ბერილიუმი
4 Be
9,0122
2s2

ბერილიუმი — პერიოდული სისტემის მეორე პერიოდის, მეორე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ელემენტი, ატომური ნომერი 4. აღინიშნება სიმბოლით Be (ლათ. Beryllium). მაღალტოქსიკური ელემენტი. მარტივი ნივთიერება ბერილიუმი (CAS-ნომერი: 7440-41-7) — ღია სერი ფერის შედარებით მყარი ლითონი, აქვს საკმაოდ მაღალი ღირებულება[1].

ბერილიუმი, 4Be
Be-140g.jpg
ზოგადი თვისებები
სტანდ. ატომური
მასა
Ar, სტან.(Be)
საყოველთაოდ
მიღებული: 9,0122
ბერილიუმი პერიოდულ სისტემაში
წყალბადი ჰელიუმი
ლითიუმი ბერილიუმი ბორი ნახშირბადი აზოტი ჟანგბადი ფთორი ნეონი
ნატრიუმი მაგნიუმი ალუმინი სიცილიუმი ფოსფორი გოგირდი ქლორი არგონი
კალიუმი კალციუმი სკანდიუმი ტიტანი ვანადიუმი ქრომი მანგანუმი რკინა კობალტი ნიკელი სპილენძი თუთია გალიუმი გერმანიუმი დარიშხანი სელენიუმი ბრომი კრიპტონი
რუბიდიუმი სტრონციუმი იტრიუმი ცირკონიუმი ნიობიუმი მოლიბდენი ტექნეციუმი რუთენიუმი როდიუმი პალადიუმი ვერცხლი კადმიუმი ინდიუმი კალა სტიბიუმი ტელური იოდი ქსენონი
ცეზიუმი ბარიუმი ლანთანი ცერიუმი პრაზეოდიმიუმი ნეოდიმიუმი პრომეთიუმი სამარიუმი ევროპიუმი გადოლიმიუმი ტერბიუმი დისპროზიუმი ჰოლმიუმი ერბიუმი თულიუმი იტერბიუმი ლუტეციუმი ჰაფნიუმი ტანტალი ვოლფრამი რენიუმი ოემიუმი ირიდიუმი პლატინა ოქრო Mercury (element) თალიუმი ტყვია ბისმუტი პოლონიუმი ასტატი რადონი
ფრანციუმი რადიუმი აქტინიუმი თორიუმი პროტაქტინიუმი ურანი (ელემენტი) ნეპტუნიუმი პლუტონიუმი ამერიციუმი კიურიუმი ბერკელიუმი კალიფორნიუმი აინშტაინიუმი ფერმიუმი მენდელევიუმი ნობელიუმი ლოურენსიუმი რეზერფორდიუმი დუბნიუმი სიბორგიუმი ბორიუმი ჰასიუმი მეიტნერიუმი დარმშტადტიუმი რენტგენიუმი კოპერნიციუმი ნიჰონიუმი ფლეროვიუმი მოსკოვიუმი ლივერმორიუმი ტენესიუმი ოგანესონი


Be

Mg
ლითიუმიბერილიუმიბორი
ატომური ნომერი (Z) 4
ჯგუფი II ჯგუფი (ტუტემიწა ლით.)
პერიოდი პერიოდი 2
ბლოკი s-ბლოკი
ელექტრონული კონფიგურაცია [He] 2s2
ელექტრონი გარსზე 2, 2
ელემენტის ატომის სქემა
Electron shell 004 Beryllium.svg
ფიზიკური თვისებები
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში მყარი სხეული
დნობის
ტემპერატურა
1287 °C ​(1560 K, ​​2349 °F)
დუღილის
ტემპერატურა
2469 °C ​(2742 K, ​​4476 °F)
სიმკვრივე (ო.ტ.) 1,85 გრ/სმ3
სიმკვრივე (ლ.წ.) 1,690 გრ/სმ3
მოლური მოცულობა 5,0 სმ3/მოლი
კრიტიკული წერტილი 5205 K,  მპა
დნობის კუთ. სითბო 12,2 კჯ/მოლი
აორთქ. კუთ. სითბო 292 კჯ/მოლი
მოლური თბოტევადობა 16,443 ჯ/(მოლი·K)
ნაჯერი ორთქლის წნევა
P (პა) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T (K)-ზე 1462 1608 1791 2023 2327 2742
ატომის თვისებები
ჟანგვის ხარისხი 0, +1, +2 (an amphoteric oxide)
ელექტროდული პოტენციალი −1,69
ელექტრო­უარყოფითობა პოლინგის სკალა: 1,57
იონიზაციის ენერგია
  • 1: 899,5 კჯ/მოლ
  • 2: 1757,1 კჯ/მოლ
  • 3: 14848,7 კჯ/მოლ
ატომის რადიუსი ემპირიული: 112 პმ
კოვალენტური რადიუსი (rcov) 96±3 პმ
იონური
რადიუსი
(rion)
35 (+2e) პმ
ვან-დერ-ვალსის რადიუსი 153 პმ
მოლური მოცულობა 5,0 სმ3/მოლ
Beryllium spectrum visible.png
ბერილიუმის სპექტრალური ზოლები
სხვა თვისებები
მესრის სტრუქტურა ჰექსაგონალური
Hexagonal close packed.svg
ბგერის სიჩქარე 12,890 მ/წმ
თერმული გაფართოება 11,3 µმ/(მ·K) (at 25 °C)
ხვედრითი თბოტევადობა 16,44 /(K·მოლ)
თბოგამტარობა 200 ვტ/(·K)
ელექტრული წინაღობა 36 Ω·m (at 20 °C)
მაგნეტიზმი დიამაგნეტიკი
მაგნიტური მგრძნობელობა −9.0·10−6 სმ3/მოლ
იუნგას მოდული 287 გპა
წანაცვლების მოდული 132 გპა
დრეკადობის მოდული 130 გპა
პუასონის კოეფიციენტი 0,032
მოოსის მეთოდი 5,5
ვიკერსის მეთოდი 1670 მპა
ბრინელის მეთოდი 590–1320 მპა
CAS ნომერი 7440-41-7
ისტორია
აღმოჩენილია ლუი ნიკოლა ვოლკენი (1798)
პირველად მიღებულია ფრიდრიხ ველერი და ანტუან ბუსი (1828)
ბერილიუმის მთავარი იზოტოპები
იზო­ტოპი გავრცე­ლება­დობა ნახევ.
დაშლა
(t1/2)
რადიო.
დაშლა
პრო­დუქტი
7Be trace 53,12 d ε 7Li
γ
9Be 100% სტაბილური
10Be trace 1,39×106 y β 10B

აღმოჩენის ისტორიარედაქტირება

ბერილიუმი აღმოაჩინა ფრანგმა ფიზიკოსმა ლუი ნიკოლა ვოკლენმა 1798 წელს. ბერილიუმის შენაერთების შემადგენლობისა და მისი მინერალების კვლევაში დიდი წვლილი მიუძღვის რუს ქიმიკოს ივანე ავდეევსაც. სწორედ მან დაამტკიცა, რომ ბერილიუმის ოქსიდი შემადგენლობა არის BeO, და არა Be2O3, როგორც ადრე ითვლებოდა.

სახელწოდების წარმომავლობარედაქტირება

ბერილიუმის დასახელება მოდის მინერალ ბერილიდან (ძვ. ბერძნ. βήρυλλος beryllos) (ბერილიუმის ან ალუმინის სილიკატი, Be3Al2Si6O18), რომელიც თავის მხრივ სამხრეთ ინდოეთში, მადრასთან ახლოს მდებარე ქალაქ ბელურს (ინგლ. Belur, კანად. ಬೇಲೂರು) უკავშირდება; ძველი დროიდან ინდოეთში ცნობილი იყო ზურმუხტის (ბერილის ნაირსახეობის) საბადოები. იმის გამო რომ ბერილის ნაერთების ხსნარებს წყალთან მოტკბო გემო ჰქონდა ელემენტს თავიდან უწოდეს «გლუცინიუმი» (ძვ. ბერძნ. γλυκύς glykys — ტკბილი).

ბერილიუმი ბუნებაშირედაქტირება

ბერილიუმის იზოტოპი 8Be ბუნებაში არ არსებობს, თავისი არამდგრადობის გამო, მისი ნახევრადდაშლის პერიოდია 10−18 с.[2] სტაბილურია 9Be. 9Be-ს გარდა ბუნებაში გვხვდება რადიოაქტიური შემდეგი იზოტოპები: 7Be და 10Be.

დედამიწის ქერქში ბერილიუმის შემცველობაა მიახლოებით 3,8 გ/ტ, ის მატულობს ულტრაფუძიდან (0,2 გ/ტ) მჟავე (5 გ/ტ) და ტუტე (70 გ/ტ) ქანებამდე. მაგმატიკურ ქანებში ბერილიუმის ძირითადი მასა დაკავშირებულია პლაგიოკლაზებით, სადაც ბერილიუმს ცვლის სილიციუმი. ყველაზე დიდი კონცენტრაციით ხასიათდება მისი მუქი ფერის მინერალები (ათეულ, იშვიათად ასობით გ/ტ). თუკი ბერილიუმი ტუტე ქანებში თითქმის იბნევა, მჟავე ქანების ფორმირებისას კი ის შეიძლება გროვდებოდეს პოსტმაგმატიკურ პროდუქტებში — პეგმატიტებში და პნევმატოლიტო-ჰიდროთერმულ სხეულებში. მჟავე პეგმატიტებში ბერილიუმის საკმაო რაოდენობის დაგროვება დაკავშირებულია ალბიტიზაციის და მუსკოვიტიზაციის პროცესთან. პეგმატიტებში ბერილიუმი წარმოქმნის თავის მინერალებს, მაგრამ მისი ნაწილი (მიახლ. 10 %) იზომორფულ ფორმაშია ქანწარმომქმნელ და მეორად მინერალებში (მიკროკლინი, ალბიტი, კვარცი და ა.შ.). ტუტე პეგმატიტებში ბერილიუმი იმყოფება ცოტა რაოდენობით იშვიათი მინერალების შემადგენლობაში: ევდიდიმიტი, ჩქალოვიტი, ანალციმი და ლეიკოფანი, სადაც შედის ანიონურ ჯგუფში. პოსტმაგმატიკური ხსნარებს გამოაქვთ ბერილიუმი მაგმიდან, ფტორშემცველი ემანაციის სახით და კომპლექსურ ნაერთებში ვოლფრამთან, კალასთან, მოლიბდენთან, ლითიუმთან ასოციაციაში.

ბერილიუმის შემცველობა ზღვის წყალში ძალიან მცირეა — 6×10−7 მგ/ლ.[3]

ცნობილია თვითონ ბერილიუმის 30-მდე მინერალი, მათგან მხოლოდ 6 ითვლება შედარებით უფრო გავრცელებულად: ბერილი, ქრიზობერილი, ბერტრანდიტი, ფენაკიტი, ჰელვინი, დანალიტი. სამრეწველო მნიშვნელობა აქვს ძირითადად ბერილს.

ბერილიუმის (ბერილის) ნაირსახეობები ითვლებიან ძვირფას ქვებად: აკვამარინი — ცისფერი, მომწვანო-ცისფერი, მოცისფრო-მწვანე; ზურმუხტი — მუქი-მწვანე, ნათელი-მწვანე; ჰელიოდორი — ყვითელი; არსებობს ბერილიუმის (ბერილის) სხვა ნაირსახეობები, რომლებიც ფერებით განსხვავდებიან (მუქი-ლურჯი, ვარდისფერი, წითელი, ღია-ცისფერი, უფერული და სხვა). ბერილს ფერს აძლევს სხვა და სხვა ელემენტების მინარევები.

საბადოების ადგილირედაქტირება

ბერილიუმის საბადოები მდებარეობს ბრაზილიის, არგენტინის, აფრიკის, ინდოეთის, ბურიატიის, ციმბირის ტერიტორიებზე[4]

იზოტოპებირედაქტირება

სტანდარტული ატომური მასარედაქტირება

ცეზიუმის სტანდარტულ ატომურ მასად მიღებულია — 9,0122, რომელიც როგორც წესი იანგარიშება ბუნებაში არსებულ ყველა სტაბილურ იზოტოპტთა საშუალო შეწონილი მასით, მათი დედამიწის ქერქსა და ატმოსფეროში გავრცელების პროპორციულად. ბუნებაში არსებობს ცეზიუმის მხოლოდ ერთი სტაბილური იზოტოპი (9Be), რომლის ატომური მასაც შეადგენს 9,012182.

ფიზიკური თვისებებირედაქტირება

ბერილიუმი — შედარებით მტკიცე, მაგრამ მყიფე მოვერცხლისფრო-თეთრი ლითონია. აქვს მაღალი ელასტიურობის მოდული — 300 გპა (ფოლადს აქვს — 200—210 გპა). ჰაერზე ის აქტიურად იფარება მდგრადი ოქსიდის BeO ფენით.

ქიმიური თვისებებირედაქტირება

ლითონური ბერილიუმი ოთახის ტემპერატურაზე შედარებით ნაკლებად შედის რეაქციაში. კომპაქტურად ის არ რეაგირებს წყალთან და მის ორთქლთან და არ იჟანგება ჰაერით 600 °С ტემპერატურამდე. ბერილიუმის ფხვნილი ცეცხლის მოკიდებისას იწვის ნათელი ალით, ამ დროს წარმოიქმნება ოქსიდი და ნიტრიდი. ბერილიუმთან ჰალოგენები რეაგირებენ 600 °С-ზე უფრო მაღალ ტემპერატ. ამიაკი ურთიერთქმედებს 1200 °С-ზე მეტ ტემპერატურაზე ნიტრიდების წარმოქმნით Be3N2, ხოლო ნახშირბადი იძლევა კარბიდს Ве2С 1700 °С-ზე. წყალბადთან ბერილიუმი არ რეაგირებს.

ბერილიუმი ადვილად იხსნება მჟავეების (გოგირდმჟავა, მარილმჟავა, აზოტმჟავა) წყლის ხსნარებში. ბერილიუმი ტუტის ხსნარებთან რეაქციაში შედის წყალბადის გამოყოფით და ჰიდროქსობერილატების წარმოქმნით:

Be + 2NaOH(р) + 2H2O = Na2[Be(OH)4] + H2

თუ კი ტუტესთან რეაქცია წარიმართება 400—500 °С-ზე მაშინ წარმოიქმნება დიოქსიბერილატები:

Be + 2NaOH(ж) = Na2BeO2 + H2

მიღებარედაქტირება

მარტივი ნივთიერების სახით ბერილიუმი მიიღეს XIX ს. - კალიუმის ზემოქმედებით ბერილიუმის ქლორიდზე:

 

ახლა კი ბერილიუმს იღებენ, ბერილიუმის ფტორიდისა და მაგნიუმის ჟანგვა-აღდგენის რეაქციით:

 ,

ან ბერილიუმის ქლორიდისა და ნატრიუმის ელექტროლიზით. ბერილიუმის პირველად მარილებს გამოყოფენ ბერილიუმ შემცველი მადნების გადამუშავებით.

გამოყენებარედაქტირება

შენადნობთა ლეგირირებარედაქტირება

ბერილიუმი ძირითადად გამოიყენება შენადნობთა მალეგირირებელი დანამატი. ბერილიუმის დაბატება იწვევს შენადნობების სიმაგრისა და სიმტკიცის მატებას, მისგან დამზადებული დეტალების ზედაპირის კოროზიისადმი მდგრადობას. ტექნიკაში ფართოდ გამოიყენება ბერილიუმიანი BeB (ზამბარიანი კონტაქტები) ტიპის ბრინჯაო. ფოლადში 0,5 % ბერილიუმის დამატება იძლევა საშუალებას მისგან ზამბარები დამზადეს.

რენტგენოტექნიკარედაქტირება

ბერილიუმი სუსტად შთანთქავს რენტგენულ გამოსხივებას, ამიტომაც მისგან ამზადებენ რენტგენული მილაკების ფანჯრებს (საიდანაც გამოსხივება გარეთ გამოდის).

ბირთვული ენერგეტიკარედაქტირება

ატომურ რეაქტორებში ბერილიუმისაგან ამზადებენ ნეიტრონების რეფლექტორებს (ამსხლეტი), მას გამოიყენებენ როგორც ნეიტრინების შემნელებელს. ზოგ α-რადიოაქტიურ ნუკლეიდებთან ნარევში ბერილიუმი გამოიყენება ნეიტრონის წყაროს ამპულებში, რადგან ბერილიუმ-9-ს ბირთვებისა და α-ნაწილაკების ურთიერთქმედებით წარმოიქმნება ნეიტრონები: 9Ве + α → n + 12C.

ბერილიუმის ოქსიდი ყველაზე მეტი თბოგამტარია სხვა ოქსიდებს შორის ასევე ის ლითონურ ბერილიუმთან ერთად გამოიყენება ატომურ ტექნიკაში, როგორც უფრო ეფექტიანი ნეიტრონების შემანელებელი და რეფლექტორი, ვიდრე სუფთა ბერილიუმი, ამასთან ერთად ბერილიუმის ოქსიდი ურანის ოქსიდთან ერთად გამოიყენება, როგორც ეფექტიანი ბირთვული საწვავი. ბერილიუმის ფტორიდი ლითიუმის ფტორიდთან ერთად შენადნობში გამოიყენება, როგორც თბომატარებელი და ურანის, პლუტონიუმის, თორიუმის მარილების გამხსნელი მაღალტემპერატურულ თხევადმარილური ატომურ რეაქტორებში. ბერილიუმის ფტორიდი გამოიყენება ატომურ ტექნიკაში მინის ხარშვისას, რომელიც გამოიყენება ნეიტრონის მცირე ნაკადების დასარგულირებლად. რომლის ყველაზე ტექნოლოგიური და ხარისხობრივი შემადგენლობა შემდეგია - (BeF2−60 %,PuF4−4 %,AlF3−10 %, MgF2−10 %, CaF2−16 %). ეს შემადგენლობა თვალნათლივ გვიჩვენებს პლუტონიუმის ნაერთის გამოყენების მაგალითს, როგორც კონსტრუქციული მასალა (ნაწილობრივ).

ლაზერული მასალებირედაქტირება

ლაზერულ ტექნიკაში გამოყენებას ჰპოვებს ბერილიუმის ალუმინატი, მყარსხეულიანი გამომსხივებლების დასამზადებლად (ღეროები, ფირფიტები).

აეროკოსმოსური ტექნიკარედაქტირება

აეროკოსმოსურ ტექნიკის მუხრუჭების, თბოეკრანების და დამიზნების სისტემების წარმოებაში ბერილიუმთან პრაქტიკულად ვერც ერთი კონსტრუქციული მასალა ვერ კონკურირებს. კონსტრუქციული მასალები, სადაც გამოყენებულია ბერილიუმი, ამასთანავე ხასიათდებიან სიმსუბუქით, სიმტკიცით, და მაღალ ტემპერატურებისადმი მდგრადობით. რომელიც ალუმინზე 1,5-ჯერ უფრო მსუბუქია, ასეთი შენადნობები ასევე უფრო მტკიცეა, ვიდრე ბევრი სპეციალური ფოლადი. აწყობილია ბერილიდების წარმოება, რომელიც გამოიყენება როგორც კონსტრუქციული მასალა რაკეტებისა და თვითმფრინავების ძრავებისა და გარე საფარის დამზადებაში.

სარაკეტო საწვავირედაქტირება

ღირს აღინიშნოს ლითონური ბერილიუმის მაღალი ღირებულება და მაღალი ტოქსიკურობა, ამასთან დაკავშირებით დიდი ძალისხმევაა მიმართული რათა გამოვლენილ იქნას ბერილიუმშემცველი საწვავები, რომლებსაც ნაკლები საერთო ტოქსიკურობა და ღირებულება ექნება. ერთ-ერთი ასეთი ნაერთი არის ბერილიუმის ჰიდრიდი.

ცეცხლგამძლე მასალებირედაქტირება

ბერილიუმის ოქსიდი გამოიყენება სპეციალურ შემთხვევისას, როგორც ძალიან მნიშვნელოვანი ცეცხლგამძლე მასალა. ის ითვლება როგორც ყველაზე კარგი ცეცხლგამძლე მასალა და ამასთან ის არის ყველაზე კარგი თბოგამტარი ცეცხლგამძლე მასალა.

ბიოლოგიური როლი და ფიზიოლოგიური მოქმედებარედაქტირება

ცოცხალ არსებებში ბერილიუმი არ ატარებს და არ წარმოადგენს რაღაც მნიშვნელოვან ბიოლოგიურ ფუნქციას. მაგრამ ბერილიუმს ძალუძს ზოგ ფერმენტებში მაგნიუმის ჩანაცვლება, რაც იწვევს მუშაობის დარღვევას. ზრდასრული ადამიანის ორგანიზმში (ტანის წონა 60 კგ) ბერილიუმის შემცველობაა 0,031 მგ, ყოველდღიურად მიიღებს საკვებთან ერთად — მიახლოებით 0,01 მგ.

ბერილიუმი — საწამლავია: ბერილიუმის აქროლადი (და ხსნადი) ნართები, მათ შორის მტვერი, რომელიც შეიცავს ბერილიუმის ნაერთებს, მაღალტოქსიკურია. ჰაერისათვის ბერილიუმი შეადგენს 0,001 მგ/მ³. ბერილიუმს ახასიათებს ნათლად გამოხატული ალერგიული და კანცეროგენული მოქმედება. ბერილიუმშემცველი ჰაერის შესუნთქვა იწვევს სასუნთქი გზების მძიმე დაავადებას — ბერილიოზს.

წყაროებირედაქტირება

ვიკისაწყობში არის გვერდი თემაზე:

სქოლიორედაქტირება