Բերիլիում

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
4 ԼիթիումԲերիլիումԲոր
Ջրածին Հելիում Լիթիում Բերիլիում Բորр Ածխածին Ազոտ Թթվածին Ֆտոր Նեոն Նատրիում Մագնեզիում Ալյումին Սիլիցիում Ֆոսֆոր Ծծումբ Քլոր Արգոն Կալիում Կալցիում Սկանդիում Տիտան Վանադիում Քրոմ Մանգան Երկաթ Կոբալտ Նիկել Պղինձ Ցինկ Գալիում Գերմանիում Արսեն Սելեն Բրոմ Կրիպտոն Ռուբիդիում Ստրոնցիում Իտրիում Ցիրկոնիում Նիոբիում Մոլիբդեն Տեխնեցիում Ռութենիում Ռոդիում Պալադիում Արծաթ Կադմիում Ինդիում Անագ Ծարիր Թելուր Յոդ Քսենոն Ցեզիում Բարիում Լանթան Ցերիում Պրազեոդիում Նեոդիում Պրոմեթիում Սամարիում Եվրոպիում Գադոլինիում Տերբիում Դիսպրոզիում Հոլմիում Էրբիում Թուլիում Իտերբիում Լյուտեցիում Հաֆնիում Տանտալ Վոլֆրամ Ռենիում Օսմիում Իրիդիում Պլատին Ոսի Սնդիկ Թալիում Կապար Բիսմունտ Պոլոնիում Աստատ Ռադոն Ֆրանցիում Ռադիում Ակտինիում Թորիում Պրոտակտիում Ուրան Նեպտունիում Պլուտոնիում Ամերիցիում Կյուրիում Բերկլիում Կալիֆորնիում Էյնշտեյնիում Ֆերմիում Մենդելեևիում Նոբելիում Լոուրենցիում Ռեզերֆորդիում Դուբնիում Սիբորգիում Բորիում Հասիում Մեյտներիում Դարմշտադտիում Ռենտգենիում Կոպերնիցիում Ունունտրիում Ֆլերովիում Ունունպենտիում Լիվերմորիում Ունունսեպտիում ՈւնունօկտիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
4Be
Hexagonal.svg
Electron shell 004 Beryllium.svg
Բերիլիում, >99% մաքրության, կիսաբյուրեղային կտոր
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Բերիլիում/ Beryllium (Be), 4
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
9,012182(3)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա [ He ] 2s²
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտային շառավիղ 90 պմ
Իոնի շառավիղ 35 (+2e) պմ
Էլեկտրաբացասականություն 1.57 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ −1,69 В
Օքսիդացման աստիճաններ 2; 1
Իոնիզացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 898,8 (9,32) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 1,848 գ/սմ³
Հալման ջերմաստիճան 1560 K ​(1287 °C, ​2349 °F)
Եռման ջերմաստիճան 3243 K ​(2970 °C, ​5338 °F)
Կրիտիկական կետ 144,4 Կ, 500 ՄՊա
Մոլյար ջերմունակություն 25,14 Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ 5,0 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղացանց
C/a հարաբերություն 1,567
Դեբայի ջերմաստիճան 1000 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն (300 Կ) 201 Վտ/(մ·Կ)
CAS համար 7782-41-4
4
Բերիլիում
Be
9,012
2s2

Բերիլիում (լատ.՝ Beryllium) որի նշանն է Be, տարրերի պարբերական համակարգի 2-րդ խմբի քիմիական տարր, կարգահամարը՝ 4, ատոմական զանգվածը՝ 9,0122:

Բերիլիումը s տարր է, նրա ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կաոուցվածքն է՝ 1s22s2:

Բնական բերիլումը բաղկացած է միայն 9Be կայուն իզոտոպից։ Արհեստականորեն ստացվել են 7-12 զանգվածի թվերով ռադիոակտիվ իզոտոպներ։

Բերիլումը արծաթամոխրագույն, փխրուն մետաղ է, խտությունը՝ 1847,7 կգ/մ3, հալման ջերմաստիճանը՝ 1284 °C, եռմանը՝ 2450 °C, ջերմության լավ հաղորդիչ է։ Ունի շատ բարձր արժեք[2]:

Պատմություն[խմբագրել]

Բերիլիումի օքսիդը՝ BeO, հայտնաբերել է Լ․ Վոկլենը 1798 թվականին, քերիչ միներալում։ Մետաղական բերիլիումը առաջին անգամ 1828 թվականին միմյանցից անկախ ստացել են Ֆ․ Վյոչերը և Ա․ Բյուսին։

Մաքուր մետաղական բերիլումը աղերի[3] հալույթի էլեկտրոլիզով ստացել է ֆիզիկոս Լեբոն 1898 թվականին։

Անվան ծագում[խմբագրել]

