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 ).

Berílio: história, estrutura, propriedades, usos 1

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

Berílio: história, estrutura, propriedades, usos 2

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. .

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

  1. Sociedade Real de Química. (2019). Berílio Recuperado de: rsc.org
  2. Centro Nacional de Informação Biotecnológica. (2019). Berílio Banco de Dados PubChem. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (15 de março de 2019). Fatos de berílio. Recuperado de: thoughtco.com
  4. Wikipedia (2019). Berílio Recuperado de: en.wikipedia.org
  5. Lenntech BV (2019). Berílio-Be. Recuperado de: lenntech.com
  6. Materio Corporation. (2019). Aprenda sobre o elemento berílio Recuperado em: beryllium.com
  7. D. Michaud. (12 de abril de 2016). Problema de extração e processamento de berílio. 911 Metalurgista. Recuperado de: 911metallurgist.com
  8. Timothy P. Hanusa (5 de janeiro de 2016). Berílio Encyclopædia Britannica. Recuperado de: britannica.com
  9. Lee S. Newman. (2014). Doença de berílio Manual MSD. Recuperado de: msdmanuals.com

Deixe um comentário

Este site usa cookies para lhe proporcionar a melhor experiência de usuário. política de cookies, clique no link para obter mais informações.

ACEPTAR
Aviso de cookies