Berillium

vanuit Wikipedia, die vrye ensiklopedie.

litium – berillium – boor
Be Mg
	Volledige tabel

Algemeen

Naam, Simbool, Getal

Berillium, Be, 4

Reeks

Alkali-aard metale

Groep, Periode, Blok

2 (IIA), 2, s

Digtheid, Hardheid

1848 kg/m³, 5.5

Voorkoms

wit-grys metaal

Atoom eienskappe

Atoom massa

9.01218 ame

Atoom radius

112 pm

Kovalente radius

90 pm

van der Waals radius

onbekend

Elektron konfigurasie

[He]2Orbitale²

e^- e per energie vlak

2, 2

Oksidasie toestand (Oksied)

2 (amfoteries)

Kristal struktuur

Heksagonaal

Fisiese eienskappe

Toestand van materie

vastestof (diamagneties)

Smeltpunt

1551.15 K

Kookpunt

3243.15 K

Molêre volume

4.85 ×10^-6 m³/mol

292.40 kJ/mol

12.20 kJ/mol

4180 Pa

13000 m/s

Diverse

Electronegativity

1.57 (Pauling skaal)

Specifieke warmtekapasiteit

1825 J/kg*K

Elektriese geleidingsvermoë

31.3 10⁶/(m·ohm)

Termiese geleidingsvermoë

201 W/m*K

1^ste ionisasie potensiaal

899.5 kJ/mol

2^de ionisasie potensiaal

1757.1 kJ/mol

3^de ionisasie potensiaal

14848.7 kJ/mol

Mees stabiele isotope

iso	NV	halfleeftyd	VM	VE MeV	VP
⁷Be	{syn.}	53.12 days	epsilon	0.862	⁷Li
⁹Be	100%	Be is stabiel met 5 neutrone
¹⁰Be	spoor	1.51×10⁶j	beta^-	0.556	¹⁰B

SI eenhede & STD word gebruik behalwe waar anders vermeld.

Berillium is die chemiese element in die periodieke tabel met die simbool Be en atoomgetal van 4. Dis 'n giftige bivalente element, 'n alkali-aardmetaal met 'n staalgrys kleur, en is sterk met 'n lae gewig, dog baie bros. Berillium word hoofsaaklik benut as verhardingsmiddel in allooie (mees algemeen, berillium koper legerings).

[wysig] Kenmerkende eienskappe

Berillium het een van die hoogste smeltpunte van die ligte metale. Die elastisiteitsmodulus van berillium is ongeveer 'n derde groter as die van staal. Dit het 'n uitstekende termiese geleidingsvermoë, is nie-magneties en weerstaan gekonsentreerde salpetersuur. Dit is hoogs deurlaatbaar vir X-strale en neutrone word vrygestel wanneer dit deur alfa partikels getref word, soos vanaf radium of polonium (omtrent 30 neutrone/miljoen alfa partikels). By standaard temperatuur en druk weerstaan berillium oksidasie wanneer dit aan lig blootgestel word (die vermoë van berillium om glas te krap spruit egter waarskynlik toe te skryf aan 'n dun lagie oksied wat op die oppervlak vorm.

[wysig] Toepassings

Berllium is vir 'n lang tyd gebruik as 'n legeringsmiddel vir die produksie van berillium koper. (Be het die vermoë om groot hoeveelhede hitte te absorbeer.) Berillium-koper allooie word in 'n wye verskeidenheid toepassings benut as gevolg van hulle elektriese, termiese en nie-magnetiese eienskappe, asook vir hulle hoë sterkte, hardheid, goeie korrosiebestandheid en swigweerstand (Engels: fatigue resistance). Hierdie toepassings sluit in die maak van: stiksweis elektrodes, Vere, vonkwerende gereedskap en elektriese kontakte.

Vanweë hulle stewigheid, ligte gewig en dimensionele stabiliteit oor 'n wye reeks temperature, word berillium-koper allooie ook ingespan in militêre, lug- en ruimtevaart industrieë as 'n liggewig strukturele materiaal in hoë snelheid vliegtuie, missiele, ruimte vaartuie en kommunikasie satelliete.

Dun velle berillium foelie word gebruik in die X-straal waarneming diagnostiek om sigbare lig uit te filter en slegs X-strale waar te neem.

In die veld van X-straal litografie word berillium gebruik vir die reproduksie van mikroskopiese geïntegreerde stroombane.

