Об элементе
Бериллий — элемент второй группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы второй группы), второго периода периодической системы химических элементов с атомным номером 4. Обозначается символом Be (лат. Beryllium). Высокотоксичный элемент.
Простое вещество бериллий — относительно твёрдый металл светло-серого цвета, имеет весьма высокую стоимость.
Открыт в 1798 году французским химиком Луи Никола Вокленом, который назвал его глюцинием. Современное название элемент получил по предложению химиков немца Клапрота и шведа Экеберга.
Большую работу по установлению состава соединений бериллия и его минералов провёл химик И. В. Авдеев (1818—1865). Именно он доказал, что оксид бериллия имеет состав BeO, а не Be2O3, как считалось ранее.
В свободном виде бериллий был выделен в 1828 году французским химиком Бюсси и независимо от него немецким химиком Вёлером. Чистый металлический бериллий был получен в 1898 году французским физиком Лебо с помощью электролиза расплавленных солей.
Название бериллия произошло от названия минерала берилла (др.-греч. βήρυλλος beryllos) (силикат бериллия и алюминия, Be3Al2Si6O18), которое восходит к названию города Белур (Веллуру) в Южной Индии, недалеко от Мадраса; с древних времён в Индии были известны месторождения изумрудов — разновидности берилла. Из-за сладкого вкуса растворимых в воде соединений бериллия элемент вначале называли «глиций» (др.-греч.γλυκύς гликос — сладкий).
Физические свойства
Бериллий — относительно твёрдый (5,5 баллов по Моосу), но хрупкий металл серебристо-белого цвета. Один из самых твёрдых металлов в чистом виде (уступает только иридию, осмию, вольфраму и урану). Имеет высокий модуль упругости — 300 ГПа (у сталей — 200—210 ГПа). На воздухе активно покрывается стойкой оксидной плёнкой BeO. Скорость звука в бериллии очень высока — 12 600 м/с, что в 2—3 раза больше, чем в других металлах.
Химические свойства
Для бериллия характерна только одна степень окисления +2. Соответствующий гидроксид амфотерен, причём как основные (с образованием Be2+), так и кислотные (с образованием [Be(OH)4]2−) свойства выражены слабо.
По многим химическим свойствам бериллий больше похож на алюминий, чем на находящийся непосредственно под ним в таблице Менделеева магний (проявление «диагонального сходства»).
Металлический бериллий относительно мало реакционноспособен при комнатной температуре. В компактном виде он не реагирует с водой и водяным паром даже при температуре красного каления и не окисляется воздухом до 600 °C. Порошок бериллия при поджигании горит ярким пламенем, при этом образуются оксид и нитрид. Галогены реагируют с бериллием при температуре выше 600 °C, а халькогены требуют ещё более высокой температуры. Аммиак взаимодействует с бериллием при температуре выше 1200 °C с образованием нитрида Be3N2, а углерод даёт карбид Ве2С при 1700 °C. С водородом бериллий непосредственно не реагирует.
Бериллий легко растворяется в разбавленных водных растворах кислот (соляной, серной, азотной), однако холодная концентрированная азотная кислота пассивирует металл. Реакция бериллия с водными растворами щелочей сопровождается выделением водорода и образованием гидроксобериллатов.
Применение
Бериллий в основном используют как легирующую добавку к различным сплавам.
Бериллий слабо поглощает рентгеновское излучение, поэтому из него изготавливают окошки рентгеновских трубок (через которые излучение выходит наружу) и окошки рентгеновских и широкодиапазонных гамма-детекторов, через которые излучение проникает в детектор.
В атомных реакторах из бериллия изготовляют отражатели нейтронов, его используют как замедлитель нейтронов.
В лазерной технике находит применение алюминат бериллия для изготовления твердотельных излучателей (стержней, пластин).
В производстве тепловых экранов и систем наведения с бериллием не может конкурировать практически ни один конструкционный материал.
Стоит отметить высокую токсичность и высокую стоимость металлического бериллия, и в связи с этим приложены значительные усилия для выявления бериллийсодержащих топлив, имеющих значительно меньшую общую токсичность и стоимость. Одним из таких соединений бериллия является гидрид бериллия.
Оксид бериллия является наиболее теплопроводным из всех оксидов, его теплопроводность при комнатной температуре выше, чем у большинства металлов и почти всех неметаллов (кроме алмаза и карбида кремния). Он служит высокотеплопроводным высокотемпературным изолятором и огнеупорным материалом для лабораторных тиглей и в других специальных случаях.
Ввиду своей легкости и высокой твёрдости бериллий успешно применяется в качестве материала для электродинамических громкоговорителей.
В живых организмах бериллий не несёт какой-либо значимой биологической функции. Однако бериллий может замещать магний в некоторых ферментах, что приводит к нарушению их работы. Ежедневное поступление бериллия в организм человека с пищей составляет около 0,01 мг.
Летучие (и растворимые) соединения бериллия, в том числе и пыль, содержащая соединения бериллия, высокотоксичны. Для воздуха ПДК в пересчёте на бериллий составляет 0,001 мг/м³. Бериллий обладает ярко выраженным аллергическим и канцерогенным действием. Вдыхание атмосферного воздуха, содержащего бериллий, приводит к тяжёлому заболеванию органов дыхания — бериллиозу.
Стихи про бериллий
Друг-геолог говорил,
Что нашел в горах берилл,
Что среди невзрачных руд
Ярко вспыхнул изумруд!
А ещё он говорил,
Что нашел аквамарин
Прямо в самородной жиле.
Мне приятель объяснил:
– В тех камнях живет Бериллий
(От названия «берилл»).
Мы Бериллию металлу
Не поставим много баллов:
Сам Бериллий скромен, прост,
Тускло–серенького цвета,
Но сверкают ярче звёзд
Изумруды-самоцветы!
*****
Переходный он металл,
Первый в своем роде.
Хрупким он довольно стал,
Но довольно прочным.
С кислородом он всегда
Оксиды образует.
Пленка оксида всегда
Его преобразует.
Мало где он применим:
Топливо, ракеты.
И в рентген незаменим,
И другие цели.
Серый цвет, оттенок светлый.
Радиус широкий.
Степень окисления в нем
+1 да двойный.
В изумрудах оный есть.
В аквамарине тоже.
В минералах место быть.
В воде соленой тоже.
Напоследок я скажу
Только 2 детали:
Не вдыхайте его пару,
И любите магний!
*****
Лежали на солнце, попали под ливень –
И сразу стемнело на Финском заливе.
Все стало так ново и так непривычно,
Когда неожиданно вспыхнула спичка –
И падает мир, ослепленный этим событием.
Я не живу, я слежу за собственной жизни развитием.
Представь себе – в трех переулках отсюда,
Над лавкой, в которой ножи и посуда,
В квартире, в которой легко заблудиться
Какой-то старик спит и видит таблицу,
И в этой таблице я между бором и литием.
Я не живу, я слежу за собственной жизни развитием.
Мы сходим с ума в одиночку и группами
Новости кормят нас свежими трупами
Какими мы были смешными и глупыми
Мне хочется, хочется – это так просто –
Взять и сбежать на затерянный остров,
И при свете Луны, под кокосовой пальмой
Сидеть и читать дневники Лоры Палмер.
И в тех дневниках нет ни слова о том, что нам выпадет.
Жена ждет пилота из аэропорта на выходе.
Неспешно в стихи заплетаются строчки,
По карте блуждают горячие точки,
Все двери открыты, распахнуты окна,
Зима обещает быть очень жестокой.
В табачном дыму, за спиртных напитков распитием
Я не живу, я слежу за собственной жизни развитием.