Quali sono le proprietà del berillio
Il berillio, il cui numero atomico è 4, appartiene al secondo ciclo degli elementi del secondo gruppo principale ed è anche l'elemento metallico alcalino-terroso più leggero. Il berillio metallico è di colore grigio acciaio, il punto di fusione è di 1283 DEG C, il punto di ebollizione di 2570 DEG C, la densità di 1,848g/cm. Il berillio naturale ha tre isotopi: il berillio 7, il berillio 8 e il berillio 10. Il 9Be è l'unico nuclide stabile del berillio. Il minerale di berillio ha più di 30 tipi, il berillo (3BeO - AlO3 - 6SiO2), la fenacite (2BeO - SiO2), il crisoberillo (BeO - Al2O3) hanno valore economico, c'è la risorsa più ricca di berillio negli Stati Uniti. Come primo membro dei metalli alcalino-terrosi, appartiene ai metalli leggeri rari, con bassa densità, alto punto di fusione, alto modulo elastico, alta resistenza alla trazione, eccellenti proprietà termiche, buona stabilità dimensionale, bassa sezione d'urto di assorbimento dei neutroni, trasmissione dei raggi X e altre numerose prestazioni eccellenti, è il materiale indispensabile nell'industria aerospaziale, aeronautica, elettronica e nucleare, di solito chiamato "super metallo", "punta di metallo".
Proprietà del berillio
Proprietà fisiche
Il berillio è un metallo raro e leggero, con una densità atomica ridotta (solo 1,847 g/cm). Il punto di fusione è più alto (1283 DEG C). Il berillio ha una disposizione densa di sei lati. La transizione di fase avviene a 1254 DEG C, che è la struttura del beta-Be. Il berillio ha la maggiore capacità termica di tutti i metalli. A temperatura ambiente, il calore specifico è pari a 1,8828 J/gK, e il berillio assorbe più calore di altri metalli, e questa proprietà permane fino al punto di fusione. La conducibilità termica del berillio a temperatura ambiente è di 0,15kW/(m.K). Il coefficiente di espansione termica del berillio è simile a quello dell'acciaio inossidabile e della lega Ni-Co, e anche la diffusività termica è buona.
La riflettività del berillio alla luce visibile è del 50%, quella alla luce ultravioletta del 55% e quella all'infrarosso del 98%. La trasmittanza dei raggi X è elevata ed è un ingrediente essenziale della finestra a raggi X.
Il modulo di elasticità del berillio è molto elevato (309000 MPa), circa 4 volte quello dell'alluminio, 2,5 volte quello del titanio e 1,5 volte quello dell'acciaio. La rigidità specifica è circa 6 volte quella dell'acciaio, dell'alluminio e del titanio. Inoltre, il tasso di assorbimento dei neutroni termici del berillio è il più piccolo di tutti i metalli, mentre la sezione d'urto di diffusione è molto grande.
Inoltre, il berillio è un metallo grigio acciaio leggero. Il berillio ha una durezza superiore a quella dei suoi omologhi, a differenza di calcio, stronzio e bario, che possono essere tagliati con un coltello.
Proprietà chimiche
Il berillio è un metallo molto reattivo, che ha una grande affinità con l'ossigeno e può reagire con quest'ultimo a temperatura ambiente per produrre una sottile pellicola di ossido protettivo sulla sua superficie. Quando la temperatura è inferiore a 600 gradi, il berillio in aria secca può essere ossidato a lungo; se la temperatura è superiore a 600 DEG C, il tasso di ossidazione aumenta gradualmente. Quando la temperatura raggiunge gli 800 DEG C, il grado di ossidazione non è molto grave se rimane per un breve periodo.
Il berillio e il litio possono formare uno strato di ossido protettivo nell'aria, quindi anche molto stabile. È insolubile in acqua fredda, leggermente solubile in acqua calda, solubile in acido cloridrico diluito, acido solforico diluito e soluzione di idrossido di potassio e idrogeno. Il berillio metallico ha un'evidente resistenza alla corrosione rispetto al sodio metallico privo di ossigeno, anche a temperature più elevate. Lo stato di valenza del berillio è positivo, il che porta alla formazione di polimeri e di una classe di composti covalenti con una notevole stabilità termica.
La natura anomala del berillio
La struttura a strati degli elettroni di valenza dell'atomo di Be è 2S (2), il suo raggio atomico è di 89pm, il raggio dello ione Be (2+) è di 31pm e l'elettronegatività del Be è di 1,57. Il berillio, a causa del raggio atomico e del raggio ionico molto piccoli, ha un'elettronegatività relativamente alta, per cui la tendenza al legame covalente del berillio è significativa, a differenza di altri elementi della famiglia che formano principalmente composti ionici. Pertanto, il berillio presenta spesso proprietà anomale, distinte da quelle di altri elementi della stessa famiglia.
(1) Il berillio è facile da formare una pellicola protettiva compatta grazie alla sua superficie, ma non reagisce con l'acqua, mentre altri metalli come magnesio, calcio, stronzio e bario reagiscono facilmente con l'acqua.
(2) L'idrossido di berillio è bisessuale, mentre le persone di altri elementi sono in forte alcalinità o idrossido alcalino.
(3) I sali di berillio sono fortemente idrolizzati per formare lo ione tetraedrico [Be (H2O) 2]2+, e il legame Be-O è forte, il che indebolisce il legame O-H, cosicché gli ioni berillio idratati hanno la tendenza a perdere protoni:
I sali di berillio sono acidi in acqua pura. I sali degli elementi della stessa famiglia (tranne il magnesio) non si idrolizzano.