Omdat dit 'n lae termiese neutron absorbsie deursneë het gebruik die kernkrag industrie die metaal in kern reaktore as 'n neutron reflektor en moderator.

Berillium word ook gebruik vir die maak van giroskope, verskeie rekenaartoerusting, horlosievere en instrumente waar ligte gewig, onbuigsaamheid en dimensionele stabiliteit belangrik is.

Berillium oksied is nuttig in baie aanwendings wat 'n uitstekende geleier van warmte verg met 'n hoë sterkte en hardheid en 'n baie hoë smeltpunt en wat as 'n elektriese isoleerder kan dien.

Berillium verbindings was eens gebruik vir fluoreserende ligbuise, maar die gebruik is gestaak weens die voorkoms van berilliose in die werkers wat die buise vervaardig het (sien hieronder).

Dit word verwag dat die James Webb Space Telescope 'n berilliumspieël sal hê. As gevolg van die feit dat die JWST aan temperature van so laag as -240 grade Celsius (30 Kelvin)

blootgestel gaan word sal die spieël van berillium gemaak word wat die uiterste koue beter kan hanteer as glas. Berilium krimp heelwat minder en vervorm minder as glas — en bly dus meer eenvormig — by sulke temperature.

[wysig] Geskiedenis

Die naam berillium kom van die Griekse woord beryllos vir beril. Eens was berillium ook glucinium (van Griekse woord glykys vir soet) vanweë die soet smaak van sy soute.

Die element is in 1798 ontdek in die oksiedvorm in beril en in smarag deur Louis Vauquelin. Friedrich Wöhler en A.A.Bussy het die metaal onafhanklik van mekaar geïsoleer in 1828 deur kalium met Berillium chloried te reageer.

[wysig] Voorkoms

Berillium word gevind in 30 verskillende minerale, die belangrikste waaronder bertrandiet, beril, chrysoberil en phenasiet tel. Edelgesteentes van beril is akwamaryn en smarag. Die belangrikste kommersiële bronne van van berillium en sy verbindings is beril en bertrandiet. Huidiglik word die grootste hoeveelheid van die metaal geproduseer deur berillium fluoried te reduseer met magnesium. Berillium metaal het eers teen 1957 geredelik beskikbaar geword.

Isolering

$\mbox{BeF}_2 + \mbox{Mg} \rightarrow \mbox{MgF}_2 + \mbox{Be}$

[wysig] Isotope

Berillium het slegs een stabiele isotoop, Be-9. Kosmogenies word berillium (Be-10) geskep in die aarde se atmosfeer deur splitsing van suurstof en stikstof deur kosmiese strale. Aangesien berillium geneig is om op te los by pH vlakke van ongeveer 5.5 (reënwater se pH is tipies minder as 5), sal dit na die aarde se oppervlak gevoer word deur die reënwater. Aangesien die water vinnig alkalies word wanneer oor die oppervlak vloei, presipiteer dit vinnig uit die oplossing. Kosmogeniese Be-10 akkumuleer sodoende op die grond oppervlak, waar sy relatiewe lang halfleeftyd (1.5 miljoen jaar]] 'n lang retensietyd verseker alvorens dit na B-10 (Boor verval. Be-10 en mede-produkte is al gebruik om gronderosie, grond formasie en rotsvorming te bestudeer. 'n Prentjie van kan ook gevorm word van die sonvlek aktiwiteit in die verlede asook van die ouderdom van yskerne.

Die feit dat Be-7 en Be-8 onstabiel is het verreikende kosmologiese gevolge aangesien dit beteken dat elemente swaarder as berillium nie geproduseer kon word deur kernfusie tydens die Groot knal nie. Verder is die kern energie vlakke van berillium-8 sodanig dat koolstof geproduseer kan word binne in sterre wat lewe moontlik maak. (Sien trippel-alfa proses en groot knal nukleoonsintese.

[wysig] Voorsorgmaatreëls

Berillium erts

Berillium en sy soute is giftige verbindings en is potensieël karsinogenies. Kroniese berilliose is 'n long- en sistemiese granulomasiekte wat veroorsaak word deur blootstelling aan berillium. Akute berilliumsiektes in die vorm van chemiese longontsteking is die eerste keer in 1933 in Europa waargeneem en in die Verenigde State in 1943. Gevalle van kroniese berilliose is vir die eerste keer omvattend beskryf in 1946 toe werkers in 'n aanleg wat fluoreserende lampe in Massachusetts vervaardig het daarmee gediagnoseer is. Kroniese berilliose se simptome is baie soortgelyk aan sarkoidose en dit is dus moeilik om te onderskei tussen die twee kwale.

