Berilyum (Be), eskiden (1957'ye kadar) glucinium, kimyasal element, periyodik tablonun Grup 2 (IIa) 'nın alkalin-toprak metallerinin en hafif üyesi, metalurjide sertleştirme maddesi olarak kullanılır ve birçok uzay ve nükleer uygulamada.
toprak alkali metal
Elementler berilyum (Be), magnezyum (Mg), kalsiyum (Ca), stronsiyum (Sr), baryum (Ba) ve radyumdur (Ra).
Eleman Özellikleri
| atomik numara | 4 |
|---|---|
| atom ağırlığı | 9,0122 |
| erime noktası | 1.287 ° C (2.349 ° F) |
| kaynama noktası | 2.471 ° C (4.480 ° F) |
| spesifik yer çekimi | 20 ° C'de 1,85 (68 ° F) |
| paslanma durumu | 2 |
| elektron konfigürasyonu | 1s 2 2s 2 |
Oluşumu, özellikleri ve kullanım alanları
Berilyum, oda sıcaklığında oldukça kırılgan çelik-gri bir metaldir ve kimyasal özellikleri bir şekilde alüminyumunkine benzer. Doğada serbest oluşmaz. Berilyum, eski Mısırlılar tarafından bilinen mineraller olan beril ve zümrütte bulunur. İki mineralin benzer olduğundan uzun süre şüphelenilse de, bunun kimyasal onayı 18. yüzyılın sonlarına kadar gerçekleşmedi. Zümrüt artık yeşil bir beril çeşidi olarak bilinmektedir. Berilyum, beryl ve zümrütlerde Fransız kimyager Nicolas-Louis Vauquelin tarafından oksit olarak keşfedildi (1798) ve Alman kimyager Friedrich Wöhler ve Fransız kimyager Antoine AB Bussy tarafından klorürün potasyum ile azaltılmasıyla bağımsız olarak metal olarak izole edildi (1828).. Berilyum Dünya'nın kabuğuna yaygın olarak dağılmıştır ve Dünya'nın magmatik kayalarında yüzde 0.0002 oranında olduğu tahmin edilmektedir. Kozmik bolluğu, standart olan silikonun 1.000.000 olduğu ölçekte 20'dir. Amerika Birleşik Devletleri dünya berilyumunun yaklaşık yüzde 60'ına sahiptir ve açık ara en büyük berilyum üreticisidir; diğer büyük üretici ülkeler Çin, Mozambik ve Brezilya'dır.
Beryl dahil berilyum, ihtiva eden yaklaşık 30 kabul mineral vardır (Al 2 Be 3 Si 6 O 18, Bertrandit (olun, berilyum, alüminyum silikat) 4 Si 2 O 7 (OH) 2 Fenakit, berilyum silikat), (Be 2 SiO 4) ve Krizoberil (Beal 2 O 4). (Değerli beril, zümrüt ve akuamarin formları, yukarıda verilene yakın bir kompozisyona sahiptir, ancak endüstriyel cevherler daha az berilyum içerir; çoğu beril, diğer madencilik işlemlerinin bir yan ürünü olarak elde edilir, daha büyük kristaller elle toplanır.) Beril ve bertranditin, endüstriyel olarak berilyum hidroksit veya berilyum oksidin üretildiği ticari cevherleri oluşturmak için yeterli miktarlarda bulunmuştur. Berilyumun çıkarılması, berilyumun çoğu cevherde (saf berilde bile kütlece yüzde 5, bertranditte kütlece yüzde 1'den az) küçük bir bileşen olması ve oksijene sıkıca bağlı olması nedeniyle karmaşıktır. Asitler ile muamele, kompleks florürlerle kavurma ve sıvı-sıvı ekstraksiyonu, berilyumu hidroksit formunda konsantre etmek için kullanılmıştır. Hidroksit, amonyum berilyum florür yoluyla florüre dönüştürülür ve daha sonra elementer berilyum oluşturmak için magnezyum ile ısıtılır. Alternatif olarak, hidroksit oksit oluşturmak için ısıtılabilir, bu da berilyum klorür oluşturmak üzere karbon ve klor ile işlenebilir; erimiş klorürün elektrolizi daha sonra metali üretmek için kullanılır. Eleman vakumlu eritme ile saflaştırılır.
Berilyum, nispeten yüksek bir erime noktasına sahip tek kararlı hafif metaldir. Alkaliler ve oksitleyici olmayan asitler tarafından kolaylıkla saldırıya uğratılsa da, berilyum hızla metali normal koşullar altında daha fazla hava oksidasyonundan koruyan yapışkan bir oksit yüzey filmi oluşturur. Bu kimyasal özellikler, mükemmel elektriksel iletkenliği, yüksek ısı kapasitesi ve iletkenliği, yüksek sıcaklıklarda iyi mekanik özellikleri ve çok yüksek elastikiyet modülü (çelikten üçte bir daha büyük) ile birleştiğinde yapısal ve termal uygulamalar için değerli kılar. Berilyum'un boyutsal kararlılığı ve yüksek cila alma yeteneği, uzay, askeri ve tıbbi uygulamalarda ve yarı iletken üretiminde aynalar ve kamera kepenkleri için yararlı olmasını sağlamıştır. Düşük atomik ağırlığı nedeniyle berilyum, alüminyumun yanı sıra X-ışınlarını 17 kez iletir ve X-ışını tüpleri için pencerelerin yapımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Berilyum atalet yönlendirme aletleri ve füzeler, uçaklar ve uzay araçları için diğer cihazlar için jiroskoplar, ivmeölçerler ve bilgisayar parçaları olarak üretilmiştir ve iyi bir ısı emicisinin önemli olduğu ağır hizmet tipi fren kampanaları ve benzer uygulamalar için kullanılır. Hızlı nötronları yavaşlatma yeteneği, nükleer reaktörlerde önemli miktarda uygulama bulmuştur.
Çok miktarda berilyum sert alaşımların düşük yüzdeli bir bileşeni olarak, özellikle ana bileşen olarak bakır ile, aynı zamanda yaylar gibi ürünler için nikel ve demir bazlı alaşımlarla kullanılır. Berilyum-bakır (yüzde 2 berilyum), toz fabrikalarında olduğu gibi kıvılcımın tehlikeli olabileceği durumlarda kullanılmak üzere aletlere yapılır. Berilyumun kendisi kıvılcımı azaltmaz, ancak çarpma üzerine kıvılcım oluşturmayan bakırı (6 faktörle) güçlendirir. Oksitlenebilir metallere eklenen küçük miktarlarda berilyum, koruyucu yüzey filmleri oluşturarak magnezyumdaki yanıcılığı ve gümüş alaşımlarında kararmayı azaltır.
Nötronlar (1932) İngiliz fizikçi Sir James Chadwick tarafından radyum kaynağından alfa parçacıkları tarafından bombardımana tutulan berilyumdan çıkan parçacıklar olarak keşfedildi. O zamandan beri radyum, plütonyum veya americiyum gibi bir alfa yayıcı ile karıştırılmış berilyum nötron kaynağı olarak kullanılmıştır. Radyum atomu radyoaktif bozunma tarafından yayınlanan alfa parçacıkları ürünler arasında, elde berilyum atomu ile reaksiyona, enerjiler-up x 10 yaklaşık 5 arasında bir yelpazede nötronlar 6 elektron volt (eV). Bununla birlikte, radyum kapsüllenirse, alfa parçacıklarının hiçbirinin berilyuma ulaşmaması için, 600.000 eV'den daha az enerji nötronları, radyumun bozunma ürünlerinden daha nüfuz eden gama radyasyonu tarafından üretilir. Berilyum / radyum nötron kaynaklarının kullanımının tarihsel olarak önemli örnekleri arasında, Alman kimyagerler Otto Hahn ve Fritz Strassmann ve Avusturya doğumlu fizikçi Lise Meitner tarafından nükleer fizyonun keşfedilmesine yol açan uranyumun bombardımanı (1939) ve uranyumda tetikleme sayılabilir. doğumlu fizikçi Enrico Fermi (1942) tarafından yapılan ilk kontrollü fisyon zincir reaksiyonu.
Doğal olarak meydana gelen tek izotop, kararlı berilyum-9'dur, ancak 11 başka sentetik izotop bilinmektedir. Yarılanma ömürleri 1,5 milyon yıl (beta çürümeye maruz kalan berilyum-10 için) ile berilyum-8 (iki proton emisyonu ile azalır) için 6.7 × 10 −17 saniye arasında değişmektedir. Güneş'teki berilyum-7'nin (53.2 günlük yarılanma ömrü) bozulması gözlenen güneş nötrinolarının kaynağıdır.
