4 Be 9.012

Бериллий

Щёлочноземельный металл Beryllium твёрдое

[He] 2s² · 2 · 2

← Li Литий B Бор →

Лёгкий, очень жёсткий и крайне токсичный металл. По удельной жёсткости бериллий превосходит сталь в шесть раз, а для рентгеновских лучей почти прозрачен — сочетание, которого нет больше ни у одного элемента.

3D-модель

Модель Бора: ядро и электронные оболочки по конфигурации. Валентные электроны подсвечены.

Тяните, чтобы вращать; колесо — масштаб

Атомные свойства

Атомный номер: 4
Атомная масса: 9.012 а.е.м.
Электронная конфигурация: [He] 2s²
Электроны по оболочкам: 2 · 2
Блок: s-блок
Группа: Щёлочноземельные металлы
Период: 2
Электроотрицательность (Полинг): 1.57
Электроотрицательность (Аллен): 1.58
Атомный радиус: 112 pm
Ковалентный радиус: 96 pm
Ван-дер-ваальсов радиус: 153 pm
1-я энергия ионизации: 899.5 kJ/mol
2-я энергия ионизации: 1 757.1 kJ/mol
3-я энергия ионизации: 14 849 kJ/mol
Сродство к электрону: 0 kJ/mol
Характерные степени окисления: +2
Степени окисления: +2

Физические свойства

Состояние при 25 °C: твёрдое
Плотность: 1.85 g/cm³
Температура плавления: 1 560 K · 1 286.9 °C
Температура кипения: 2 742 K · 2 468.9 °C
Скорость звука: 12 890 m/s

Тепловые свойства

Теплота плавления: 12.2 kJ/mol
Теплота испарения: 292 kJ/mol
Удельная теплоёмкость: 1.825 J/(g·K)
Теплопроводность: 200 W/(m·K)

Механические свойства

Модуль Юнга: 287 GPa
Модуль сдвига: 132 GPa
Модуль объёмного сжатия: 130 GPa
Коэффициент Пуассона: 0.032
Твёрдость по Моосу: 5.5
Твёрдость по Бринеллю: 600 MPa

Электрические и магнитные свойства

Удельное сопротивление: 36 nΩ·m
Магнитный тип: диамагнетик
Точка Кюри: нет данных
Точка Нееля: нет данных
Температура сверхпроводимости: 0.026 K

Кристаллическая структура

Кристаллическая решётка: гексагональная плотноупакованная (ГПУ)
Параметры решётки: a = 228.58 pm · c = 358.43 pm

Распространённость

В земной коре: 2.8 mg/kg
В океане: 6·10⁻⁷ mg/L
Во Вселенной: 0.001 mg/kg
В теле человека: 4·10⁻⁵ mg/kg

Изотопы

Изотоп	Распространённость	Период полураспада	Тип распада
⁹Be	100 %	стабилен	—
¹⁰Be	—	1.39 млн лет	β−

Бериллий-10 с периодом полураспада 1,4 млн лет образуется в атмосфере под действием космических лучей и служит для датирования ледяных кернов и поверхностей горных пород.

Открытие

Год открытия: 1798
Кто открыл: Луи Никола Воклен
Где: Франция
Происхождение названия: от названия минерала берилл, в котором был открыт

История

Луи Воклен в 1798 году выделил оксид нового элемента из берилла и изумруда, заметив, что их состав не сводится к известным веществам. Чистый металл получили лишь в 1828 году Вёлер и Бюсси, независимо друг от друга.

Где встречается

В коре 2,8 мг/кг. Главные минералы — берилл (его прозрачные разновидности известны как изумруд и аквамарин) и бертрандит. Крупнейшая добыча — в штате Юта.

Как получают

Из бертрандита и берилла через гидроксид, затем фторид, который восстанавливают магнием. Металл получают в небольших количествах: мировое производство — сотни тонн в год.

Роль в живой природе

Биологической роли нет. Организм воспринимает бериллий как чужеродный антиген: у части людей развивается стойкая иммунная сенсибилизация.

Безопасность

Вдыхание пыли и паров вызывает бериллиоз — хроническое гранулематозное поражение лёгких, которое может развиться спустя годы после единственного контакта. Соединения бериллия канцерогенны.

Применение

Окна рентгеновских трубок и детекторов — бериллий почти не поглощает мягкое рентгеновское излучение
Бериллиевая бронза: немагнитный сплав, не дающий искры, для инструмента во взрывоопасных средах
Зеркала космических телескопов, включая главное зеркало James Webb
Замедлитель и отражатель нейтронов в ядерных реакторах
Конструкции аэрокосмической техники, где важна жёсткость при малой массе

Любопытные факты

Бериллий — один из немногих элементов с единственным стабильным изотопом и при этом чётным числом протонов.
Изумруд — это берилл, окрашенный примесью хрома; аквамарин — тот же берилл с железом.
Именно облучая бериллий альфа-частицами, Джеймс Чедвик в 1932 году открыл нейтрон.
Бериллий-8 живёт 10⁻¹⁶ секунды — этот «провал» в таблице масс делает синтез углерода в звёздах трёхчастичным процессом.
Главное зеркало телескопа James Webb сделано из бериллия: он почти не деформируется при охлаждении до 50 К.