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berílio

berílio (Be) , anteriormente (até 1957) glucínio , Elemento químico , o membro mais leve dos metais alcalino-terrosos do Grupo 2 (IIa) do tabela periódica , usado na metalurgia como um agente de endurecimento e em muitas aplicações espaciais e nucleares.

berílio Berílio. Encyclopædia Britannica, Inc.

Ocorrência, propriedades e usos

Berílio é um cinza-aço metal que é bastante frágil à temperatura ambiente, e suas propriedades químicas se assemelham às de alumínio . Não ocorre gratuitamente na natureza. O berílio é encontrado no berilo e na esmeralda, minerais que eram conhecidos pelos antigos egípcios. Embora já houvesse suspeitas de que os dois minerais eram semelhantes, a confirmação química disso não ocorreu até o final do século XVIII. A esmeralda agora é conhecida por ser uma variedade verde do berilo. O berílio foi descoberto (1798) como o óxido pelo químico francês Nicolas-Louis Vauquelin no berilo e nas esmeraldas e foi isolado (1828) como o metal independentemente pelo químico alemão Friedrich Woehler e o químico francês Antoine A.B. Bussy pela redução de seu cloreto com potássio. O berílio é amplamente distribuído em terra Da crosta e estima-se que ocorra nas rochas ígneas da Terra em 0,0002 por cento. Sua abundância cósmica é 20 na escala em que silício , o padrão, é 1.000.000. Os Estados Unidos têm cerca de 60% do berílio do mundo e são de longe o maior produtor de berílio; outros grandes países produtores incluem China, Moçambique e Brasil.

Existem cerca de 30 minerais reconhecidos contendo berílio, incluindo berilo (Al_doisSer₃sim₆OU₁₈, um silicato de berílio e alumínio), bertrandita (Be₄sim_doisOU₇(OH)_dois, um silicato de berílio), fenacita (Be_doisSiO₄), e crisoberil (BeAl_doisOU₄) (O precioso formas de berilo, esmeralda e água-marinha, têm um composição se aproximando daquele dado acima, mas os minérios industriais contêm menos berílio; a maior parte do berilo é obtido como subproduto de outras operações de mineração, com os cristais maiores sendo retirados à mão.) O berilo e a bertrandita foram encontrados em quantidades suficientes para constituir minérios comerciais a partir dos quais o hidróxido de berílio ou óxido de berílio é produzido industrialmente. A extração de berílio é complicada pelo fato de que o berílio é um pequeno constituir na maioria dos minérios (5 por cento em massa mesmo em berilo puro, menos de 1 por cento em massa em bertrandita) e está fortemente ligado a oxigênio . Tratamento com ácidos , torrefação com fluoretos complexos e extração líquido-líquido têm sido empregados para concentrar o berílio na forma de seu hidróxido. O hidróxido é convertido em fluoreto por meio de fluoreto de amônio-berílio e depois aquecido com magnésio para formar o berílio elementar. Alternativamente, o hidróxido pode ser aquecido para formar o óxido, que por sua vez pode ser tratado com carbono e cloro para formar cloreto de berílio; eletrólise do cloreto fundido é então usada para produzir o metal . O elemento é purificado por fusão a vácuo.

O berílio é o único metal leve estável com um valor relativamente alto ponto de fusão . Embora seja prontamente atacado por álcalis e não oxidante ácidos , o berílio forma rapidamente um filme de superfície de óxido aderente que protege o metal de mais ar oxidação em condições normais. Essas propriedades químicas, juntamente com sua excelente condutividade elétrica, alta capacidade de calor e condutividade, boas propriedades mecânicas em temperaturas elevadas e módulo de elasticidade muito alto (um terço maior que o do aço), tornam-no valioso para aplicações estruturais e térmicas. A estabilidade dimensional do berílio e sua capacidade de polir alto o tornaram útil para espelhos e venezianas de câmera no espaço, militares e aplicações médicas e em semicondutor fabricação. Por causa de sua baixapeso atômico, o berílio transmite raios-X 17 vezes mais do que o alumínio e tem sido amplamente utilizado na fabricação de janelas para tubos de raios-X. O berílio é fabricado em giroscópios, acelerômetros e computador peças para instrumentos de orientação inercial e outros dispositivos para mísseis, aeronaves e veículos espaciais e é usado para tambores de freio de serviço pesado e aplicações semelhantes em que um bom dissipador de calor é importante. Sua capacidade de desacelerar nêutrons rápidos encontrou aplicação considerável em reatores nucleares .

