Berílio: história, estrutura, propriedades, usos

O berílio é um elemento químico que pertence ao grupo dos metais alcalinotérreos e possui o número atômico 4 na tabela periódica. Descoberto em 1798 por Louis-Nicolas Vauquelin, o berílio é um metal leve, duro e de cor cinza-prateada. Suas propriedades únicas, como a alta rigidez, baixa densidade e boa condutividade térmica, o tornam um material bastante versátil e procurado em diversas aplicações industriais. Neste artigo, exploraremos a história, estrutura, propriedades e os principais usos do berílio.

Características e propriedades do berílio: descubra mais sobre esse elemento químico.

O berílio é um elemento químico com número atômico 4 e símbolo Be. Descoberto em 1798 por Louis-Nicolas Vauquelin, o berílio é um metal alcalino-terroso que possui diversas características e propriedades únicas.

Em sua estrutura, o berílio apresenta um arranjo cristalino hexagonal compacto, o que lhe confere uma alta rigidez e resistência mecânica. Além disso, o berílio é um metal leve, com densidade de aproximadamente 1,85 g/cm³, e possui um ponto de fusão elevado, em torno de 1287 °C.

Entre as propriedades do berílio, destaca-se a sua excelente condutividade térmica e elétrica, tornando-o um material ideal para aplicações em setores como a indústria aeroespacial e de defesa. Além disso, o berílio é altamente resistente à corrosão e possui baixa absorção de nêutrons, o que o torna adequado para uso em reatores nucleares.

Os usos do berílio são variados e incluem a fabricação de ligas metálicas utilizadas em equipamentos eletrônicos, como conectores e contatos elétricos, e em componentes de aeronaves e veículos espaciais. O berílio também é empregado na indústria de cerâmica e na produção de instrumentos ópticos de alta precisão.

Em suma, o berílio é um elemento químico com características e propriedades únicas, que o tornam um material valioso em diversas aplicações industriais e tecnológicas.

A composição do berilo: entenda como esse mineral é formado na natureza.

O berilo é um mineral composto por silicato de berílio e alumínio. Sua formação na natureza ocorre através do processo de cristalização em ambientes ricos em berílio. Geralmente encontrado em rochas ígneas, metamórficas e sedimentares, o berilo é formado a partir da combinação de elementos como berílio, alumínio, silício e oxigênio.

Os cristais de berilo podem variar em cores, sendo as mais comuns o verde, azul, amarelo e rosa. Sua estrutura cristalina é hexagonal, o que confere ao mineral uma alta dureza e resistência. Além disso, o berilo possui um brilho vítreo e é transparente a translúcido.

Entre as propriedades do berilo, destacam-se a sua leveza, condutividade elétrica e térmica, além de sua resistência à corrosão. Essas características tornam o mineral extremamente versátil e utilizado em diversas aplicações.

Os usos do berilo são variados, sendo comum sua utilização na fabricação de joias, como as esmeraldas e águas-marinhas. Além disso, o berilo é empregado na indústria aeroespacial, de electrónica e nuclear, devido às suas propriedades únicas.

Descubra qual é o estado físico do berílio neste momento.

O berílio é um elemento químico que pertence ao grupo 2 da tabela periódica, o mesmo grupo dos metais alcalino-terrosos. Ele possui o símbolo Be e número atômico 4. Descoberto em 1798 por Louis-Nicolas Vauquelin, o berílio é um metal leve, duro e de baixa densidade. Sua estrutura cristalina é hexagonal compacta, o que contribui para suas propriedades únicas.

Entre as principais propriedades do berílio estão a sua alta condutividade térmica e elétrica, bem como sua resistência à corrosão. Essas características fazem com que o berílio seja amplamente utilizado em aplicações que exigem materiais leves e resistentes, como na indústria aeroespacial e nuclear.

No entanto, é importante ressaltar que o berílio é tóxico e pode causar doenças respiratórias graves se inalado. Por isso, medidas de segurança devem ser tomadas ao lidar com esse metal. Atualmente, o berílio encontra-se no estado sólido à temperatura ambiente, devido ao seu ponto de fusão de 1287°C.

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Quantas camadas possui o elemento químico berílio na sua estrutura?

O elemento químico berílio é um metal alcalino-terroso que possui apenas duas camadas em sua estrutura atômica. Com número atômico 4 e símbolo Be, o berílio é um elemento leve e rígido, com propriedades únicas que o tornam muito útil em diversas aplicações.

O berílio foi descoberto em 1798 por Louis-Nicolas Vauquelin e isolado pela primeira vez em 1828 por Friedrich Wöhler. Sua estrutura atômica simples, com apenas duas camadas, contribui para suas propriedades únicas, como sua alta condutividade térmica e baixa densidade.

As propriedades do berílio incluem sua resistência à corrosão, sua capacidade de absorver nêutrons sem se tornar radioativo e sua excelente rigidez. Essas características tornam o berílio um material valioso em aplicações que exigem leveza, rigidez e resistência à corrosão, como na indústria aeroespacial e na fabricação de equipamentos eletrônicos.

Além disso, o berílio é frequentemente utilizado em ligas metálicas, como a liga de berílio-cobre, devido à sua capacidade de aumentar a resistência e a condutividade elétrica dos materiais. No entanto, é importante ressaltar que o berílio é um material tóxico que pode causar doenças graves se inalado ou ingerido.

Em resumo, o elemento químico berílio possui apenas duas camadas em sua estrutura atômica, o que contribui para suas propriedades únicas e sua ampla gama de usos industriais. Apesar de seus benefícios, é fundamental manusear o berílio com cuidado devido aos riscos associados à sua toxicidade.

Berílio: história, estrutura, propriedades, usos

O berílio é um elemento de metal pertencente ao grupo II ou 2 da tabela periódica. É o metal alcalino-terroso mais leve do grupo e é representado pelo símbolo Be. Seu átomo e cátion também são menores que os de seus pares (Mg, Ca, Sr …).

Devido à sua densidade de carga incomum, esse metal geralmente não ocorre isoladamente. São conhecidos cerca de 30 minerais que o contêm, entre os quais: beril (3BeO · Al 2 O 3 · 6SiO 2 · 2H 2 O), bertrandita (4BeO.2SiO 2 .2H 2 O), crisoberil (BeAl 2 ou 4 ) e o fenacita (Be 2 Si 4 ).

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Sementes metálicas de berílio. Fonte: W. Oelen [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

A esmeralda, uma pedra preciosa, é uma variante do berilo. No entanto, o berílio puro não é tão chamativo; Parece brilhos acinzentados claros (imagem acima) e foi conseguido na forma de pepitas ou drageias.

O berílio possui um conjunto de propriedades físicas características. Tem baixa densidade; altas condutâncias térmicas e elétricas, bem como sua capacidade térmica e dissipação de calor; Não é um metal magnético; e também possui uma combinação adequada de rigidez e elasticidade.

Todas essas propriedades levaram o berílio a ser um metal com muitas aplicações, desde o uso em ligas de cobre para fabricação de ferramentas até o uso em foguetes, aviões, carros, reatores nucleares, equipamentos de raios-X, ressonância magnético nuclear, etc.

O berílio possui 10 isótopos conhecidos, variando de 5 Be a 14 Be, sendo 9 Be o único estável. Também é um metal muito tóxico, que afeta especialmente o sistema respiratório, por isso há uma limitação no seu uso.

História de sua descoberta

O berílio foi descoberto por Louis-Nicolas Vauguerin em 1798 como um elemento de composição do mineral berílico e um silicato de alumínio e berílio.

Posteriormente, o químico alemão Frederic Wöhler, em 1828, conseguiu isolar o berílio reagindo ao potássio com cloreto de berílio em um cadinho de platina.

Simultaneamente e de forma independente, o químico francês Antoine Bussy também conseguiu o isolamento do berílio. Wöhler foi o primeiro a sugerir o nome berílio para metal.

Recebeu seu nome atual no ano de 1957, pois era conhecido anteriormente como glucínio, devido ao sabor doce de alguns de seus sais. Mas, para evitar confusão com outros compostos com sabor doce e com uma planta chamada glucina, decidiu-se mudar o nome para berílio.

Estrutura de berílio

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Estrutura cristalina de berílio. Fonte: Usuário: Dornelf [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Sendo o berílio o mais leve dos metais alcalino-terrosos, o volume de seus átomos deve ser o menor de todos. Os átomos de berílio interagem entre si através da ligação metálica, de modo que seu “mar de elétrons” e as repulsões entre os núcleos modelam a estrutura do cristal resultante.

Os cristais de berílio preto são então formados. Esses cristais têm uma estrutura hexagonal (imagem superior), onde cada átomo de Be tem seis vizinhos laterais e outros três nos planos acima e abaixo.

Sendo os cristais pretos, é útil imaginar que os pontos pretos da estrutura hexagonal são substituídos por átomos de berílio. Essa é uma das estruturas mais compactas que um metal pode adotar; e faz sentido que os pequenos átomos de Be “apertem” tanto para evitar a menor quantidade de vazio ou número de lacunas entre eles.

Configuração eletrônica

1s 2 2s 2

Qual é igual a 4 elétrons, dos quais 2 são de Valência. Se um elétron for promovido para o orbital 2p, serão utilizados dois híbridos sp híbridos. Assim, nos compostos de berílio, pode haver geometrias lineares, X-Be-X; por exemplo, a molula isolada de BeCl 2 , Cl-BeCl.

Propriedades

Descrição física

Aço cinza sólido, brilhante e quebradiço.

Ponto de fusão

1287 ° C.

Ponto de ebulição

2471 ° C.

Densidade

– 1,848 g / cm 3 temperatura ambiente.

– 1,69 g / cm 3 no ponto de fusão (estado líquido).

Raio atômico

112 pm

Raio covalente

90 pm

Volume atômico

5 centímetros 3 / mol.

Calor específico

1.824 J / g · mol a 20 ° C.

Calor de fusão

12,21 kJ / mol.

Calor por evaporação

309 kJ / mol.

Eletronegatividade

1,57 na escala de Pauling.

