Beryllium

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi

4 Lithium ← Beryllium → Bor - ↑ Be ↓ Mg Det periodiske system

Udseende Grå-hvidt, metallisk Generelt Kemisk symbol: Be Atomnummer: 4 Atommasse: 9,012182(3) g/mol Grundstofserie: Jordalkalimetal Gruppe: 2 Periode: 2 Blok: s Elektronkonfiguration: 1s2 2s2 Elektroner i hver skal: 2, 2 Atomradius: 105 pm Kovalent radius: 90 pm Kemiske egenskaber Oxidationstrin: 2 Elektronegativitet: 1,47 (Paulings skala) Fysiske egenskaber Tilstandsform: Fast stof Krystalstruktur: Hexagonal Massefylde: 1,85 g/cm3 Massefylde på væskeform: 1,690 g/cm3 Smeltepunkt: 1287 °C Kogepunkt: 2469 °C Smeltevarme: 7,895 kJ/mol Fordampningsvarme: 297 kJ/mol Varmefylde: 16,443 J·mol–1K–1 Varmeledningsevne: 200 W·m–1K–1 Varmeudvidelseskoeff.: 11,3 Elektrisk resistivitet: 35.6 n Magnetiske egenskaber: diamagnetisk Mekaniske egenskaber Youngs modul: 287 GPa Forskydningsmodul: 132 GPa Kompressibilitetsmodul: 130 GPa Poissons forhold: 0,032 Hårdhed (Mohs' skala): 5,5 Hårdhed (Vickers): 1670 MPa Hårdhed (Brinell): 600 MPa

Beryllium (af græsk: beryllos, at blege) er det 4. grundstof i det periodiske system. og har det kemiske symbol Be: Under normale temperatur- og trykforhold optræder dette jordalkalimetal som et stålgråt, let og stærkt men samtidig også "skørt" metal.

Indholdsfortegnelse 1 Egenskaber 2 Tekniske anvendelser 3 Forekomst og udvinding 4 Historie 5 Isotoper af beryllium

[redigér] Egenskaber

Beryllium har et af de højeste smeltepunkter blandt letmetallerne, og et elasticitetsmodul der er en tredjedel højere end ståls. Det er ikke magnetisk, men har en udmærket varmeledningsevne. Beryllium reagerer ikke med atmosfærisk luft og angribes ikke af salpetersyre ved stuetemperatur. Berylliumholdige salte smager sødt, men er stærkt giftige.

Beryllium gennemtrænges forholdsvis let af røntgenstråling, og frigiver neutroner når det bombarderes med alfastråling; omkring 30 neutroner for hver million alfapartikler.

[redigér] Tekniske anvendelser

Beryllium indgår i en række legeringer, navnlig sammen med kobber: Denne legering er stærk, modstandsdygtig overfor korrosion, kan absorbere store mængder varme, er en fremragende leder af både varme og elektrisk strøm, og bruges derfor i en række sammenhænge; f.eks. elektroder til punktsvejsning, fjedre og elektriske kontakter. Disse legeringers styrke og lethed gør dem også velegnede til krævende opgaver indenfor luft- og rumfart.

Beryllium er blevet brugt i diskant-højttalere i stedet for titanium og aluminium; her udmærker beryllium sig ved at være lettere og stivere. Metallet bruges også til krævende opgaver, f.eks. flyveintstrumenter, hvor stivhed og målfasthed er af væsentlig betydning.

Beryllium bruges som "tilsætningsstof" i visse typer halvledere baseret på stoffer i hovedgruppe 3 og 5 for at give dem bestemte elektriske egenskaber.

Røntgenstråler trænger let igennem beryllium, så derfor udnyttes tynde folier af dette metal i forbindelse med røntgenudstyr, hvor film skal beskyttes mod synligt lys, men eksponeres af røntgenstrålerne. Beryllium og røntgenstråler er også blevet udnyttet i fremstillingen af integrerede kredsløb.

Berylliums evne til at frigive neutroner er blevet udnyttet som en neutronkilde ved at blande stoffet op med radioaktive stoffer der udsender alfastråling, f.eks. ²¹⁰Po, ²²⁶Ra, ²³⁹Pu eller ²⁴¹Am.

Beryllium udnyttes i atomreaktorer til at bremse eller reflektere neutroner, og til samme formål i atomvåben: Den kritiske masse for plutonium bliver væsentligt mindre, hvis plutoniummet omgives af en skal af beryllium.

Beryllium har tidligere været brugt i lysstofrør, men det er man gået bort fra på grund af problemer med berylliumforgiftning af de personer der arbejdede med fremstillingen af lysstofrørene.

[redigér] Forekomst og udvinding

Beryllium indgår i 100 ud af cirka 4000 kendte mineraler, især bertrandit (Be₄Si₂O7(OH)₂), beryl (Al₂Be₃Si₆O₁₈), chrysoberyl (Al₂BeO₄) og phenakit (Be₂SiO₄). Særligt værdifulde former for beryl er akvamarin og smaragder.

I den kommercielle udvinding af beryllium bruges primært beryl og bertrandit, og udvindingen sker for det meste ved at reducere berylliumfluorid med magnesium.

Rent, metallisk beryllium blev først almindeligt tilgængeligt i 1957. I 2001 kostede beryllium-barrer 745 amerikanske dollars per kilogram.

[redigér] Historie

Beryllium blev først identificeret som en bestanddel af beryl og smaragder i 1798 af den franske kemiker og apoteker Louis Vauquelin. Friedrich Wöhler og Antoine A. Bussy isolerede uafhængigt af hinanden rent metallisk beryllium, begge i 1928, ved en reaktion mellem kalium og berylliumklorid.

En overgang blev beryllium kaldt for glucinium (af græsk: glykys, sød) på grund af de giftige berylliumsaltes søde smag.

[redigér] Isotoper af beryllium

Ud af ti kendte isotoper af beryllium er det kun beryllium-9 der er stabil. Beryllium-10 skabes i atmosfæren, når kosmisk stråling træffer ilt- og kvælstof-atomer i atmosfæren. Beryllium opløses let i opløsninger med en pH under 5,5, og da regnvand har en pH-værdi omkring 5, opløses det dannede beryllium-10 i nedbøren. Når vandet rammer jordoverfladen, bliver det mere basisk, hvorved berylliumet udfældes og ophobes i overfladejorden. Med en halveringstid på 1,51 millioner år kan det eksistere længe før det henfalder til Bor-10. Beryllium-10 og dets henfaldsprodukter er grundlag for en mængde geologiske undersøgelser af erosion, aflejring og meget mere.