ბერილიუმი

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება
ბერილიუმი /Beryllium (Be)
ბერილიუმი
ელემენტის რიგითი ნომერი 4
მარტივი ნივთიერების გამოსახულება ღია სერი ფერის შედარებით მყარი
ლითონი.
ატომის თვისებები
ატომური მასა
(მოლური მასა)
9,01218 მ. ა. ე. (/მოლი)
ატომის რადიუსი 112 პმ
იონიზაციის ენერგია
(პირველი ელექტრონი)
898,8 (9,32) კჯ/მოლი (ევ)
ელექტრონული კონფიგურაცია [He] 2s2
ქიმიური თვისებები
კოვალენტური რადიუსი 90 პმ
იონური რადიუსი 35 (+2e) პმ
ელექტროუარყოფითობა
(პოლინგის თანახმად)
1.57
ელექტროდული პოტენციალი −1,69 В
ჟანგვის ხარისხი 2; 1
მარტივი ნივთიერებების თერმოდინამიკური თვისებები
ნივთიერების სიმკვრივე 1,848 /სმ³
ხვედრითი თბოტევადობა 16,44 /(·მოლი)
თბოგამტარობა 201 ვტ/(·კ)
დნობის ტემპერატურა 1551
დნობის სითბო 12,21 კჯ/მოლი
დუღილის ტემპერატურა 3243
აორთქლების სითბო 309 კჯ/მოლი
მოლური მოცულობა 5,0 სმ³/მოლი
მარტივი ნივთიერების კრისტალური მესერი
მესრის სტრუქტურა ჰექსაგონალური
მესრის პერიოდი Å
შეფარდება 1,567
დებაის ტემპერატურა 1000


ბერილიუმი — პერიოდული სისტემის მეორე პერიოდის, მეორე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ელემენტი, ატომური ნომერი 4. აღინიშნება სიმბოლით Be (ლათ. Beryllium). მაღალტოქსიკური ელემენტი. მარტივი ნივთიერება ბერილიუმი (CAS-ნომერი: 7440-41-7) — ღია სერი ფერის შედარებით მყარი ლითონი, აქვს საკმაოდ მაღალი ღირებულება[1].

ისტორია[რედაქტირება]

ბერილიუმი აღმოაჩინა ფრანგმა ფიზიკოსმა ლუი ნიკოლა ვოკლენმა 1798 წელს. ბერილიუმის შენაერთების სემადგენლობისა და მისი მინერალების კვლევაში დიდი წვლილი მიუძღვის რუს ქიმიკოს ივანე ავდეევსაც. სწორედ მან დაამტკიცა, რომ ბერილიუმის ოქსიდი შემადგენლობა არის BeO, და არა Be2O3, როგორც ადრე ითვლებოდა.

სახელწოდების წარმომავლობა[რედაქტირება]

ბერილიუმის დასახელება მოდის მინერალ ბერილიდან (ძვ. ბერძნ. βήρυλλος beryllos) (ბერილიუმის ან ალუმინის სილიკატი, Be3Al2Si6O18), რომელიც თავის მხრივ ქალაქ ბელურიდან ((ველურუ) სამხრეთ ინდოეთი, მადრასთან ახლოს) მოდის; ძველი დროიდან ინდოეთში ცნობილი იყო ზურმუხტის (ბერილის ნაირსახეობის) საბადოები. იმის გამო რომ ბერილის ნაერთების ხსნარებს წყალთან მოტკბო გემო ჰქონდა ელემენტს თავიდან უწოდეს «გლუცინიუმი» (ძვ. ბერძნ. γλυκύς glykys — ტკბილი).

ბერილიუმი ბუნებაში[რედაქტირება]

ბერილიუმის იზოტოპი 8Be ბუნებაში არ არსებობს, თავისი არამდგრადობის გამო, მისი ნახევრადდაშლის პერიოდია 10−18 с.[2] სტაბილურია 9Be. 9Be-ს გარდა ბუნებაში გვხვდება რადიოაქტიური შემდეგი იზოტოპები: 7Be და 10Be.

დედამიწის ქერქში ბერილიუმის შემცველობაა მიახლოებით 3,8 გ/ტ, ის მატულობს ულტრა ფუძედან (0,2 გ/ტ) მჟავე (5 გ/ტ) და ტუტე (70 გ/ტ) ქანებამდე. მაგმატიკურ ქანებში ბერილიუმის ძირითადი მასა დაკავშირებულია პლაგიოკლაზებით, სადაც ბერილიუმს ცვლის სილიციუმი. ყველაზე დიდი კონცენტრაციით ხასიათდება მისი მუქი ფერის მინერალები (ათეულ, იშვიათად ასობით გ/ტ). თუკი ბერილიუმი ტუტე ქანებში თითქმის იბნევა, მჟავე ქანების ფორმირებისას კი ის შეიძლება გროვდებოდეს პოსტმაგმატიკურ პროდუქტებში — პეგმატიტებში და პნევმატოლიტო-ჰიდროთერმულ სხეულებში. მჟავე პეგმატიტებში ბერილიუმის საკმაო რაოდენობის დაგროვება დაკავშირებულია ალბიტიზაციის და მუსკოვიტიზაციის პროცესთან. პეგმატიტებში ბერილიუმი წარმოქმნის თავის მინერალებს, მაგრამ მისი ნაწლი (მიახლ. 10 %) იზომორფულ ფორმაშია ქანწარმომქმნელ და მეორად მინერალებში (მიკროკლინი, ალბიტი, კვარცი და ა.შ.). ტუტე პეგმატიტებში ბერილიუმი იმყოფება ცოტა რაოდენობით იშვიათი მინერალების შემადგენლობაში: ევდიდიმიტი, ჩქალოვიტი, ანალციმი და ლეიკოფანი, სადაც შედის ანიონურ ჯგუფში. პოსტმაგმატიკური ხსნარებს გამოაქვთ ბერილიუმი მაგმიდან, ფტორშემცველი ემანაციის სახით და კომპლექსურ ნაერთებში ვოლფრამთან, კალასთან, მოლიბდენთან, ლითიუმთან ასოციაციაში.

ბერილიუმის შემცველობა ზღვის წყალში ძალიან მცირეა — 6×10−7 მგ/ლ.[3]

ცნობილია თვითონ ბერილიუმის 30-მდე მინერალი, მათგან მხოლოდ 6 ითვლება შედარებით უფრო გავრცელებულად: ბერილი, ქრიზობერილი, ბერტრანდიტი, ფენაკიტი, ჰელვინი, დანალიტი. სამრეწველო მნიშვნელობა აქვს ძირითადად ბერილს.

ბერილიუმის (ბერილის) ნაირსახეობები ითვლებიან ძვირფას ქვებად: აკვამარინი — ცისფერი, მომწვანო-ცისფერი, მოცისფრო-მწვანე; ზურმუხტი — მუქი-მწვანე, ნათელი-მწვანე; ჰელიოდორი — ყვითელი; არსებობს ბერილიუმის (ბერილის) სხვა ნაირსახეობები, რომლებიც ფერებით განსხვავდებიან (მუქი-ლურჯი, ვარდისფერი, წითელი, ღია-ცისფერი, უფერული და სხვა). ბერილს ფერს აძლევს სხვა და სხვა ელემენტების მინარევები.

საბადოების ადგილი[რედაქტირება]

ბერილიუმის საბადოები მდებარეობს ბრაზილიის, არგენტინის, აფრიკის, ინდოეთის, ბურიატიის, ციმბირის ტერიტორიებზე[4]

ფიზიკური თვისებები[რედაქტირება]

ბერილიუმი — შედარებით მტკიცე, მაგრამ მყიფე მოვერცხლისფრო-თეთრი ლითონია. აქვს მაღალი ელასტიურობის მოდული — 300 გპა (ფოლადს აქვს — 200—210 გპა). ჰაერზე ის აქტიურად იფარება მდგრადი ოქსიდის BeO ფენით.

ქიმიური თვისებები[რედაქტირება]

ლითონური ბერილიუმი ოთახის ტემპერატურაზე შედარებით ნაკლებად შედის რეაქციაში. კომპაქტურად ის არ რეაგირებს წყალთან და მის ორთქლთან და არ იჟანგება ჰაერით 600° С ტემპერატურამდე. ბერილიუმის ფხვნილი ცეცხლის მოკიდებისას იწვის ნათელი ალით, ამ დროს წარმოიქმნება ოქსიდი და ნიტრიდი. ბერილიუმთან ჰალოგენები რეაგირებენ 600° С-ზე უფრო მაღალ ტემპერატ. ამიაკი ურთიერთქმედებს 1200° С-ზე მეტ ტემპერატურაზე ნიტრიდების წარმოქმნით Be3N2, ხოლო ნახშირბადი იძლევა კარბიდს Ве2С 1700° С-ზე. წყალბადთან ბერილიუმი არ რეაგირებს.

ბერილიუმი ადვილად იხსნება მჟავეების (გოგირდმჟავა, მარილმჟავა, აზოტმჟავა) წყლის ხსნარებში. ბერილიუმი ტუტის ხსნარებთან რეაქციაში შედის წყალბადის გამოყოფით და ჰიდროქსობერილატების წარმოქმნით:

Be + 2NaOH(р) + 2H2O = Na2[Be(OH)4] + H2

თუ კი ტუტესთან რეაქცია წარიმართება 400—500° С-ზე მაშინ წარმოიქმნება დიოქსიბერილატები:

Be + 2NaOH(ж) = Na2BeO2 + H2

მიღება[რედაქტირება]

მარტივი ნივთიერების სახით ბერილიუმი მიიღეს XIX ს. - კალიუმის ზემოქმედებით ბერილიუმის ქლორიდზე:

\mathrm{BeCl_2 + 2 \ K \longrightarrow \ Be + 2 \ KCl}

ახლა კი ბერილიუმს ღებულობენ, ბერილიუმის ფტორიდისა და მაგნიუმის ჟანგვა-აღდგენის რეაქციით:

\mathrm{BeF_2 + \ Mg \longrightarrow \ Be + \ MgF_2},

ან ბერილიუმის ქლორიდისა და ნატრიუმის ელექტროლიზით. ბერილიუმის პირველად მარილებს გამოყოფენ ბერილიუმ შემცველი მადნების გადამუშავებით.

გამოყენება[რედაქტირება]

ბერილიუმი, სიწმინდე >99%, პოლიკრისტალური ფრაგმენტი

შენადნობთა ლეგირირება[რედაქტირება]

ბერილიუმი ძირითადად გამოიყენება შენადნობთა მალეგირირებელი დანამატი. ბერილიუმის დაბატება იწვევს შენადნობების სიმაგრისა და სიმტკიცის მატებას, მისგან დამზადებული დეტალების ზედაპირის კოროზიისადმი მდგრადობას. ტექნიკაში ფართოდ გამოიყენება ბერილიუმიანი BeB (ზამბარიანი კონტაქტები) ტიპის ბრინჯაო. ფოლადში 0,5 % ბერილიუმის დამატება იძლევა საშუალებას მისგან ზამბარები დამზადეს.

რენტგენოტექნიკა[რედაქტირება]

Searchtool-80%.png მთავარი სტატია : რენტგენოტექნიკა.

ბერილიუმი სუსტად შთანთქავს რენტგენულ გამოსხივებას, ამიტომაც მისგან ამზადებენ რენტგენული მილაკების ფანჯრებს (საიდანაც გამოსხივება გარეთ გამოდის).

ბირთვული ენერგეტიკა[რედაქტირება]

Searchtool-80%.png მთავარი სტატია : ბირთვული ენერგეტიკა.

ატომურ რეაქტორებში ბერილიუმისაგან ამზადებენ ნეიტრონების რეფლექტორებს (ამსხლეტი), მას გამოიყენებენ როგორც ნეიტრინების შემნელებელს. ზოგ α-რადიოაქტიურ ნუკლეიდებთან ნარევში ბერილიუმი გამოიყენება ნეიტრონის წყაროს ამპულებში, რადგან ბერილიუმ-9-ს ბირთვებისა და α-ნაწილაკების ურთიერთქმედებით წარმოიქმნება ნეიტრონები: 9Ве + α → n + 12C. ბერილიუმის ოქსიდი ყველაზე მეტი თბოგამტარია სხვა ოქსიდებს შორის ასევე ის ლითონურ ბერილიუმთან ერთად გამოიყენება ატომურ ტექნიკაში როგორც უფრო ეფექტიანი ნეიტრონების შემანელებელი და რეფლექტორი ვიდრე სუფთა ბერილიუმი, ამასთან ერთად ბერილიუმის ოქსიდი ურანის ოქსიდთან ერთად გამოიყენება როგორც ეფექტიანი ბირთვული საწვავი. ბერილიუმის ფტორიდი ლითიუმის ფტორიდთან ერთად შენადნობში გამოიყენება როგორც თბომატარებელი და ურანის, პლუტონიუმის, თორიუმის მარილების გამხსნელი მაღალტემპერატურულ თხევადმარილური ატომურ რეაქტორებში. ბერილიუმის ფტორიდი გამოიყენება ატომურ ტექნიკაში მინის ხარშვისას, რომელიც გამოიყენება ნეიტრონის მცირე ნაკადების დასარგულირებლად. რომლის ყველაზე ტექნოლოგიური და ხარისხობრივი შემადგენლობა შემდეგია -(BeF2−60 %,PuF4−4 %,AlF3−10 %, MgF2−10 %, CaF2−16 %). ეს შემადგენლობა თვალნათლივ გვიჩვენებს პლუტონიუმის ნაერთის გამოყენების მაგალითს როგორც კონსტრუქციული მასალა (ნაწილობრივ).

