl2O4 — 13 000 000.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector