B??ryllium

B??ryllium
4 Soyez
- ↑ ??tre ↓ Mg Tableau p??riodique lithium ← → b??ryllium bore
Apparence
m??tallique blanc-gris
Propri??t??s g??n??rales
Nom, symbole, nombre	b??ryllium, Be, 4
Prononciation	/ b ə r ɪ l Je ə m / bə- RIL -ee-əm
Cat??gorie Metallic	m??tal alcalino-terreux
Groupe, p??riode, bloc	2 (m??taux alcalino-terreux) , 2, s
Poids atomique standard	9.012182 (3)
Configuration ??lectronique	[Il] 2s 2 2, 2
Histoire
D??couverte	Louis Nicolas Vauquelin (1797)
Premier isolement	Friedrich W??hler & Antoine Bussy (1828)
Propri??t??s physiques
Phase	solide
Densit?? (?? proximit?? rt)	1,85 g ?? cm -3
Liquid densit?? au mp	1,690 g ?? cm -3
Point de fusion	1560 K , 1287 ?? C, 2349 ?? F
Point d'??bullition	2742 K, 2469 ?? C, 4476 ?? F
La chaleur de fusion	12,2 kJ ?? mol -1
Chaleur de vaporisation	297 kJ ?? mol -1
Capacit?? thermique molaire	16,443 J ?? mol -1 ?? K -1
La pression de vapeur
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k ?? T (K) 1462 1608 1791 2023 2327 2742
Propri??t??s atomiques
??tats d'oxydation	2, 1 ( l'oxyde amphot??re)
??lectron??gativit??	1,57 (??chelle de Pauling)
??nergies d'ionisation ( plus)	1er: 899,5 kJ ?? mol -1
	2??me: 1757,1 kJ ?? mol -1
	3??me: 14848,7 kJ ?? mol -1
Rayon atomique	112 h
Rayon covalente	96 ?? 15 heures
Rayon de Van der Waals	153 h
Miscellan??es
Crystal structure	hexagonale compacte
Ordre magn??tique	diamagn??tique
R??sistivit?? ??lectrique	(20 ?? C) 36 nΩ ?? m
Conductivit?? thermique	200 W ?? m -1 ?? K -1
Dilatation thermique	(25 ?? C) 11,3 um ?? m -1 ?? K -1
Vitesse du son (tige mince)	( rt) 12870 m ?? s -1
Le module d'Young	287 GPa
Module de cisaillement	132 GPa
Module Bulk	130 GPa
Coefficient de Poisson	0,032
Duret?? Mohs	5.5
Duret?? Vickers	1670 MPa
Duret?? Brinell	600 MPa
Num??ro de registre CAS	7440-41-7
La plupart des isotopes stables
Article d??taill??: Isotopes du b??ryllium
iso N / A demi-vie DM DE ( MeV) DP Soyez 7 trace 53.12 d ε 0,862 7 Li γ 0,477 - Soyez 9 100% Soyez 9 est stable avec 5 neutrons 10 Soyez trace 1,36 ?? 10 6 y β - 0,556 10 B

Le b??ryllium est l' ??l??ment chimique avec le symbole Be et le nombre atomique 4. En raison quelconque b??ryllium synth??tis?? dans les ??toiles est de courte dur??e, ce est un ??l??ment relativement rare ?? la fois dans l'univers et dans la cro??te de la Terre. C'est un ??l??ment divalent qui est naturellement pr??sent uniquement en combinaison avec d'autres ??l??ments min??raux. Pierres pr??cieuses notables qui contiennent du b??ryllium comprennent b??ryl ( aigue-marine, ??meraude) et chrysob??ryl. Comme un ??l??ment libre, il se agit d'un gris acier, solide, l??ger et cassant m??tal alcalino-terreux .

Le b??ryllium augmente la duret?? et la r??sistance ?? la corrosion lorsque alli?? ?? l'aluminium, le cobalt, le cuivre (en particulier cuivre au b??ryllium), le fer et le nickel. Dans les applications structurelles, haute rigidit?? ?? la flexion, stabilit?? thermique, conductivit?? thermique et de faible densit?? (1,85 fois celle de l'eau) faire b??ryllium une qualit?? mat??riel a??ronautique pour les avions ?? haute vitesse, missiles, v??hicules spatiaux et satellites de communication. En raison de sa faible densit?? et masse atomique, le b??ryllium est relativement transparent aux rayons X et d'autres formes de rayonnement ionisant; par cons??quent, il est significatif de la fen??tre la plus courante pour appareils ?? rayons X et exp??riences de physique des particules. Les conductivit??s thermiques ??lev??es de b??ryllium et oxyde de b??ryllium ont conduit ?? leur utilisation dans transport de chaleur et applications de dissipation thermique.

L'utilisation commerciale de b??ryllium m??tallique pr??sente des d??fis techniques en raison de la toxicit?? (en particulier par inhalation) de poussi??res contenant du b??ryllium. Le b??ryllium est corrosif pour les tissus, et peut causer une maladie allergique mortelle appel??e chronique b??rylliose chez certaines personnes. L'??l??ment ne est pas connu pour ??tre n??cessaire ou utile pour soit des v??g??taux ou des animaux.

Caract??ristiques

Propri??t??s physiques

Le b??ryllium est un gris acier et m??tal dur qui est fragile ?? la temp??rature ambiante et a une hexagonale compacte la structure cristalline. Il a exceptionnelle rigidit?? ?? la flexion ( Le module de Young 287 GPa) et une assez haute temp??rature de fusion . Le module d'??lasticit?? de b??ryllium est d'environ 50% sup??rieure ?? celle de l'acier. La combinaison de ce module et un nombre relativement faible des r??sultats de densit?? dans une exceptionnellement rapide vitesse du son de conduction dans le b??ryllium - environ 12,9 km / s ?? conditions ambiantes. Autres propri??t??s importantes sont la chaleur sp??cifique ??lev??e (1 925 J ?? kg ^-1 .K ^-1) et la conductivit?? thermique (216 W ?? m ^-1 K ^-1), ce qui rend le b??ryllium m??tal avec les meilleures caract??ristiques de dissipation de chaleur par unit?? de poids. En combinaison avec la relativement faible coefficient lin??aire de dilatation thermique (11,4 ?? 10 ^-6 K ^-1), ces caract??ristiques se traduisent par une stabilit?? unique, dans des conditions de charge thermique.

Propri??t??s nucl??aires

B??ryllium naturel, sauf pour une l??g??re contamination par radio-isotopes cosmog??niques, est essentiellement b??ryllium 9, qui a un spin nucl??aire de 3 / 2-. Le b??ryllium a une grande section efficace de diffusion de neutrons ?? haute ??nergie, d'environ 6 granges pour des ??nergies sup??rieures ?? ~ 0,01 MeV. Par cons??quent, il fonctionne comme un r??flecteur de neutrons et mod??rateur de neutrons, ce qui ralentit les neutrons efficacement ?? la gamme d'??nergie thermique inf??rieure ?? 0,03 eV, o?? la section transversale totale est d'au moins un ordre de grandeur inf??rieur - valeur exacte d??pend fortement de la puret?? et de la taille des cristallites de la mati??re.

Le seul isotope de b??ryllium ⁹ primordial ??tre aussi soumis ?? une (n, 2n) r??action de neutrons avec des ??nergies de neutrons sup??rieure ?? environ 1,9 MeV, pour produire ⁸ Be, qui d??compose presque imm??diatement en deux particules alpha. Ainsi, pour les neutrons ?? haute ??nergie b??ryllium est un multiplicateur de neutrons, lib??rant davantage de neutrons qu'elle absorbe. Cette r??action nucl??aire est la suivante:

9
4 Soyez + n → 2 (4
2 Il) + 2n

Les neutrons sont lib??r??s lorsque b??ryllium noyaux sont frapp??s par ??nergique des particules alpha qui produisent la r??action nucl??aire

9
4 Soyez + 4
2 Il → 12
6 C + n, o?? 4
2 Il se agit d'une particule alpha et 12
6 C est un noyau de 12 carbone.

B??ryllium lib??re ??galement des neutrons sous les bombardements de rayons gamma. Ainsi, le b??ryllium naturelle bombard?? soit par alphas ou gammas d'un radio-isotope appropri?? est un ??l??ment cl?? de la plupart des radio-isotope-aliment?? r??action nucl??aire les sources de neutrons pour la production en laboratoire de neutrons libres.

En tant que m??tal, est b??ryllium transparent aux longueurs d'onde de la plupart Les rayons X et les rayons gamma, ce qui est utile pour les fen??tres de sortie Tubes ?? rayons X et d'autres tels appareils.

Isotopes et la nucl??osynth??se

Les deux isotopes stables et instables de b??ryllium sont cr????s dans les ??toiles, mais elles ne durent pas longtemps. On pense que la plupart du b??ryllium stable dans l'univers a ??t?? cr???? dans le milieu interstellaire quand rayons cosmiques induites fission dans des ??l??ments plus lourds trouv??s dans le gaz et la poussi??re interstellaire. B??ryllium Primordial ne contient qu'un seul isotope stable, ⁹ Be, et donc le b??ryllium est un monoisotopique ??l??ment.

Graphique montrant les variations de l'activit?? solaire, y compris variation de ¹⁰ Soyez concentration. Notez que l'??chelle de b??ryllium est invers??, donc augmentation de cette ampleur indique inf??rieure ¹⁰ Soyez niveaux

Radioactif cosmog??nique ¹⁰ Be est produite dans l' atmosph??re de la Terre par le cosmique spallation de rayon de l'oxyg??ne . ¹⁰ Be se accumule au sol surface, o?? son relativement longue demi-vie (1,36 millions ann??es) permet une longue temps de s??jour avant de se d??sint??grer au bore -10. Ainsi, ¹⁰ Be et ses produits de filiation sont utilis??s pour examiner naturelle ??rosion des sols , la formation du sol et le d??veloppement de sols lat??ritiques, et comme proxy pour la mesure des variations de l'activit?? solaire et l'??ge des carottes de glace . La production de ¹⁰ Be est inversement proportionnelle ?? l'activit?? solaire, car l'augmentation vent solaire pendant les p??riodes de forte activit?? solaire diminue le flux de les rayons cosmiques galactiques qui atteignent la Terre. Les explosions nucl??aires font ??galement ¹⁰ se faire par la r??action de neutrons rapides avec ¹³ C en dioxyde de carbone dans l'air. Ce est l'un des indicateurs de l'activit?? pass??e ?? sites d'essai d'armes nucl??aires. L'isotope ⁷ Soyez (demi-vie 53 jours) est aussi cosmogonique, et montre une abondance atmosph??rique li??e ?? taches solaires, un peu comme ^dix Soyez.

⁸ Soyez a une demi-vie tr??s courte d'environ 7 ?? 10 ^-17 s qui contribue ?? son r??le cosmologique significative, comme ??l??ments plus lourds que le b??ryllium ne pouvaient pas ont ??t?? produites par la fusion nucl??aire dans le Big Bang . Cela est d?? ?? l'absence de suffisamment de temps au cours de la Big Bang de la phase nucleosynthesis carbone pour produire de la fusion des noyaux ⁴ He et les tr??s faibles concentrations de disponible 8-b??ryllium. Les Britanniques astronome Sir Fred Hoyle d'abord montr?? que les niveaux de ^huit d'??nergie Be et ¹² C permet la production de carbone par la soi-disant triple processus-alpha dans les ??toiles d'h??lium-aliment??e, o?? plus de temps nucl??osynth??se est disponible. Ce processus permet de carbone ?? produire dans les ??toiles, mais pas dans le Big Bang. carbone Star-cr???? (la base de la vie ?? base de carbone) est donc un composant dans les ??l??ments dans le gaz et la poussi??re ??ject??es par ??toiles AGB et supernovae (voir aussi Big Bang nucleosynthesis), ainsi que la cr??ation de tous les autres ??l??ments ayant un num??ro atomique sup??rieur ?? celui du carbone.

Les ??lectrons les plus intimes de b??ryllium peuvent contribuer ?? la liaison chimique. Par cons??quent, lorsque ^sept Soyez d??sint??grations par capture d'??lectrons, il le fait en prenant des ??lectrons ?? partir de orbitales atomiques qui peuvent participer ?? la liaison. Cela rend son taux d??pend ?? un degr?? mesurable sur sa configuration ??lectronique de d??croissance - un ??v??nement rare dans la d??sint??gration nucl??aire.

L'isotope connu la plus courte dur??e de b??ryllium est ^{13 soit} qui se d??sint??gre par ??mission de neutrons. Il a une demi-vie de 2,7 ?? 10 ^-21 s. ⁶ Be est aussi tr??s courte dur??e avec une demi-vie de 5,0 ?? 10 ^-21 s. Les isotopes exotiques ¹¹ Be et ¹⁴ Be sont connus pour pr??senter une halog??no nucl??aire. Ce ph??nom??ne peut ??tre comprise comme les noyaux des ¹¹ et ¹⁴ Soyez Soyez ont, respectivement, une et quatre neutrons en orbite sensiblement ?? l'ext??rieur "goutte d'eau" Fermi mod??le classique du noyau.

Occurrence

minerai de b??ryllium

Emerald est un ph??nom??ne naturel compos?? de b??ryllium.

Le b??ryllium a une concentration de 2 ?? 6 parties par million (ppm) dans la cro??te terrestre. Le soleil a une concentration de 0,1 partie par milliard (ppb) de b??ryllium, similaire ?? celui de rh??nium . Il est le plus concentr??e dans les sols, 6 ppm, et se trouve dans 0,2 parties par billion (ppt) de l'eau de mer. Des traces de ⁹ Be se trouvent dans l'atmosph??re de la Terre. Dans l'eau de mer, le b??ryllium est extr??mement rare, d'autant plus que m??me le scandium , comprenant seulement 0,0006 ppb en poids. Dans l'eau des cours d'eau, cependant, le b??ryllium est plus abondante avec 0,1 ppb en poids.

Le b??ryllium se trouve dans plus de 100 min??raux, mais la plupart sont peu commune ?? rare. Le b??ryllium plus courante contenant des min??raux comprennent: bertrandite (Be ₄ Si ₂ O ₇ (OH) _2), b??ryl (Al ₂ Soyez ₃ Si ₆ O _18), chrysob??ryl (Al ₂ BeO ₄₎ et ph??nacite (Be ₂ SiO _4). Formes pr??cieux de b??ryl sont aigue-marine, bixbite et ??meraude. La couleur verte dans les formes de qualit?? gemme de b??ryl vient de quantit??s de chrome variable (environ 2% pour l'??meraude).

Les deux principaux minerais de b??ryllium, le b??ryl et bertrandite, se trouvent en Argentine, le Br??sil, l'Inde, Madagascar, la Russie et les ??tats-Unis. Total des r??serves mondiales de minerai de b??ryllium sont sup??rieures ?? 400 000 tonnes.

Production

L'extraction de b??ryllium de ses compos??s est un processus difficile en raison de sa forte affinit?? pour l'oxyg??ne ?? des temp??ratures ??lev??es, et sa capacit?? ?? r??duire l'eau lorsque sa couche d'oxyde est enlev??e. Les Etats-Unis, la Chine et le Kazakhstan sont les trois seuls pays impliqu??s dans l'extraction ?? l'??chelle industrielle de b??ryllium.

Le b??ryllium est plus couramment extrait de b??ryl, qui est soit fritt??e en utilisant un agent d'extraction fondu ou dans un m??lange soluble. Le proc??d?? de frittage consiste ?? m??langer avec le b??ryl le fluorosilicate de sodium et de soude ?? 770 ?? C pour former fluorob??rylliate de sodium, l'oxyde d'aluminium et dioxyde de silicium . Le b??ryllium hydroxyde est pr??cipit?? ?? partir d'une solution de fluorob??rylliate de sodium et l'hydroxyde de sodium dans l'eau. Extraction de b??ryllium en utilisant le proc??d?? ?? l'??tat fondu implique b??ryl broyage en une poudre et en la chauffant ?? 1650 ?? C. La masse fondue est rapidement refroidie ?? l'eau et ensuite r??chauff?? 250 ?? 300 ?? C en concentration de l'acide sulfurique , qui donne principalement du sulfate de b??ryllium et sulfate d'aluminium. Aqueuse d'ammoniaque est ensuite utilis?? pour ??liminer le soufre et l'aluminium, en laissant l'hydroxyde de b??ryllium.

Hydroxyde de b??ryllium cr????e en utilisant soit le frittage ou fusion proc??d?? est ensuite convertie en le fluorure de b??ryllium ou le chlorure de b??ryllium. Pour former le fluorure, le fluorure d'ammonium aqueux d'hydrog??ne est ajout?? ?? l'hydroxyde de b??ryllium pour produire un pr??cipit?? de tetrafluoroberyllate d'ammonium, qui est chauff?? ?? 1000 ?? C pour former du fluorure de b??ryllium. Le chauffage du fluorure ?? 900 ?? C avec du magn??sium finement divis?? formes b??ryllium et chauffage suppl??mentaire ?? 1300 ?? C cr??e le m??tal compact. chauffage de l'hydroxyde de b??ryllium constitue l'oxyde qui devient chlorure de b??ryllium, lorsqu'ils sont m??lang??s avec du carbone et du chlorure. L'??lectrolyse du chlorure de b??ryllium fondu est ensuite utilis?? pour obtenir le m??tal.

Propri??t??s chimiques

Le comportement chimique du b??ryllium est en grande partie en raison de sa faible atomique et rayons ioniques. Il a donc tr??s ??lev?? potentiels d'ionisation et une forte polarisation tout li?? ?? d'autres atomes, ce est pourquoi l'ensemble de ses compos??s sont covalente. Il est plus chimiquement similaire ?? l'aluminium que ses voisins proches dans le tableau p??riodique raison d'avoir un ratio similaire charge-rayon. Forme une couche d'oxyde de b??ryllium autour qui emp??che d'autres r??actions avec de l'air ?? moins chauff?? au-dessus de 1000 ?? C. Une fois allum??, le b??ryllium br??le brillamment formant un m??lange de l'oxyde de b??ryllium et nitrure de b??ryllium. B??ryllium se dissout facilement dans non des acides oxydants, tels que HCl dilu?? et H ₂ SO _4, mais pas dans de l'acide nitrique ou de l'eau comme ceci forme l'oxyde. Ce comportement est similaire ?? celui de l'aluminium m??tallique. Le b??ryllium se dissout ??galement dans des solutions alcalines.

B??ryllium hydrolyse en fonction du pH
Les mol??cules d'eau sont attach??s ?? ??tre omis

L'atome de b??ryllium a la configuration ??lectronique [He] 2s ^2. Les deux ??lectrons de valence 2 donnent b??ryllium un ??tat d'oxydation et donc l'aptitude ?? former le deux des liaisons covalentes; le seul ??l??ment de valence inf??rieure du b??ryllium est de la solubilit?? du m??tal dans BeCl _2. En raison de r??gle de l'octet, atomes ont tendance ?? rechercher une valence de 8 afin de ressembler ?? un gaz noble . B??ryllium tente de parvenir ?? un nombre de coordination de 4 parce que ses deux liaisons covalentes remplir la moiti?? de cet octet. Une coordination permet de quatre compos??s du b??ryllium, tels que le fluorure ou chlorure, pour former des polym??res.

Cette caract??ristique est employ?? dans les techniques analytiques en utilisant EDTA en tant que ligand. EDTA forme pr??f??rentiellement des complexes octa??driques - absorbant ainsi d'autres cations tels que Al ³⁺ qui pourraient interf??rer - par exemple, dans le extraction au solvant d'un complexe form?? entre Be ²⁺ et ac??tylac??tone. Le b??ryllium (II) forme facilement des complexes avec des ligands donneurs forts tels que les oxydes de phosphine et des oxydes d'arsine. Il ya eu des ??tudes approfondies de ces complexes qui montrent la stabilit?? de la liaison O-Be.

Les solutions de sels de b??ryllium, p.ex. du sulfate de b??ryllium et le nitrate de b??ryllium, sont acides en raison de l'hydrolyse du [Be (H ₂ O) _4] ²⁺ ions.

[Be (H ₂ O) _4] ²⁺ + H ₂ O [Be (H ₂ O) ₃ (OH)] ⁺ + H ₃ O ⁺

Autres produits de l'hydrolyse comprennent la ion trim??rique _[3 Be (OH) ₃ (H ₂ O) _6] ^3+. L'hydroxyde de b??ryllium, Be (OH) _2, est insoluble dans des solutions acides, m??me avec un pH inf??rieur ?? 6, ce est-?? pH biologique. C'est amphot??re et se dissout dans fortement des solutions alcalines.

formes de b??ryllium compos??s binaires avec beaucoup de non-m??taux. Anhydre halog??nures sont connus pour F , Cl , Br et I . BeF ₂ a une silice structure -comme avec coin-partag??e BeF _quatre t??tra??dres. BeCl ₂ et Bebr ₂ ont des structures de la cha??ne avec des t??tra??dres de bord partag??. Tous les halog??nures de b??ryllium ont une structure mol??culaire lin??aire monom??re dans la phase gazeuse.

Difluorure de b??ryllium, BeF _2, est diff??rent de l'autre difluorures. En g??n??ral, le b??ryllium a une tendance ?? se lier de mani??re covalente, beaucoup plus que les autres m??taux alcalino-terreux et de son fluorure est partiellement covalente (mais encore plus ionique par rapport ?? ses autres halog??nures). BeF ₂ a de nombreuses similitudes avec SiO ₂ (quartz) une vari??t?? principalement li?? de fa??on covalente solide r??seau. BeF ₂ a coordination t??tra??drique verres m??talliques et forme (est difficile ?? cristalliser). Lorsque le fluorure cristallin, le b??ryllium a la m??me structure cristalline ?? la temp??rature ambiante et que du quartz part temp??ratures beaucoup plus ??lev??es aussi des structures. Difluorure de b??ryllium est tr??s soluble dans l'eau, contrairement aux autres m??taux alcalino-terreux. (M??me se ils sont fortement ionique, ils ne se dissolvent pas en raison de la particuli??rement forte ??nergie treillis de la structure fluorite.) Cependant, BeF ₂ pr??sente une conductivit?? ??lectrique beaucoup plus faible lorsqu'ils sont en solution ou ?? l'??tat fondu que pr??vu si elle ??tait enti??rement ionique.

Ordre et d??sordre dans difluorures
La structure de fluorite ionique fort et stable adopt??e par difluorure de calcium et de nombreux autres difluorures	Structure d??sordonn??e de verre de b??ryllium (croquis, deux dimensions)

oxyde de b??ryllium, BeO, est un blanc solide r??fractaire, qui a la structure cristalline de type wurtzite et une conductivit?? thermique aussi ??lev??e que dans certains m??taux. BeO est amphot??re. Les sels de b??ryllium peuvent ??tre produits par traitement de Be (OH) ₂ avec de l'acide. B??ryllium sulfure, s??l??niure et tellurure sont connus, ayant tous la la structure blende.

B??ryllium nitrure, Soyez ₃ N ₂ est un compos?? de haut point de fusion qui est facilement hydrolyse. B??ryllium azoture, Ben ₆ est connu et le b??ryllium phosphure Soyez ₃ P ₂ a une structure similaire ?? Be ₃ N _2. Le nitrate de b??ryllium et de base l'ac??tate de b??ryllium de base ont des structures t??tra??driques similaires avec quatre atomes de b??ryllium coordonn??s ?? un ion oxyde central. Un certain nombre de b??ryllium borures sont connus, tels que Be ₅ B, Be ₄ B, Be ₂ B, ₂ BeB, BeB ₆ et BeB _12. Carbure de b??ryllium, Be ₂ C, est un compos?? rouge brique r??fractaire qui r??agit avec l'eau pour donner du m??thane . Pas de b??ryllium siliciure a ??t?? identifi??e.

Histoire

Le min??ral b??ryl, qui contient du b??ryllium, a ??t?? utilis?? au moins depuis le Dynastie ptol??ma??que d'Egypte. Au premier si??cle CE, naturaliste romain Pline l'Ancien mentionn?? dans son encyclop??die Histoire Naturelle que le b??ryl et ??meraude ("??meraude") ??taient similaires. Le Papyrus Graecus Holmiensis, ??crit dans le troisi??me ou quatri??me si??cle de notre ??re, contient des notes sur la fa??on de pr??parer ??meraude artificielle et b??ryl.

Louis-Nicolas Vauquelin d??couvre le b??ryllium

Les premi??res analyses d'??meraudes et b??ryls par Martin Heinrich Klaproth, Torbern Olof Bergman, Franz Karl Achard, et Johann Jakob Bindheim toujours donn?? des ??l??ments similaires, menant ?? la conclusion fallacieuse que les deux substances sont des silicates d'aluminium. Min??ralogiste Ren?? Just Ha??y a d??couvert que les deux cristaux sont g??om??triquement identiques, et il a demand?? chimiste Louis-Nicolas Vauquelin pour une analyse chimique.

Dans un article lu devant le 1797 Annales de chimie et de physique, Vauquelin a indiqu?? qu'il a trouv?? une nouvelle ??terre?? en dissolvant hydroxyde d'aluminium ?? partir de l'??meraude et le b??ryl dans un suppl??mentaires alcalin. Vauquelin nomm?? la nouvelle terre "glucine" pour le go??t sucr?? de certains de ses compos??s. Klaproth pr??f??r?? le nom "b??ryllium" en raison de fait que ??galement form??e d'oxyde d'yttrium sels douces.

Friedrich W??hler ??tait l'un des hommes qui ont isol?? ind??pendamment b??ryllium

Friedrich W??hler et Antoine Bussy isol?? ind??pendamment de b??ryllium en 1828 par la r??action chimique du m??tal de potassium avec le chlorure de b??ryllium, de la mani??re suivante:

BeCl ₂ + 2 K → 2 KCl + Soyez

Utilisation d'une lampe ?? alcool, W??hler chauff?? couches de chlorure de potassium et le b??ryllium en alternance dans un creuset de platine-fil ferm??s. La r??action ci-dessus a eu lieu imm??diatement et a caus?? le creuset de devenir blanc chaud. Apr??s refroidissement et lavage de la poudre gris-noir r??sultant il a vu qu'elle a ??t?? faite de fines particules avec un ??clat m??tallique fonc??. Le potassium hautement r??actif a ??t?? produit par l' ??lectrolyse de ses compos??s, un proc??d?? d??couvert 21 ans avant. Le proc??d?? chimique utilisant potassium a donn?? seulement de petits grains de b??ryllium ?? laquelle aucune lingot de m??tal peut ??tre coul?? ou martel??.

Le directe ??lectrolyse d'un m??lange fondu de le fluorure de b??ryllium et le fluorure de sodium par Paul Lebeau en 1898 a entra??n?? dans les premi??res pures (de 99,5 ?? 99,8%) des ??chantillons de b??ryllium. Le premier proc??d?? commercialement r??ussie pour le b??ryllium production a ??t?? d??velopp?? en 1932 par Alfred Stock et Hans Goldschmidt. Leur proc??d?? implique l'??lectrolysation d'un m??lange de fluorures de b??ryllium et de baryum , ce qui provoque le b??ryllium fondu ?? recueillir sur un fer refroidi ?? l'eau cathode.

Un ??chantillon de b??ryllium a ??t?? bombard?? avec rayons alpha de la d??sint??gration de radium dans une exp??rience 1932 par James Chadwick qui a r??v??l?? l'existence du neutron . Cette m??me m??thode est utilis??e dans une classe de laboratoire ?? base de radio-isotopes sources de neutrons qui produisent 30 neutrons pour chaque million de particules α.

la production de b??ryllium a connu une augmentation rapide au cours de la Seconde Guerre mondiale, en raison de la demande croissante pour les disques alliages de b??ryllium-cuivre et luminophores pour lumi??res fluorescentes. La plupart des lampes fluorescentes utilis??es d??but zinc orthosilicate avec le contenu de b??ryllium variable pour ??mettre une lumi??re verd??tre. De petites additions de magn??sium tungstate am??lior?? la partie bleue du spectre pour obtenir une lumi??re blanche acceptable. Des luminophores ?? base de halophosphate remplac??s luminophores ?? base de b??ryllium apr??s b??ryllium est r??v??l??e ??tre toxique.

L'??lectrolyse d'un m??lange de le fluorure de b??ryllium et le fluorure de sodium a ??t?? utilis?? pour isoler le b??ryllium cours du 19??me si??cle. Point de fusion ??lev?? du m??tal rend ce processus plus ??nergivore que les proc??d??s utilis??s pour les correspondants des m??taux alcalins . Au d??but du 20e si??cle, la production de b??ryllium par la d??composition thermique de b??ryllium iodure a ??t?? ??tudi??e apr??s le succ??s d'un processus similaire pour la production de zirconium , mais ce processus se est av??r?? ??tre rentable pour la production de volume.

Pur b??ryllium ne est pas devenu facilement disponible jusqu'en 1957, m??me si elle avait ??t?? utilis?? comme un m??tal d'alliage pour durcir et durcir le cuivre beaucoup plus t??t. Le b??ryllium peut ??tre produit par r??duction des compos??s de b??ryllium, tels que chlorure de potassium avec du b??ryllium m??tallique ou le sodium. Actuellement, la plupart de b??ryllium est produit en r??duisant le fluorure de b??ryllium avec purifi?? magn??sium . Le prix sur le march?? am??ricain pour lingots de b??ryllium vide sous pression ??tait d'environ $ 338 par livre ($ 745 par kilogramme) en 2001.

Entre 1998 et 2008, la production mondiale de b??ryllium avait diminu??, passant de 343 ?? environ 200 tonnes, dont 176 tonnes (88%) provenaient des ??tats-Unis.

??tymologie

L'utilisation pr??coce du mot b??ryllium peut ??tre attribu??e ?? de nombreuses langues, y compris latine B??rylle; B??ry fran??ais; grec βήρυλλος, bērullos, le b??ryl; Prakrit veruliya (वॆरुलिय); Pāli veḷuriya (वेलुरिय), veḷiru (भेलिरु) ou Vilar (भिलर्) - "devenir p??le", en r??f??rence ?? la p??le semi-pr??cieuses b??ryl de pierres pr??cieuses. La source originale est probablement le sanscrit mot वैडूर्य vaidurya-, qui est de Origine dravidienne et pourrait ??tre d??riv?? du nom de la ville moderne de Belur. Pour environ 160 ann??es, le b??ryllium ??tait aussi connu comme glucinum ou glucinium (avec le symbole chimique accompagnant "Gl",), le nom venant du grec mot pour le sucr??: γλυκυς, en raison de la saveur sucr??e de b??ryllium sels .

Applications

On estime que la plupart de b??ryllium est utilis?? pour des applications militaires, afin que l'information ne est pas disponible.

fen??tres de rayonnement

cible de b??ryllium qui "transforme" un faisceau de protons dans un faisceau de neutrons

Une feuille de b??ryllium carr?? mont?? dans un bo??tier en acier pour ??tre utilis?? comme une fen??tre entre une chambre ?? vide et une Microscope ?? rayons X. Le b??ryllium est hautement transparent aux rayons X du fait de son faible num??ro atomique .

En raison de son faible nombre atomique et tr??s faible absorption pour les rayons X, la plus ancienne et toujours l'une des applications les plus importantes de b??ryllium est dans les fen??tres de rayonnement pour Tubes ?? rayons X. Exigences extr??mes sont plac??s sur la puret?? et la propret?? de b??ryllium pour ??viter les artefacts dans les images radiographiques. Feuilles minces de b??ryllium sont utilis??s comme fen??tres de rayonnement pour les d??tecteurs de rayons X, et la tr??s faible absorption minimise les effets de chauffage caus??s par haute intensit??, les rayons X de basse ??nergie typiques des rayonnement synchrotron. fen??tres ??tanches au vide et de faisceaux de tubes pour des exp??riences de rayonnement sur les synchrotrons sont fabriqu??s exclusivement ?? partir de b??ryllium. Dans les installations scientifiques pour des ??tudes d'??mission diff??rents rayons X (par exemple, spectroscopie des rayons X) le porte-??chantillon est g??n??ralement fait de b??ryllium parce que ses rayons X ??mis ont des ??nergies beaucoup plus faibles (~ 100 eV) que les rayons X ?? partir de mat??riaux les plus ??tudi??s ?? dispersion d'??nergie.

Faible nombre atomique rend ??galement b??ryllium relativement transparent pour ??nerg??tique particules. Par cons??quent, il est utilis?? pour construire le tube de faisceau autour de la r??gion de collision de la physique des particules configurations, comme les quatre principales exp??riences de d??tection ?? la Large Hadron Collider ( ALICE, ATLAS , CMS, LHCb), le Tevatron et le SLAC. La faible densit?? de b??ryllium permet aux produits de collision pour atteindre les d??tecteurs qui l'entourent, sans interaction significative, sa rigidit?? permet un vide puissant pour ??tre produit dans le tuyau pour minimiser l'interaction avec des gaz, sa stabilit?? thermique lui permet de fonctionner correctement ?? des temp??ratures de quelques degr??s seulement au-dessus du z??ro absolu , et son nature diamagn??tique garde d'interf??rer avec les syst??mes magn??tiques multipolaire complexes utilis??s pour diriger et concentrer le des faisceaux de particules.

Applications m??caniques

En raison de sa rigidit??, l??g??ret?? et stabilit?? dimensionnelle sur une large plage de temp??rature, le b??ryllium m??tal est utilis?? pour les composants structuraux l??gers dans la d??fense et industries de l'a??rospatiale ?? haute vitesse des avions , missiles guid??s, v??hicules spatiaux, et satellites. Plusieurs fus??es ?? combustible liquide ont utilis?? tuy??res de fus??e en b??ryllium pur. poudre de b??ryllium a ??t?? lui-m??me ??tudi?? en tant que carburant de fus??e, mais cette utilisation est jamais mat??rialis??e. Un petit nombre de cadres de bicyclettes ont ??t?? construits avec le b??ryllium, ?? des prix ????tonnantes??. De 1998 ?? 2000, le McLaren Formule Un ??quipe a utilis?? Moteurs Mercedes-Benz avec le b??ryllium-aluminium- pistons en alliage. L'utilisation de composants de moteurs ?? b??ryllium a ??t?? interdite suite ?? une r??clamation par Scuderia Ferrari.

M??langeant environ 2,0% de b??ryllium en cuivre forme un alliage appel?? cuivre au b??ryllium qui est six fois plus forte que le cuivre seul. les alliages de b??ryllium sont utilis??s dans de nombreuses applications en raison de leur combinaison d'??lasticit??, de haute conductivit?? ??lectrique et conductivit?? thermique, de haute r??sistance et duret??, propri??t??s non magn??tiques, ainsi que sa bonne corrosion et r??sistance ?? la fatigue. Ces applications comprennent des outils anti-??tincelles qui sont utilis??s ?? proximit?? de gaz inflammables ( b??ryllium nickel), en ressorts et membranes (nickel et le b??ryllium b??ryllium fer) utilis?? dans les instruments chirurgicaux et les dispositifs ?? haute temp??rature. Aussi peu que 50 parties par million de b??ryllium alli?? ?? du liquide magn??sium conduit ?? une augmentation significative de la r??sistance ?? l'oxydation et une diminution de l'inflammabilit??.