Ten spyte van die feit dat berilliumverbindings in fluoroserende ligbuise gestaak is in 1949, bestaan die risiko van blootstelling aan berillium nog steeds in die kern en lug- en ruimtevaart industrieë asook tydens die raffinering van berillium metaal en die smelt van berillium bevattende legerings, die vervaardiging van elektroniese toestelle en die hantering van ander berillium bevattende materiale.

Vroeëre navorsers het berillium en sy verskeie verbindings geproe vir soetheid om die teenwoordigheid daarvan te bevestig. Moderne analitiese toerustig maak dit onnodig om hierdie onveilige te gebruik en daar moet geensins gepoog word om die stof in te neem nie. Berillium en sy verbindings moet met groot sorg gehanteer word wanneer aktiwiteite onderneem word wat tot die vorming van berillium stof kan lei (longkanker is 'n moontlike gevolg van langdurige blootstelling aan berillium belaaide stof).

Die stof kan veilig gehanteer word solank as sekere prosedures gevolg word. Geen poging moet aangewend word om met berillium te werk alvorens daar vereenselwig is met die hanteringsprosedures nie.

[wysig] Gesondheidsuitwerking

Berillium kan skadelik wees wanneer dit ingeasem word. Die uitwerking daarvan hang af van die tydperk van blootstelling. As berilliumvlakke in die lug hoog genoeg is (> 1000 μg/m³), kan 'n akute toestand ontwikkel genaamd akute berillium siekte, wat baie ooreenkoms toon met longontsteking. Bedryfs- en gemeenskapstandaarde vir lugkwaliteit is effektief in die voorkoming van akute longskade.

Sommige mense (1-15%) raak sensitief vir berilium. Hierdie individue mag ook ontstekings reaksies ontwikkel in die asemhalingstelsel. Die toestand word kroniese berillium siekte genoem en kan eers baie jare na blootstelling aan hoër as normale vlakke berillium (groter as 0.2 μg/m³) voorkom. Die siekte veroorsaak moegheid, swakheid en swaar asemhaling. Dit kan lei tot anoreksie, gewigsverlies en mag ook lei tot die vergroting van die regterkant van die hart in gevorderde gevalle. Sommige mense wat gesensiteer is vir berillium mag nie die simptome toon nie. Dit is onwaarskynlik dat die algemene bevolking akute of kroniese berillium siekte sal ontwikkel aangesien berillium vlakke in die lug normaalweg baie laag is (0.00003-0.0002 μg/m³).

Die insluk van berillium het nog geen uitwerking getoon op mense nie aangesien baie min berillium vanuit die maag en ingewande geabsorbeer word. Maagswere is waargeneem in honde met 'n berillium bevattende dieet. Berilliumkontak met vel wat skraap- of snymerke het mag 'n uitslag of swere tot gevolg hê.

Langtermyn blootstelling aan berillium vergroot die risiko om longkanker te ontwikkel. Die Verenigde State se Department of Health and Human Services (DHHS) en die Internasionale Agentskap vir kankernavorsing (IARC) het bepaal dat berillium 'n karsinogeniese stof is. Die Verenigde State se Environmental Protection Agency (EPA) het bepaal dat berillium 'n moontlike menslike karsinogeen is. Volgens die EPA kan 'n leeftydlange blootstelling van 0.04 μg/m³ berillium lei tot 'n een in duisend kans om longkanker te ontwikkel.

Daar is geen studies om die gesondheidsuitwerking op kinders wat aan berillium blootgestel is, gedoen nie. Dit is waarskynlik dat die uitwerking soortgelyk sal wees as dié op volwassenes.

Berillium kan gemeet word in die urine en bloed. Die hoeveelheid berillium in bloed of urine kan aandui hoe lank en hoeveel die blootstelling was. Berilliumvlakke kan ook gemeet word in long- en velmonsters.

Vlakke waartoe industrieë tipies toegelaat word om in die lug te laat is tipies in die orde van 0.01 μg/m³, oor 'n gemiddeld van 'n 30-dae periode, of 2 μg/m&sup3 in 'n werkskamer vir 'n agt ure skof periode.