Բերիլում անվանումը ծագել է մետաղական բերիլումից (հին հունարեն՝ βήρυλλος beryllos) (սիլիկատային բերիլիում և ալյումին, Be3Al2Si6O18), որը համընկնում է Հարավային Հնդկաստանում, Բելուր քաղաքի անվան հետ, հնագույն ժամանակներից ի վեր Հնդկաստանում, այն հայտնի էին զմրուխտի հանքավայրերը՝ բերիլումի տեսակ։ Ֆրանսիայում գործածվում է տարրի նաև հին անվանումը՝ գլիցիում: Շնորհիվ քաղցր համի և ջրում լուծելիության բերիլիում տարրը անվանել էին «գլիցիում» (հին հունարեն՝ γλυκύς glykys - քաղցր։

Բնության մեջ[խմբագրել]

Հազվագյուտ տարր է․ պարունակությունը երկրակեղևում 6-10-4 զանգվածային % է, ծովաջրում՝ 5-10-10 գ/լ։ Հայտնի են բերիլիումի մոտ 40 միներալներ, գործնական նշանակություն ունի բերիլը, օգտագործվում են նաև քրիզոբերիլը, ֆենակիտը, բերտրանդիտը և այլն։

Բերիլումի հիմնական միացությունները հազվադեպ հանդիպող բերիլ (բյուրեղակն) հանքաքար է՝ 3BeO•Al2O3•6SiO2: Սովորաբար պարունակում է Fe+3 խառնուկը, որը հանքաքարին տալիս է կանաչակապտավուն երանգ։ Բերիլի վառ գունավորաված նմուշները կոչվում են ակքվամարին (ծովակն և զմրուխտ պարունակում է Cr+3-ի հետքեր), որոնք ամենաթանկարժեք քարերն են ալմաստից հետո։

Բերիլիումի պարունակությունը ծովի ջրում բավականին ցածր է՝ 6•10−7 մգ/լ[4]:

Հանքավայր[խմբագրել]

Բերիլիումի բյուրեղների հանքավայրերը գտնվում են Բրազիլիայի, Արգենտինայի, Աֆրիկայի, Հնդկաստանի, Ղազախստանի, Ռուսաստանի տարածքներում (Երմակյան հանքավայրերը Բուրյաթիայում) և այլն[5]:

Ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել]

Բերիլիումը․ արծաթամոխրագույն, փխրուն մետաղ է, խտությունը՝ 1847,7 կգ/մ3, հալման ջերմաստիճանը՝ 1284 °C, եռմանը՝ 2450 °C, ջերմության լավ հաղորդիչ է։ Ունի բոլոր մետաղներին գերազանցող տեսակարար ամրություն։ Սառեցնելիս դառնում է փխրուն։ Քիմիապես ակտիվ է։

Միացություններում երկարժեք է։ Շնորհիվ օքսիդի պաշտպանիչ շերտի բերիլիումը օդում կայուն է, 800 °C-ից բարձր ջերմաստիճանում օքսիդացումը նկատելի է, 1200 °C-ում մետաղական բերիլիումը այրվում է՝ առաջացնելով բերիլիումի օքսիդ՝ BeO։ Այն սպիտակ բյուրեղական փոշի է, խտությունը՝ 3020 կգ/մ3, հալման ջերմաստիճանը՝ 2570±30 °C, եռմանը՝ 4260±160 °C։

Բյուրեղացանցի կառուցվածքը
A parallelogram-shaped outline with space-filling diatomic molecules (joined circles) arranged in two layers cube of 8 yellow atoms with white ones at the holes of the yellow structure

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել]

Ջրում չի լուծվում, լուծվում է թթուներում։ Նախօրոք շիկացրած BeO լուծվում է միայն խիտ ծծմբական թթվում և ֆտորաջրածնական թթվում։

Ալկալիների հետ առաջացնում է աղեր՝ բերիլատներ, օրինակ, Na2BeO2։

\mathsf{Be + 2NaOH \rightarrow Na_2BeO_2 + H_2\uparrow}

Բերիլիումի հիդրօքսիդը՝ Be(OH)2, ջրում վատ է լուծվում։ Ամֆոտեր է՝ ավելի արտահայտված հիմնային հատկություններով։ Լուծվում է թթուներում և ալկալիներում՝ վերջինիս հետ առաջացնելով բերիլատներ։ Նրա աղերը խիստ խոնավածուծ են, մեծ մասամբ ջրում լավ լուծելի (չեն լուծվում ֆոսֆատը, կարբոնատը և այլն)։

\mathsf{Be + 2NaOH + 2H_2O\rightarrow Na_2[Be(OH)_4] + H_2\uparrow}

Ջրային լուծույթներում հիդրոլիզվում են։ Բերիլիումը ջրի հետ փոխազդում է 100 °C-ից բարձր ջերմաստիճաններում։ Լուծվում է նոսր աղաթթվում և ծծմբական թթվում՝ ջրածին դուրս մղելով, ազոտական թթվի հետ փոխազդում է միայն տաքացնելիս։ Լուծվում է նաև ալկալիներում։

Ջրածնի հետ անմիջականորեն չի փոխազդում։ Բերիլիումի հիդրիդը՝ (ВеН2)х, որը ստացվում է բերիլիում օրգանական միացությունների քայքայումից, պինդ նյութ է, տաքացնելիս (240 °С) քայքայվում է։

Բերիլիումը սենյակային ջերմաստիճանում միանում է ֆտորին, տաքացնելիս՝ մյուս հալոգեններին՝ առաջացնելով ջրում լավ լուծվող պինդ հալոգենիդներ։ BeF2 ալկալիական մետաղների և ամոնիումի ֆտորիդների հետ առաջացնում է կոմպլեքսային միացություններ, ֆտորբերիլատներ՝ օրինակ, Na2BeF4, որոնք հալված վիճակում ջերմության լավ հաղորդիչներ են։

Բերիլիումի փոշին այրվում է ծծմբի, սելենի, տելուրի գոլորշիներում։ Տաքացնելիս միանում է ազոտին (650 °C), ածխածնին (1200 °C)՝ առաջացնելով համապատասխանաբար՝ նիտրիդ (Be3N2), կարբիդ (Be2C)։

Բարձր ջերմաստիճաններում միանում է բազմաթիվ մետաղների հետ՝ առաջացնելով բերիլիդներ։ Հալված բերիլիումը փոխազդում է շատ օքսիդների, նիտրիդների, սուլֆիդների, կարբիդների հետ, այդ պատճառով բերիլիումը հալելու համար կիրառելի են միայն BeO-ից պատրաստած հալքանոթներ։

Իզոտոպներ[խմբագրել]

Բնական բերիլիումը բաղկացած է միայն 9Be կայուն իզոտոպից։ Մնացած բոլոր իզոտոպները (հայտնի է 11, բացառությամբ 9Be) անկայուն են։ Արհեստականորեն ստացվել են 7-12 զանգվածի թվերով ռադիոակտիվ իզոտոպներ։ Նրանցից առավել երկարակյաց են 2-ը՝ 10Be և 7Be:

Ստացում[խմբագրել]

Բերիլիում

Ստացվում է հիդրօքսիդի կամ բերիլիումիի աղերի (կարբոնատ, սուլֆատ) ջերմային քայքայմամբ։ ՝ Արդյունաբերության մեջ բերիլիումը և նրա միացություններն ստանում են բերիլից․ այն վերամշակում են Na2ՏiF6-ով և ծծմբական թթվով։ Ստացված Na2BeF4 ալկալահանում են ջրով, ապա նատրիումի հիդրօքսիդ ավելացնելիս, նստում է բերիլիումիի հիդրօքսիդը։

Հաճախ բերիլը շիկացնում են կրաքարի հետ, ապա վերամշակում ծծմբական թթվով։ Այս դեպքում ջրով ալկալահանում են, ապա ամոնիակով նոսր լուծույթներից նստեցնում հիդրօքսիդը։ Այնուհետև բերիլիումի հիդրօքսիդից ստանում են բերիլիումի քլորիդ կամ ֆտորիդ։

\mathsf{BeCl_2 + 2K \longrightarrow Be + 2KCl}

Մետաղական բերիլիումը ստանում են ВеCl2-ի և NaCl-ի միահալույթի էլեկտրոլիզով կամ 900-1300 °C-ում մագնեզիումով վերականգնելով BeF2-ը։

\mathsf{BeF_2 + Mg \longrightarrow Be + MgF_2}

Արտադրություն և կիրառություն[խմբագրել]

2002 թվականին հիմնական բերիլում արտադրող երկրներ են՝ ԱՄՆ և Չինաստանը։ 2014 թվականին Ռուսաստանում արտադրվել է բերիլիումի առաջին նմուշը[6]:

Բերիլիումը օգտագործվում է ռենտգենյան խողովակների պատուհանիկներ պատրաստելու, պողպատի մակերևույթի վրա կարծր շերտ առաջացնելու (դիֆուզիոն բերիլիզացում) համար, որպես լեգիրացնող հավելանյութ՝ համաձուլվածքներում։

Ատոմային տեխնիկայում բերիլիումը օգտագործվում է որպես արագաշարժ նեյտրոնների դանդաղեցուցիչներ և անդրադարձիչներ։ Բերիլիումի փոշին և ցնդող միացությունները թունավոր են։

Տես նաև[խմբագրել]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (en) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. «Beryllium»։ Statistics and Information։ U.S. Geological Survey։ http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/beryllium/։ Վերցված է 2013 թ․ սեպտեմբերի 15–ին։ 
  3. Венецкий С.И. Металл космического века // Рассказы о металлах. — Москва: Металлургия, 1979. — 240 с. — 60 000 экз.
  4. J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965
  5. Популярная библиотека химических элементов. Бериллий. Книги. Наука и техника
  6. Россия произвела первый образец собственного бериллия

Գրականություն[խմբագրել]

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից։ CC-BY-SA-icon-80x15.png