Cuivre au b??ryllium Cl?? ?? molette

L'excellente rigidit?? ??lastique de b??ryllium a conduit ?? son utilisation ??tendue dans l'instrumentation de pr??cision, par exemple dans syst??mes de guidage inertiels et dans les m??canismes de soutien pour les syst??mes optiques. Alliages b??ryllium-cuivre ont ??galement ??t?? appliqu??es en tant qu'agent de durcissement dans des pistolets "Jason", qui ont ??t?? utilis??s pour enlever la peinture des coques de navires.

Une application majeure ant??rieure de b??ryllium ??tait en freins pour militaire les avions en raison de sa duret??, point de fusion ??lev??, et la capacit?? exceptionnelle ?? dissiper la chaleur. Les consid??rations environnementales ont conduit ?? la substitution par d'autres mat??riaux.

Pour r??duire les co??ts, le b??ryllium peut ??tre alli?? avec des quantit??s importantes d' aluminium , ce qui entra??ne la AlBeMet alliage (un nom commercial). Ce m??lange est moins cher que le b??ryllium pur, tout en conservant de nombreuses propri??t??s souhaitables.

Miroirs

B??ryllium les miroirs sont d'un int??r??t particulier. Miroirs de grande surface, souvent avec une Structure de support de nid d'abeilles, sont utilis??es, par exemple, dans satellites m??t??orologiques o?? le faible poids et la stabilit?? dimensionnelle ?? long terme sont essentielles. Miroirs de b??ryllium plus petits sont utilis??s dans syst??mes de guidage optique et syst??mes de commande de tir, par exemple dans la fabrication allemande Leopard 1 et Leopard 2 chars de combat principaux. Dans ces syst??mes, le mouvement tr??s rapide du miroir est n??cessaire, qui dicte ?? nouveau une faible masse et une grande rigidit??. Habituellement le miroir de b??ryllium est prot??g??e par un rev??tement nickelage chimique qui peut ??tre plus facilement poli pour une finition optique plus fine que le b??ryllium. Dans certaines applications, cependant, l'??bauche de b??ryllium est polie sans rev??tement. Ceci est particuli??rement applicable ?? op??ration cryog??nique o?? l'expansion d??calage thermique peut provoquer le rev??tement ?? boucle.

Le T??lescope spatial James Webb aura 18 sections de b??ryllium hexagonales pour ses miroirs. Parce JWST sera confront?? ?? une temp??rature de 33 K, le miroir est faite de b??ryllium, capable de traiter un froid extr??me mieux que le verre. contrats de b??ryllium et se d??forme moins que le verre - et reste plus uniforme - dans de telles temp??ratures. Pour la m??me raison, l'optique de la T??lescope spatial Spitzer sont enti??rement construit en m??tal de b??ryllium.

Applications magn??tiques

Le b??ryllium est non magn??tique. Par cons??quent, les outils fabriqu??s sur le b??ryllium sont utilis??s par navale ou militaire Les ??quipes de neutralisation des explosifs et munitions pour le travail sur ou ?? proximit?? mines navales, ??tant donn?? que ces mines ont souvent fus??es magn??tiques. Ils sont ??galement pr??sents dans les produits d'entretien et de construction pr??s de L'imagerie par r??sonance magn??tique (IRM) en raison des champs magn??tiques ??lev??s engendr??s par ces derniers. Dans les domaines de communications radio et puissants (souvent militaires) radars , outils ?? main en b??ryllium sont utilis??s pour r??gler le tr??s magn??tique klystrons, magn??trons, tubes ?? ondes progressives, etc., qui sont utilis??s pour produire des niveaux ??lev??s de puissance micro-ondes dans le ??metteurs.

Les applications nucl??aires

Clich??s ou plaques minces de b??ryllium sont parfois utilis??s dans arme nucl??aire con??oit que la couche externe de la tr??s fosses de plutonium dans les stades primaires de bombes thermonucl??aires, plac??s ?? entourer le des mati??res fissiles. Ces couches de b??ryllium sont bonnes "pousseurs" pour la implosion de la plutonium 239, et ils sont aussi bons r??flecteurs de neutrons, tout comme ils sont en b??ryllium mod??r??s les r??acteurs nucl??aires.

Le b??ryllium est aussi couramment utilis?? dans certaines les sources de neutrons dans des dispositifs de laboratoire, dans lequel relativement peu de neutrons sont n??cessaires (plut??t que d'avoir ?? utiliser un r??acteur nucl??aire, ou une acc??l??rateur aliment?? particules G??n??rateur de neutrons). A cet effet, une cible de b??ryllium-9 est bombard??e par des particules alpha ?? partir d'un ??nerg??tiques radio-isotope tel que le polonium -210, radium -226, plutonium -239, ou am??ricium -241. Dans la r??action nucl??aire qui se produit, un noyau de b??ryllium est transmu??e en carbone-12, et un neutron libre est ??mis, voyagez dans environ la m??me direction que la particule alpha se dirigeait. Tel d??sint??gration alpha entra??n??e sources de neutrons du b??ryllium, nomm?? "Oursin" initiateurs ?? neutrons, certains ont ??t?? utilis??s dans les premi??res bombes atomiques . Les sources de neutrons dans lequel le b??ryllium est bombard??e par les rayons gamma provenant d'une d??sint??gration gamma radio-isotope, sont ??galement utilis??es pour produire des neutrons de laboratoire.

Le b??ryllium est ??galement utilis?? ?? la Joint European Torus laboratoire de recherche nucl??aire de fusion, et il sera utilis?? dans le plus avanc?? ITER pour conditionner les composants qui font face le plasma. Le b??ryllium a ??galement ??t?? propos?? en tant que Mat??riau de rev??tement pour tiges de combustible nucl??aire, en raison de sa bonne combinaison de m??canique, chimique et les propri??t??s nucl??aires. le fluorure de b??ryllium est un des sels constitutifs du m??lange eutectique de sel FLiBe, qui est utilis?? en tant que solvant, de mod??rateur et r??frig??rant dans un grand nombre hypoth??tique fondus conceptions de r??acteurs de sel.

Acoustique

Le faible poids et une grande rigidit?? de b??ryllium rendent utile comme mat??riau pour haute fr??quence Haut-parleurs. Parce que le b??ryllium est co??teux (plusieurs fois plus que le titane ), difficiles ?? fa??onner en raison de sa fragilit??, et toxiques cas de mauvaise manipulation, le b??ryllium tweeters sont limit??s ?? la maison haut de gamme, audio pro, et applications de sonorisation. En raison de la haute performance de b??ryllium en acoustique, ?? des fins de marketing de certains produits sont r??clam??s d'??tre faite de la mati??re quand ils ne sont pas.

??lectronique

Le b??ryllium est un type p en dopant III-V semi-conducteurs compos??s. Il est largement utilis?? dans des mat??riaux tels que GaAs, AlGaAs, InGaAs et InAlAs augment?? de ??pitaxie par faisceau mol??culaire (MBE). Feuille de b??ryllium Croix-lamin??e est un excellent support structurel pour les cartes de circuits imprim??s dans la technologie de montage en surface. Dans les applications ??lectroniques critiques, le b??ryllium est ?? la fois un support structurel et dissipateur de chaleur. L'application n??cessite ??galement un coefficient de dilatation thermique qui est bien adapt?? ?? l'alumine et polyimide-verre substrats. L'oxyde de b??ryllium-b??ryllium composite " E-Mat??riaux "ont ??t?? sp??cialement con??us pour ces applications ??lectroniques et ont l'avantage suppl??mentaire que le coefficient de dilatation thermique peut ??tre adapt?? pour correspondre ?? divers mat??riaux de substrat.

oxyde de b??ryllium est utile pour de nombreuses applications qui n??cessitent les propri??t??s combin??es d'une isolant ??lectrique et un excellent conducteur de chaleur, avec force et duret?? ??lev??e, et un point de fusion tr??s ??lev??. oxyde de béryllium est fréquemment utilisé comme une plaque de base d'isolant en haute puissance transistors en fréquences radio des émetteurs pour les télécommunications. l'oxyde de béryllium est également étudiée pour une utilisation dans l'augmentation de la conductivité thermique du dioxyde d'uranium des pastilles de combustible nucléaire. composés de béryllium ont été utilisés dans les tubes fluorescents, mais cette utilisation a été abandonnée en raison de la maladie bérylliose qui a développé dans les travailleurs qui faisaient les tubes.

Pr??cautions

Environ 35 microgrammes de béryllium se trouve dans le corps humain, mais ce montant ne sont pas considérés comme nuisibles. Le béryllium est chimiquement similaire à du magnésium et ne peut donc déplacer d' enzymes, qui les amène à un dysfonctionnement. Chronique bérylliose est une pulmonaire et systémique maladie granulomateuse causée par l'inhalation de poussières ou de vapeurs contaminées par le béryllium; soit de grandes quantités sur une courte période ou de petites quantités sur une longue période peut conduire à cette maladie. Les symptômes de la maladie peuvent prendre jusqu'à 5 années à se développer; environ un tiers des patients atteints de mourir et les survivants sont laissés handicapés. Le Agence Internationale pour la Recherche sur le Cancer (CIRC) classe les composés de béryllium et comme cancérogènes de catégorie 1.

La maladie aiguë de béryllium sous la forme d' une pneumonie chimique a été signalée pour la première en Europe en 1933 et aux États-Unis en 1943. Un sondage a révélé que près de 5% des travailleurs dans les usines de fabrication des lampes fluorescentes en 1949 aux États-Unis avaient des maladies pulmonaires liées béryllium- . Bérylliose chronique ressemble à de nombreux égards la sarcoïdose, et le diagnostic différentiel est souvent difficile. Il a tué certains des premiers travailleurs à la conception d'armes nucléaires, comme Herbert L. Anderson.

Les premiers chercheurs goûté béryllium et ses divers composés pour la douceur afin de vérifier sa présence. Équipement de diagnostic moderne ne nécessite plus cette procédure très risqué et aucune tentative ne devrait être faite à ingérer cette substance hautement toxique. Le béryllium et ses composés doivent être manipulés avec beaucoup de soin et des précautions particulières doivent être prises lors de la réalisation de toute activité qui pourrait entraîner le rejet de poussières de béryllium ( cancer du poumon est un résultat possible d'une exposition prolongée à la poussière de béryllium en charge). Bien que l'utilisation de composés de béryllium dans les tubes d'éclairage fluorescent a été abandonnée en 1949, le potentiel d'exposition au béryllium existe dans les industries nucléaires et de l'aérospatiale et dans le raffinage du métal de béryllium et de la fusion des alliages contenant du béryllium, la fabrication de dispositifs électroniques, et de la la manipulation d'un autre matériau contenant du béryllium.

Un test réussi pour le béryllium dans l'air et sur ??????les surfaces a été récemment élaboré et publié en tant que volontaire ASTM D7202 norme internationale de consensus. La procédure utilise diluer bifluorure d'ammonium pour la dissolution et la détection de fluorescence avec le béryllium lié à hydroxybenzoquinoline sulfoné, permettant jusqu'à 100 fois la détection plus sensible que la limite recommandée pour la concentration du béryllium en milieu de travail. Fluorescence augmente avec la concentration de béryllium. La nouvelle procédure a été testée avec succès sur une grande variété de surfaces et est efficace pour la détection de la dissolution et de ultratrace réfractaire d'oxyde de béryllium et son siliceux (ASTM D7458 de).