Potencial padrão

1,70 V.

Velocidade do som

12.890 m / s.

Expansão térmica

11,3 µm / m · K a 25 ° C.

Condutividade térmica

200 w / m · K.

Propriedades químicas

O berílio é revestido com uma camada de óxido de berílio (BeO) que o protege no ar à temperatura ambiente. A oxidação do berílio ocorre a temperaturas acima de 1000 ° C, resultando em produtos de óxido de berílio e nitreto de berílio.

Também é resistente à ação do ácido nítrico 15 M. Mas é dissolvido em ácido clorídrico e álcalis, como o hidróxido de sódio.

Aplicações

Fabricação de ferramentas

O berílio forma ligas com cobre, níquel e alumínio. Em particular, a liga com cobre produz ferramentas de grande dureza e resistência, constituindo apenas 2% do peso da liga.

Essas ferramentas não produzem faíscas ao atingir o ferro, o que permite que sejam usadas em ambientes com alto teor de gases combustíveis.

Devido à sua baixa densidade, é leve, o que, juntamente com sua rigidez, permite seu uso em aeronaves espaciais, foguetes, mísseis e aviões. A liga com berílio tem sido utilizada na fabricação de autopeças. Também foi utilizado na fabricação de molas.

Devido à grande dureza que o berílio confere às suas ligas, estas têm sido utilizadas nos freios de aeronaves militares.

Fabricação de espelho

O berílio tem sido utilizado na produção de espelhos devido à sua estabilidade dimensional e sua capacidade de ter alto polimento. Esses espelhos são usados ​​em satélites e em sistemas de controle de incêndio. Além disso, eles são usados ​​em telescópios espaciais.

Na radiação ionizante

O berílio é um elemento de baixa densidade, por isso pode ser considerado transparente aos raios X. Esse recurso permite seu uso na construção das janelas dos tubos que produzem raios X, para aplicação industrial e no diagnóstico médico. .

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Além disso, o berílio é usado nas janelas dos detectores de emissões radioativas.

Em equipamentos geradores de magnetismo

Entre as características do berílio, não está sendo um elemento magnético. Isso permite que seja utilizado na construção de artigos de equipamentos de ressonância magnética, nos quais são gerados campos magnéticos de grande intensidade, minimizando qualquer interferência.

Reatores nucleares

Devido ao seu alto ponto de fusão, encontrou aplicação em reatores nucleares e em cerâmica. O berílio é usado como moderador de reações nucleares e como produtor de nêutrons:

9 Be + 4 He (α) => 12 C + n (nêutron)

Estima-se que, para um milhão de átomos de berílio bombardeados com partículas α, sejam produzidos até 30 milhões de nêutrons. Precisamente essa reação nuclear permitiu a descoberta do nêutron.

James Chadwick bombardeou átomos de berílio com partículas de α (He). O pesquisador observou a liberação de partículas subatômicas, sem carga elétrica, o que levou à descoberta de nêutrons.

Protetor de metal

A adição de uma quantidade de berílio na superfície dos metais que podem ser oxidados oferece alguma proteção. Por exemplo, a inflamabilidade do magnésio é reduzida e o brilho das ligas de prata é prolongado.

Onde está?

O berilo é encontrado no pegmatito, associado à mica, feldspato e quartzo. Usando uma técnica de flotação, é possível separar uma mistura de berila e feldspato. Posteriormente, o feldspato e o beril são concentrados e submetidos a um tratamento com hipoclorito de cálcio.

Após um tratamento com ácido sulfúrico e sulfonato de potássio, através de uma diluição, é conseguida a flutuação do berilo, separando-o do feldspato.

O berilo é tratado com fluorosilicato de sódio e soda a 770 ° C para formar fluoroberilato de sódio, óxido de alumínio e dióxido de silício. Em seguida, o hidróxido de berílio é precipitado da solução de fluoroberilato de sódio com hidróxido de sódio.

O fluoreto de berílio é formado pela reação do hidróxido de berílio com o fluoreto de hidrogênio amoniacal, produzindo tetrafluroberilato de amônio. Isso é aquecido para formar fluoreto de berílio, que é tratado com magnésio quente para isolar o berílio.

Riscos

O berílio como um metal finamente dividido, na forma de soluções, pó seco ou fumaça, é muito tóxico e pode causar dermatites. No entanto, a maior toxicidade é causada por inalação.

Inicialmente, o berílio pode induzir hipersensibilidade ou alergia, que pode se tornar beriliose ou doença crônica do berílio (CBD). Esta é uma doença grave, caracterizada por uma diminuição da capacidade pulmonar.

A doença aguda é rara. Nas doenças crônicas, há formação de granuloma em todo o corpo, principalmente nos pulmões. A beriliose crônica causa dispnéia progressiva, tosse e fraqueza geral (astenia).

Beriliose aguda pode ser fatal. Na beriliose, ocorre perda progressiva da função respiratória, pois há obstrução no fluxo de gases no trato respiratório e diminuição da oxigenação do sangue arterial.

Referências

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  2. Centro Nacional de Informação Biotecnológica. (2019). Berílio Banco de Dados PubChem. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
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