Beryllium – Web o chemii, elektronice a programování

Obsah

Beryllium je nejlehčím kovem 2. skupiny PSP. Je to tvrdý, šedý kov s velmi vysokou teplotou tání. V čistém stavu i ve sloučeninách je velmi toxický. Jedná se o monoizotopický prvek.

Atomové číslo	4	Počet stabilních izotopů	1
Atomová hmotnost	9,0121	Elektronová konfigurace	1s² 2s²
Teplota tání [°C]	1287	Teplota varu [°C]	2970
Elektronegativita	1,57	Hustota [kg.dm^-3]	1,85

Vlastnosti beryllia

V přírodě se vyskytuje pouze ve formě beryllnatých solí. Nejdůležitějším minerálem je modrozelený beryl – Be₃Al₂(SiO₃)₆, který je výchozí látkou pro přípravu kovového beryllia. Jeho obsah v zemské kůře je asi 2 ppm, je srovnatelný s cínem, europiem a arsenem.

Izotopy

Beryllium má jediný stabilní izotop, ⁹Be. Dále známe 11 radioizotopů a tři jaderné izomery v rozmezí nukleonových čísel 5–16.[6] V přírodě se vyskytují tři izotopy.

Izotop	Poločas rozpadu	Zastoupení v přírodě
⁷Be	53,22 dnů	stopové
⁹Be	stabilní	100 %
¹⁰Be	1,387 ×10⁶ let	stopové

⁷Be

Izotop ⁷Be vzniká působením kosmického záření ve stratosféře:

¹⁴N + p → ⁷Be + 2 α
¹⁴N + n → ⁷Be + ⁸Li

Vznikající atomy beryllia jsou ionizované, díky tomu se zachytávají na částice aerosolu a srážkami se dostávají do půdy a pozemních vod.

Pro výzkumné účely se připravuje ozařováním lithia urychlenými protony:

⁷Li + p → ⁷Be + n

¹⁰Be

Izotop ¹⁰Be vzniká působením kosmického záření na dusík a kyslík v zemské atmosféře:

$$^{14}_{\ \ 7}\textrm{N}\ +\ ^1_0\textrm{n}\ \rightarrow\ ^{10}_{\ \ 4}\textrm{Be}\ +\ ^1_1\textrm{p}\ +\ ^4_2\alpha \\
^{16}_{\ \ 8}\textrm{O}\ +\ ^1_0\textrm{n}\ \rightarrow\ ^{10}_{\ \ 4}\textrm{Be}\ +\ 2\ ^1_1\textrm{p}\ +\ ^4_2\alpha \\$$

Kosmogenní ¹⁰Be se využívá ke sledování geochemických, geofyzikálních a oceánografických studiích. Ke stanovení se využívá urychlovačová hmotnostní spektrometrie (Accelerator Mass Spectrometry, AMS).

Použití

Beryllium je velmi lehký kov s vysokou teplotou tání, využívá se pro vytvrzování mědi. Tzv. berylliový bronz, což je slitina mědi s 0,2-2,75 % beryllia má pevnost až šestkrát vyšší než samotná měď.[4,5]

Francouzák ze slitiny mědi s berylliem. Zdroj: Guy Immega/Commons

Velkou výhodou je i malá teplotní roztažnost, díky ní bylo beryllium (konkrétně O-30-H Beryllium) zvoleno jako materiál pro zrcadla vesmírného teleskopu Jamese Webba (JWST), blíže je to rozebráno u zlata, kterým je zrcadlo potaženo.

Chemické vlastnosti

Beryllium vytváří hlavně sloučeniny v oxidačním čísle +II, ale známe i sloučeniny v oxidačním čísle +I. V roce 2023 byla publikována příprava první sloučeniny s vazbou Be-Be.

S kyslíkem za laboratorní teploty nereaguje, s vodou pouze na povrchu. V koncentrované kyselině dusičné se za studena nerozpouští, ve zředěné se pasivuje.

NMR

Je využíváno hlavně pro studium komplexů beryllia. Jádro ⁹Be je kvadrupolární, takže pro větší, nesymetrické molekuly poskytuje široké linie, ale symetrické komplexy dávají linie užší. Standardem je roztok BeSO₄ v D₂O.

	⁹Be
Spin	3/2
Zastoupení v přírodě [%]	100
Citlivost vzhledem k ¹H	0,0139
Citlivost vzhledem k ¹³C	81,5
Rezonanční frekvence v poli 1 T	5,9842
Rozsah chemických posunů	-18 až 28 ppm

Chemické posuny

Typ sloučeniny	Rozsah chemických posunů [ppm]
Koordinační číslo 3	18-13
Koordinační číslo 2	15-7
Koordinační číslo 4	7-(-2)
BeSO₄	0
Cyklopentadienylové komplexy (a podobné)	-18-(-28)

Odkazy

Beryllium na české wikipedii
Beryllium na anglické wikipedii
⁹Be NMR
What’s the beryllium copper?
GREENWOOD, N. N. a Alan EARNSHAW. Chemie prvků. Praha: Informatorium, 1993. ISBN 80-85427-38-9.
HÁLA, Jiří. Radioaktivní izotopy. Tišnov: Sursum, 2013, 374 s. ISBN 978-80-7323-248-1.

Navigace

2 Replies to “Beryllium”