ლაზერული მასალები[რედაქტირება]

Searchtool-80%.png მთავარი სტატია : ლაზერული მასალები.

ლაზერულ ტექნიკაში გამოყენებას ჰპოვებს ბერილიუმის ალუმინატი, მყარსხეულიანი გამომსხივებლების დასამზადებლად (ღეროები, ფირფიტები).

აეროკოსმოსური ტექნიკა[რედაქტირება]

აეროკოსმოსურ ტექნიკის მუხრუჭების, თბოეკრანების და დამიზნების სისტემების წარმოებაში ბერილიუმთან პრაქტიკულად ვერც ერთი კონსტრუქციული მასალა ვერ კონკურირებს. კონსტრუქციული მასალები სადაც გამოყენებულია ბერილიუმი ამასთანავე ხასიათდებიან სიმჩატით, სიმტკიცით, და მაღალ ტემპერატურებისადმი მდგრადობით. რომელიც ალუმინზე 1,5-ჯერ უფრო მჩატეა, ასეთი შენადნობები ასევე უფრო მტკიცეა ვიდრე ბევრი სპეციალური ფოლადი. აწყობილია ბერილიდების წარმოება რომელიც გამოიყენება როგორც კონსტრუქციული მასალა რაკეტებისა და თვითმფრინავების ძრავებისა და გარე საფარის დამზადებაში.

სარაკეტო საწვავი[რედაქტირება]

Searchtool-80%.png მთავარი სტატია : სარაკეტო საწვავი.

ღირს აღინიშნოს ლითონური ბერილიუმის მაღალი ღირებულება და მაღალი ტოქსიკურობა, ამასთან დაკავშირებით დიდი ძალისხმევაა მიმართული რათა გამოვლენილ იქნას ბერილიუმშემცველი საწვავები რომლებსაც ნაკლები საერთო ტოქსიკურობა და ღირებულება ექნება. ერთერთი ასეთი ნაერთი არის ბერილიუმის ჰიდრიდი.

ცეცხლგამძლე მასალები[რედაქტირება]

Searchtool-80%.png მთავარი სტატია : ცეცხლგამძლე მასალები.

ბერილიუმის ოქსიდი გამოიყენება სპეციალურ შემთხვევისას, როგორც ძალიან მნიშვნელოვანი ცეცხლგამძლე მასალა. ის ითვლება როგორც ყველაზე კარგი ცეცხლგამძლე მასალა და ამასთან ის არის ყველაზე კარგი თბოგამტარი ცეცხლგამძლე მასალა.

ბიოლოგიური როლი და ფიზიოლოგიური მოქმედება[რედაქტირება]

ცოცხალ არსებებში ბერილიუმი არ ატარებს და არ წარმოადგენს რაღაც მნიშვნელოვან ბიოლოგიურ ფუნქციას. მაგრამ ბერილიუმს ძალუძს ზოგ ფერმენტებში მაგნიუმის ჩანაცვლება, რაც იწვევს მუშაობის დარღვევას. ზრდასრული ადამიანის ორგანიზმში (ტანის წონა 60 კგ) ბერილიუმის შემცველობაა 0,031 მგ, ყოველდღიურად მიიღებს საკვებთან ერთად — მიახლოებით 0,01 მგ.

ბერილიუმი — საწამლავია: ბერილიუმის მფრინავი (და ხსნადი) ნართები, მათ შორის მტვერი, რომელიც შეიცავს ბერილიუმის ნაერთებს, მაღალტოქსიკურია. ჰაერისათვის ბერილიუმი შეადგენს 0,001 მგ/მ³. ბერილიუმს ახასიათებს ნათლად გამოხატული ალერგიული და კანცეროგენული მოქმედება. ბერილიუმშემცველი ჰაერის შესუნთქვა იწვევს სასუნთქი გზების მძიმე დაავადებას — ბერილიოზს.

შენიშვნები[რედაქტირება]

  1. ბერილიუმი. მსოფლიო ბაზრების ფასები
  2. ბერილიუმი — Кругосвет
  3. J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965
  4. ქიმიური ელემენტების პოპულარული ბიბლიოთეკა. ბერილიუმი. წიგნი. მეცნიერება და ტექნიკა

წყაროები[რედაქტირება]

Commons-logo.svg
ვიკისაწყობში? არის გვერდი თემაზე: