Berilliy nima

Berilliy nima
Berilliy
← Litiy | Bor →
Oddiy moddaning tashqi ko‘rinishi
Berilliyning polikristall bo‘lagi.
Tozaligi >99%.
Atomning xossalari
Nomi, belgisi, tartib raqami Berilliy / Beryllium (Be), 4
Guruh, davr, blok 2 (eskirgan IIA), 2,
s-element
Atom massasi
(molyar massa)
9,012182(3) a. m. b. (g/mol)
Elektron konfiguratsiyasi [ He ] 2s2
1s22s2
Atom radiusi 112 pm
Kimyoviy xossalari
Kovalent radius 90 pm
Ion radiusi 35 (+2e) pm
Elektrmanfiylik 1,57 (Poling shkalasi)
Elektrod potensiali −1,69 V
Oksidlanish darajalari 0, +2
Ionlanish energiyasi
(birinchi elektron)
898,8 (9,32) kJ/mol (eV)
Oddiy moddaning termodinamik xossalari
Zichlik ( m. sh.) 1,848 g/sm3
Erish harorati 1551 K (1278 °C, 2332 °F)
Qaynash harorati 3243 K (2970 °C, 5378 °F)
Molyar erish issiqligi 12,21 kJ/mol
Molyar bug‘lanish issiqligi 309 kJ/mol
Molyar issiqlik sig‘imi 16,44 J/(K·mol)
Molyar hajm 5,0 sm3/mol
Kristall panjara oddiy moddaning
Panjara tuzilishi Geksagonal
Panjara parametrlari a=2,286 Å; c=3,584 Å
Nisbati c/a 1,567
Debay harorati 1000 K
Boshqa xususiyatlari
Issiqlik o‘tkazuvchanligi (300 K) 201 Vt/(m·K)
CAS raqami 7440-41-7

Berilliy (kimyoviy belgisi — Be, lot. Beryllium) — kimyoviy element 2-guruh ( eskirgan tasnif bo‘yicha — ikkinchi guruhning asosiy kichik guruhi, IIA) ikkinchi davr kimyoviy elementlar davriy jadvali D. I. Mendeleyev , atom raqami 4.

Oddiy modda berilliy — nisbatan qattiq, mo‘rt, metall bo‘lib, o‘ziga xos metall yaltiroqligiga ega och kulrang tusda bo‘ladi. O‘ta zaharli. Berilliy va uning birikmalari kanserogenlar, (1-guruh) sifatida Saratonni tadqiq etish xalqaro agentligi (IARC) tomonidan tasniflangan.

Tarixi

Voklen, Lui Nikola

U 1798-yilda fransuz kimyogari Lui Nikola Voklentomonidan kashf etilgan va u elementga «glyutsiniy» deb nom bergan. Elementning hozirgi nomini taklif qilgan olimlar — nemis kimyogari Klaprot va shved kimyogari Ekeberg.

Berilliy birikmalari va minerallarining tarkibini aniqlash bo‘yicha keng tadqiqotlar olib borgan olim — rus kimyogari Ivan Avdeyev. Aynan u berilliy oksidi tarkibi BeO ekanini, ilgari taxmin qilingan Be2O3emasligini isbotlagan.

Erkin holatdagi berilliy 1828-yilda fransuz kimyogari Antuan Byussi va undan mustaqil ravishda nemis kimyogari Fridrix Vyolertomonidan ajratib olingan. Sof metall berilliy 1898-yilda fransuz fizigi Pol Lebo tomonidan tuzlar suyuqlanmalarini elektroliz qilish orqali olingan.

Nomining kelib chiqishi

Berilliy nomi berill (qadimgi yunoncha βήρυλλος) mineralining (berilliy va aluminiy silikati, Be3Al2Si6O18) nomidan kelib chiqqan bo‘lib, u Janubiy Hindistondagi Belur (Velluru) shahri nomiga borib taqaladi. Bu shahar Janubiy Hindistonda, Madrasyaqinida joylashgan; qadim zamonlardan beri Hindistonda berillning bir turi bo‘lgan zumrad konlari ma’lum edi. Suvda eriydigan berilliy birikmalari shirin ta’mga ega bo‘lgani sababli, element dastlab «glitsiy» (qadimgi yunoncha γλυκύς — shirin) deb atalgan.

Berilliyning kelib chiqishi

Ham dastlabki,ham yulduzlardagi nukleosintez jarayonlarida berilliyning faqat yengil, beqaror izotoplari hosil bo‘ladi. Barqaror izotopi yulduzlarda ham, yulduzlararo muhitda ham og‘irroq yadrolarning parchalanishinatijasida, ya’ni ular kosmik nurlarbilan bombardimon qilinganda hosil bo‘lishi mumkin. Yer atmosferasida radioaktiv kislorod yadrolarining kosmik nurlar ta’sirida parchalanishi natijasida uzluksiz hosil bo‘ladi.

Tabiatda uchrashi

Koinotda berilliy nisbatan kam uchraydigan element, chunki u yulduzlar ichida sodir bo‘ladigan yadro reaksiyalari natijasida hosil bo‘lmaydi. Berilliy asosan o‘ta yangi yulduzlarportlaganida, og‘irroq yadrolar tez zarrachalar oqimi ta’sirida parchalanib, yengilroq yadrolarga aylanganda hosil bo‘ladi. Quyoshdagi berilliyning kuzatilgan konsentratsiyasi milliarddan 0,1 qismni tashkil etadi. Yer po‘stida berilliy miqdori milliondan 2–6 qismni tashkil etadi. Berilliyning o‘rtacha miqdori Yer po‘stida 3,8 g/t bo‘lib, ultraasosli (0,2 g/t) jinslardan kislotali (5 g/t) va ishqoriy (70 g/t) jinslarga qarab ortib boradi. Berilliyning asosiy qismi magmatik jinslarda , plagioklazlarbilan bog‘liq bo‘lib, ularda berilliy kremniyo‘rnini egallaydi. Biroq uning eng yuqori konsentratsiyalari ayrim to‘q rangli minerallar va muskovit uchun xos (o‘nlab, kamdan-kam hollarda yuzlab g/t). Ishqoriy jinslarda berilliy deyarli butunlay tarqalib ketsa, kislotali tog‘ jinslari shakllanishida u kolliziyadan keyingi va anorogen granitoidlarning — pegmatitlari hamda pnevmatolit-gidrotermal tanalar kabi magmadan keyin hosil bo‘ladigan mahsulotlarda to‘planishi mumkin. Kislotali pegmatitlarda berilliyning katta miqdorda to‘planishi albitlashish va muskovitlashish jarayonlari bilan bog‘liq. Pegmatitlarda berilliy o‘z minerallarini hosil qiladi, ammo uning bir qismi (taxminan 10 %) tog‘ jinsini hosil qiluvchi va ikkinchi darajali minerallarda izomorf holatda uchraydi (mikroklin, albit, kvars, slyudalarva boshqalarda). Ishqoriy pegmatitlarda berilliy kam uchraydigan minerallar tarkibida oz miqdorda aniqlanadi: evdidimit, chkalovit, analsim va leykofan;ularda berilliy anion guruhiga kiradi. Magmadan keyingi eritmalar berilliyni magma tarkibidan ftor tutuvchi gazsimon ajralmalar va kompleks birikmalar shaklida quyidagi elementlar bilan birgalikda olib chiqadi: volfram, qalay, molibden va litiy.

Dengiz suvidagi berilliy miqdori nihoyatda past — 6⋅10−7 mg/l.

Berilliyning 30 dan ortiq xususiy minerali ma’lum, ammo ulardan faqat 6 tasi nisbatan keng tarqalgan hisoblanadi: berill, xrizoberill, bertrandit, fenakit, gelvin, danalit. Sanoatda asosan berill va bertrandit muhim ahamiyatga ega.

Berillning ayrim turlari qimmatbaho toshlar hisoblanadi: akvamarin — ko‘k, yashil-ko‘k, ko‘kimtir-yashil; zumrad — to‘q yashil, yorqin yashil; geliodor — sariq. Berillning rangi bilan farqlanadigan boshqa turlari ham ma’lum (to‘q ko‘k, pushti, qizil, och ko‘k, rangsiz va boshqalar). Berill rangini turli elementlarning aralashmalari belgilaydi.

Konlari

Berilliy minerallarining konlari Braziliya, Argentina, Afrika, Hindiston, Qozog‘iston, Rossiya (Yermakovskoye koni — Buryatiyada, Malyshevskoye koni Sverdlovsk viloyatida, Murmansk viloyatining sharqiy va janubi-sharqiy qismidagi pegmatitlar) va boshqa joylarda uchraydi. Bertrandit eng ko‘p AQSHda,ayniqsa Yuta shtatida.

Berilliy izotoplari

Tabiiy berilliy faqat bitta izotop — 9Be dan iborat. Uning qolgan 11 ta izotopi (barqaror 9Be dan tashqari) beqaror. Ulardan eng uzoq yashaydigan ikkitasi: 10Be, uning yarim yemirilish davri taxminan 1,4 million yil , va 7Be, uning yarim yemirilish davri 53 kun.

Fizik xossalari

Berilliy shari

Berilliy — kumushsimon oq rangli metall bo‘lib, uning qattiqligi nisbatan yuqori (5,5 ball, Moosshkalasi bo‘yicha). Qattiqlikda u boshqa yengil metallar (aluminiy, magniy)dan ustun. Mo‘rt. Uning elastiklik moduli yuqori — 300 GPa ( po‘latlarda — 200–210 GPa). Tovush tezligi berilliyda juda yuqori — 12 600 m/s, bu boshqa metallardagidan 2–3 baravar katta. U yuqori issiqlik o‘tkazuvchanligi va yuqori erish haroratiga ega.

Kimyoviy xossalari

Berilliy aksariyat birikmalarida oksidlanish darajasi +2 bo‘ladi. Berilliyning +1 oksidlanish darajasi berilliy oksidi BeO dan tayyorlangan tigellarda berilliyning vakuumda bug‘lanish jarayonlarini o‘rganishda, komproportsiyalanish natijasida uchuvchan Be2O oksidi hosil bo‘lganda aniqlangan.

.

+1 oksidlanish darajasi Be diberrillotsenida ham uchraydi2(C5H5)2.

0 oksidlanish darajasi LMgBeC5(CH3)5birikmasida ma’lum; bu yerda L — kompleks diimid ligand.

Sirkoniy va gafniy diberillidlarida (ZrBe2 va HfBe2) berilliy atomlarining oksidlanish darajasi −2 bo‘lib, ular grafitga o‘xshash qatlamlarni hosil qiladi.

Ko‘plab kimyoviy xossalariga ko‘ra, berilliy Mendeleyev jadvalida bevosita uning ostida joylashgan magniydan ko‘ra aluminiyga ko‘proq o‘xshaydi (bu «diagonal o‘xshashlik»).

» hodisasidir). Metall berilliy xona haroratida nisbatan sust reaksiyaga kirishadi, chunki havoda uning yuzasida tezda mustahkam oksid pardasi BeOhosil bo‘ladi. Yaxlit holatda u suv va suv bug‘i bilan hatto qip-qizil cho‘g‘lanish haroratida ham reaksiyaga kirishmaydi va 600 °C gacha havoda oksidlanmaydi. Berilliy kukuni yoqilganda yorqin alanga bilan yonib, oksid va nitrid hosil qiladi. Galogenlar berilliy bilan 600 °C dan yuqori haroratda reaksiyaga kirishadi, xalkogenlar esa yanada yuqori haroratni talab qiladi. Ammiak 1200 °C dan yuqori haroratda berilliy bilan reaksiyaga kirishib, Be nitridi3N2hosil qiladi, uglerod esa Be karbidi2C ni 1700 °C da hosil qiladi. Vodorod bilan berilliy bevosita reaksiyaga kirishmaydi.

Berilliy kislotalarning suyultirilgan suvli eritmalarida (masalan,xlorid, sulfat kislotalarida, shuningdek, nitrat kislotada qizdirilganda) oson eriydi. Sovuq konsentrlangan nitrat kislota esa passivlashtiradi metallni.

Berilliyning ishqorlarning suvli eritmalari bilan reaksiyasida vodorod ajralib chiqadi va gidroksoberillatlar hosil bo‘ladi:

.

Ishqor suyuqlanmasi bilan 400–500 °C haroratda reaksiyaga kirishganda berillatlar hosil bo‘ladi:

.

Berilliy(II) gidroksidi amfoter xossaga ega, biroq uning asosli (Be2+hosil qilish) va kislotali ([Be(OH)4]2−hosil qilish) xossalari sust ifodalangan. U berilliyning suvli tuz eritmalaridan ammiak yordamida cho‘ktirib olinadi.

Olinishi

XIX asrda berilliy oddiy modda sifatida kaliy bilan suvsiz berilliy xloridga:

ta’sir ettirib olingan. Hozirgi vaqtda berilliy qaytarish uchun berilliy ftoridini magniy bilan:

yoki elektroliz qilish orqali berilliy va natriyxloridlari aralashmasining suyuqlanmasidan olinadi. Dastlabki berilliy tuzlari berilliy rudasini qayta ishlashda ajratib olinadi.

Ishlab chiqarilishi va qo‘llanilishi

2012-yil holatiga ko‘ra, berilliyning asosiy ishlab chiqaruvchilari: AQSH (boshqalardan ancha katta hajmda) va Xitoyedi. Ulardan tashqari, berilliy rudasini Qozog‘istonham qayta ishlaydi. 2014-yilda berilliyning birinchi namunasini Rossiyaham ishlab chiqardi. 2012-yilda qolgan mamlakatlar ulushiga jahon qazib olish hajmining 4 % i to‘g‘ri kelgan. Dunyoda yiliga jami 300 tonna berilliy ishlab chiqariladi (2016-yil ma’lumoti).

Qotishmalarni legirlash

Berilliy asosan turli legirlovchi qo‘shimcha sifatida qotishmalargaqo‘shiladi. Berilliy qo‘shilishi qotishmalarning qattiqligi va mustahkamligini, ulardan tayyorlangan buyumlar yuzasining korroziyaga chidamliligini sezilarli oshiradi. Texnikada berilliyli bronzalar , xususan, BeB turidagi bronzalar (prujinali kontaktlar) keng qo‘llaniladi. Tarkibida 0,5 % berilliy bo‘lgan po‘lat qip-qizil cho‘g‘lanish haroratigacha elastikligini saqlaydigan prujinalarni tayyorlash imkonini beradi. Bunday prujinalar katta yuklama ostida milliardlab ish sikllariga bardosh beradi. Bundan tashqari, berilliyli bronza tosh yoki metallga urilganda uchqun chiqarmaydi. Qotishmalardan biri randoldeb nomlanadi. U oltinga o‘xshagani sababli randol «lo‘lilar oltini» deb ataladi.

Rentgen texnikasi

Berilliy rentgen nurlarinikam yutadi, shuning uchun undan rentgen naychalarining oynachalari (ular orqali nurlanish tashqariga chiqadi), shuningdek, nurlanish detektor ichiga kirishi uchun rentgen detektorlari va keng diapazonli gamma-detektorlar oynachalari tayyorlanadi.

Yadro energetikasi

Yadro reaktorlarida berilliydan neytron qaytargichlartayyorlanadi; u neytron sekinlatkichisifatida ham ishlatiladi. Ayrim α-radioaktiv nuklidlar bilan aralashmalarda berilliy ampulali neytron manbalaridaqo‘llaniladi, chunki berilliy-9 yadrolari bilan α-zarralar o‘zaro ta’sirlashganda neytronlar hosil bo‘ladi:

9Ве + α → n + 12C.

Berilliy oksidi metall berilliy bilan bir qatorda yadro texnikasida sof berilliyga qaraganda samaraliroq neytron sekinlatkich va qaytargich vazifasini bajaradi. Shu sababli berilliy oksidining uran oksidi bilan aralashmasi juda samarali yadro yoqilg‘isi sifatida ishlatiladi. Berilliy ftoridi va litiy ftoridining aralashmasi uran, plutoniy, toriy tuzlarining issiqlik tashuvchisi va erituvchisi sifatida yuqori haroratli suyuq tuzli yadro reaktorlarida qo‘llaniladi.

Berilliy ftoridi yadro texnikasida kichik neytron oqimlarini boshqarish uchun mo‘ljallangan shisha tayyorlashda ishlatiladi. Bunday shishaning texnologik jihatdan eng qulay va sifatli tarkibi — (BeF2 — 60 %, PuF4 — 4 %, AlF3 — 10 %, MgF2 — 10 %, CaF2 — 16 %). Bu tarkib plutoniy birikmalarining qisman konstruksion material sifatida ishlatilishiga yaqqol misoldir.

Lazer materiallari

Lazer texnikasida berilliy aluminati qattiq jismli nurlatkichlar (sterjenlar, plastinalar) ishlab chiqarish uchun qo‘llaniladi.

Aerokosmik texnika

Issiqlik ekranlari va yo‘naltirish tizimlarini tayyorlashda deyarli hech bir konstruksion material berilliy bilan raqobatlasha olmaydi. Berilliy asosidagi konstruksion materiallar bir vaqtning o‘zida yengil, mustahkam va yuqori haroratlarga chidamlidir. Aluminiydan 1,5 baravar yengil bo‘lsa-da, bunday qotishmalar ko‘plab maxsus po‘latlardan mustahkamroqdir. Bunday maqsadlar uchun berillidlarishlab chiqarish yo‘lga qo‘yilgan. Ular raketa va samolyot dvigatellari hamda qoplamalarida, shuningdek, yadro texnikasida konstruksion material sifatida qo‘llaniladi.

Berilliy va uning qotishmalari «Apollon» dasturi astronavtlari foydalangan uskunalarni, jumladan, inert gaz yadrolari tutqichlari uchun konteynerlar va radioizotop energetik qurilmalarining issiqlikdan himoya ekranlarini SNAP-27 uchun loyihalashda qo‘llanilgan.

Astronomlar uchun berilliy ko‘zgulari alohida qiziqish uyg‘otadi. Ko‘pincha asalari uyasiga o‘xshash tayanch tuzilmasiga ega katta maydonli ko‘zgular, masalan, meteorologik sun’iy yo‘ldoshlarda qo‘llaniladi. Bunda kichik massa va o‘lchamlarning uzoq muddatli barqarorligi juda muhim. Kosmik Jeyms Uebb teleskopining asosiy ko‘zgusi oltin bilan qoplangan berilliydan tayyorlangan 18 ta oltiburchak segmentdan iborat. Teleskop 33 K haroratda ishlashi sababli, bunday ko‘zgu o‘ta sovuqqa shishadan yaxshiroq bardosh beradi. Bu haroratlarda berilliy shishaga qaraganda kamroq qisqaradi va deformatsiyalanadi, uning tuzilishi ham bir jinsliroq bo‘lib qoladi. Shu sababli Spitser kosmik teleskopining optikasi ham to‘liq metall berilliydan yasalgan.

Raketa yoqilg‘isi

Metall berilliyning o‘ta zaharli va juda qimmat ekanini ta’kidlash lozim. Shu sababli umumiy zaharliligi va tannarxi ancha past bo‘lgan berilliyli yoqilg‘ilarni aniqlash uchun katta ishlar olib borilgan. Shunday birikmalardan biri berilliy gidridi hisoblanadi.

Olovbardosh materiallar

Berilliy oksididan tayyorlangan buyum (99,9 %)

Berilliy oksidi barcha oksidlar ichida eng yuqori issiqlik o‘tkazuvchanligiga ega; uning issiqlik o‘tkazuvchanligi xona haroratida ko‘pchilik metallardan va deyarli barcha metallmaslardan (faqat olmos va kremniy karbidibundan mustasno) yuqori. U issiqlikni yaxshi o‘tkazadigan yuqori haroratli izolyator va laboratoriya tigellari hamda boshqa maxsus maqsadlar uchun olovbardosh material sifatida ishlatiladi.

Akustika

Yengilligi va yuqori qattiqligi tufayli berilliy elektrodinamik karnaylaruchun material sifatida muvaffaqiyatli qo‘llaniladi. Biroq uning qimmatligi, mo‘rtligi tufayli ishlov berish murakkabligi va ishlov berish qoidalariga rioya qilinmaganda zaharliligi berilliyli dinamiklardan faqat qimmat professional audio tizimlarda foydalanishni cheklaydi.Berilliyning akustikadagi yuqori samaradorligi sababli ayrim ishlab chiqaruvchilar savdoni oshirish maqsadida mahsulotlarida berilliy ishlatilganini da’vo qiladilar, vaholanki, bu haqiqatga to‘g‘ri kelmaydi.

Katta adron kollayderi

Zarracha dastalari to‘qnashadigan nuqtalarda Katta adron kollayderida (KAK) vakuum naychasi berilliydan tayyorlangan. U to‘qnashuvlarda hosil bo‘ladigan (detektorlar qayd etadigan) zarrachalar bilan deyarli o‘zaro ta’sirlashmaydi, shu bilan birga yetarlicha mustahkamdir.

Biologik roli va fiziologik ta’siri

Inson organizmiga ovqat bilan kuniga taxminan 0,01 mg berilliy tushadi. Tirik organizmlarda berilliy sezilarli biologik vazifani bajarmaydi. Biroq berilliy magniyning ayrim fermentlardagio‘rnini egallashi mumkin, bu esa ularning faoliyatini buzadi.

Berilliy o‘simliklar uchun zaharlibo‘lib, bu fosfatazalar faolligi 2–16 mg/l konsentratsiyadayoq pasayishi bilan bog‘liq va ildizlarning yetarlicha rivojlanmasligi hamda barglarning nimjonlashishiga olib keladi. Suvda yashovchi organizmlar uchun LD50 ko‘rsatkichi 15–32 mg/l konsentratsiya oralig‘ida bo‘ladi.

Berilliyning zaharli ta’siri uning hujayra yadrolariga kirib borishi bilan bog‘liq. Bu gen mutatsiyalari, xromosoma aberratsiyalari va opa-singil xromatidalar almashinuvihodisasini keltirib chiqaradi. Bundan tashqari, berilliy ionlari magniy, kalsiy, marganesionlari bilan raqobatlashadi, natijada ularning fermentlarni faollashtirishi to‘sib qo‘yiladi.

Berilliyning uchuvchan (va eruvchan) birikmalari, jumladan, uning birikmalarini saqlovchi chang inson uchun o‘ta zaharlidir. Havoda ruxsat etilgan chegaraviy konsentratsiya berilliy hisobida 0,001 mg/m³ni tashkil etadi. Berilliy kuchli allergik va kanserogen ta’sirga ega. Berilliy tutgan havodan nafas olish nafas a’zolarining og‘ir kasalligi — berilliozgaolib keladi. Bunda berilliyning reproduktiv funksiyaga va homila rivojlanishiga ta’siri kuzatilmaydi.

Adabiyotlar

  • Berilliy: Xorijiy davriy nashrlardagi maqolalar tarjimalari to‘plami: Noyob metallar. — M.: Xorijiy adabiyotlar, 1955. — J. 3.: Berilliyning geokimyosi, mineralogiyasi va konlari. — 188 b.
  • Beus A. A. Mineral xomashyo sifatiga qo‘yiladigan sanoat talablari: Geologlar uchun ma’lumotnoma. — 2-nashr. — M.: Gosgeoltexizdat, 1959. — 38 b.
  • Beus A. A. Berilliy: uni qayerdan va qanday izlash kerak. — 2-nashr. — M.: Gosgeoltexizdat, 1962. — 28 b. — (Foydali qazilmalarni izlovchilar kutubxonachasi).

Havolalar