Muito berílio é usado como um componente de baixa porcentagem de ligas duras, especialmente com cobre como o principal constituinte, mas também com níquel - e ferro à base de ligas, para produtos como molas. Berílio-cobre (2 por cento de berílio) é transformado em ferramentas para uso quando as faíscas podem ser perigosas, como em fábricas de pó. O berílio em si não reduz as faíscas, mas fortalece o cobre (por um fator de 6), que não forma faíscas com o impacto. Pequenas quantidades de berílio adicionadas a metais oxidáveis ​​geram películas superficiais protetoras, reduzindo a inflamabilidade do magnésio e manchando prata ligas.

Os nêutrons foram descobertos (1932) pelo físico britânico Sir James Chadwick como partículas ejetadas do berílio bombardeadas por partículas alfa de um rádio fonte. Desde então, o berílio misturado com um emissor alfa, como rádio, plutônio ou amerício, tem sido usado como fonte de nêutrons. As partículas alfa liberadas pelo decaimento radioativo do rádio átomos reagem com átomos de berílio para dar, entre os produtos, nêutrons com uma ampla gama de energias - até cerca de 5 × 10⁶ elétron volts (eV). Se o rádio é encapsulado , no entanto, de modo que nenhuma das partículas alfa alcance o berílio, nêutrons de energia inferior a 600.000 casa são produzidos pelo mais penetrante radiação gama dos produtos de decomposição do rádio. Exemplos historicamente importantes do uso de fontes de nêutrons de berílio / rádio incluem o bombardeio de urânio pelos químicos alemães Otto Hahn e Fritz Strassmann e pela física austríaca Lise Meitner, que levou à descoberta da fissão nuclear (1939) e o desencadeamento do urânio da primeira fissão controlada reação em cadeia pelo físico italiano Enrico Fermi (1942).

O único que ocorre naturalmente isótopo é o berílio-9 estável, embora 11 outros sintético isótopos são conhecidos. Suas meias-vidas variam de 1,5 milhões de anos (para o berílio-10, que sofre decaimento beta) a 6,7 ​​× 10^-17segundo para o berílio-8 (que decai em dois próton emissão). A decadência do berílio-7 (meia-vida de 53,2 dias) no sol é a fonte de neutrinos solares observados.

Compostos

Berílio tem um exclusivo +2 estado de oxidação em todos os seus compostos. Eles são geralmente incolores e têm um gosto nitidamente doce, de onde veio o antigo nome do elemento glucínio. Tanto o metal finamente dividido quanto o solúvel compostos na forma de soluções, poeira seca ou vapores são tóxicos; podem produzir dermatite ou, quando inalados, hipersensibilidade ao berílio. Entre as pessoas que trabalham com berílio, a exposição pode levar à beriliose (também chamada de doença crônica do berílio [CBD]), caracterizada pela diminuição pulmão capacidade e efeitos semelhantes aos causados ​​pelo gás venenoso fosgênio.

O oxigênio composto óxido de berílio (berílio, BeO) é um material refratário de alta temperatura (ponto de fusão 2.530 ° C [4.586 ° F]) caracterizado por uma combinação incomum de alta resistência elétrica e rigidez dielétrica com alta condutividade térmica. Tem várias aplicações, como fazer cerâmica ware usado em foguete motores e dispositivos nucleares de alta temperatura. Cloreto de berílio (BeCl_dois) catalisa a reação de Friedel-Crafts e é usado em banhos de células para eletrolimpeza ou eletrorrefinação do berílio. Carbonato de berílio básico, BeCO₃∙ x Be (OH)_dois, precipitado de amônia (PEQUENO₃) e dióxido de carbono (O QUE_dois), junto com acetato de berílio básico, Be₄O (C_dois H ₃OU_dois)₆, são usados ​​como material de partida para a síntese de sais de berílio. Berílio se forma orgânico compostos de coordenação e se liga diretamente com carbono em várias classes de compostos organometálicos sensíveis ao ar e à umidade (por exemplo, alquilos e arilos de berílio).

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