protonové číslo 4
relativní atomová hmotnost 9.012
elektronegativita 1.5
elektronová konfigurace [He]2s2
hustota (g·cm-3) 1.85
teplota tání (°C) 1287.0
teplota varu (°C) 2500.0

Beryllium (4Be)

historie

  • beryllium objevil v roce 1798 mineralog R. J. Haüy při pozorování berylu z Limoges a smaragdu z Peru
  • L. N. Vauquelin zjistil, že obsahují nejen oxid hlinitý a oxid křemičitý, ale také novou složku nazývanou berylová zemina, která silně připomíná oxid hlinitý, ale netvoří kamence
  • prvek připravil v roce 1828 F. Wöhler redukcí chloridu beryllnatého (BeCl2) kovovým draslíkem a navrhl název (latinsky beryllus z řeckého beryllos)
  • v roce 1898 P. Lebeau připravil prvek elektrolyticky z fluoridu beryllnatého (BeF2)

výskyt

  • v zemské kůře málo rozšířené
  • snadno dostupné, protože beryl tvoří povrchová ložiska v pegmatitových horninách
  • beryl - Be3Al2Si6O18
  • chrysoberyl - Al2BeO4
  • fenakit - Be2SiO4
  • vzácné odrůdy berylu drahokamy – smaragd (zelený), akvamarín (modrozelený)

průmyslová výroba

  • vyrábí se pražením berylu s fluoridem sodno-křemičitým (Na2SiF6) při teplotě 700 – 750 °C
  • kov se připravuje redukcí fluoridu berylnatého hořčíkem při teplotě 1300°C
  • nebo elektrolýzou roztaveného chloridu beryllnatého (BeCl2) s chloridy alkalických kovů

fyzikální vlastnosti

  • stříbrobílý, lehký, tvrdý kov
  • na vlhkém vzduchu stálý (vytváří na povrchu vrstvičku oxidu)
  • za červeného žáru tažný a kujný
  • sloučeniny beryllia jsou jedovaté

chemické vlastnosti

    kovové Be není pod teplotou 600°C reaktivní
  • s vodou nereaguje ani za červeného žáru
  • neoxiduje se ani vzdušným kyslíkem
  • ve formě prášku jasně hoří – vzniká oxid beryllnatý (BeO) a nitrid beryllnatý (Be3N2)
  • s halogeny reaguje při teplotě okolo 600°C za vzniku BeX2
  • chalkogeny (S, Se, Te) vyžadují vyšší teplotu – vznikají BeS, BeSe, BeTe
  • s amoniakem reaguje za teploty 1200°C; vzniká nitrid beryllnatý a vodík:
    2NH3 + 3Be → Be3N2 + 3H2
  • s uhlíkem reaguje za teploty 1700°C – vzniká karbid – Be2C
  • nereaguje přímo s vodíkem
  • reaguje s roztoky alkalických hydroxidů:
    NaOH + 2H2O + Be → Na[Be(OH)3] + H2
  • rozpouští se ve vodném roztoku hydrogenfluoridu amonného (NH4HF2) - technicky důležitá rekce sloužící pro přípravu bezvodého BeF2 a čistého Be:
    2NH4HF2(aq) + Be → (NH4)2BeF4 + H2
    (NH4)2BeF4 → BeF2 + NH4F) (t = 280°C)
  • rozpouští se ve zředěných kyselinách (HCl, H2SO4, HNO3)
  • studená koncentrovaná HNO3 Be pasivuje

užití

  • zvyšování pevnosti mědi (2% Be - vzroste pevnost Cu 6krát)
  • slitina s hliníkem - letecký průmysl (nemagnetické, odolné proti korozi)
  • neutronový moderátor a reflektor v jaderných reaktorech
  • okénka v rentgenových trubicích - dobře propouští X paprsky (17krát lépe než Al)

sloučeniny

  • hydrid beryllnatý (BeH2)
    • příprava redukcí chloridu beryllnatého hydridem lithným:
      BeCl2 + 2LiH → BeH2 + 2LiCl
    • bílá amorfní látka
    • zahříváním nad 250°C začíná uvolňovat vodík
    • kyselinami se rychle hydrolyzuje za uvolnění vodíku
  • smíšený hydrid (BeB2H8)
    • připraví se (za nepřítomnosti rozpouštědla) reakcí chloridu beryllnatého s hydridem lithno-boritým v zatavené trubici při teplotě 120 °C:
      BeCl2 + 2LiBH4 → BeB2H8 + 2LiCl
    • těkavá látka
    • struktura této sloučeniny není známa
  • halogenidy (BeX2)
    • bezvodé halogenidy beryllia nelze získat reakcemi ve vodných roztocích, protože vznikají hydráty a při dehydrataci dochází k hydrolýze
    • fluorid beryllnatý (BeF2)
      • připrava rozkladem fluoridu amonno-beryllnatého:
        (NH4)2BeF4 → BeF2 + 2NH4F
      • sklovitá látka
      • obtížně krystalizuje
    • chlorid beryllnatý (BeCl2)
      • příprava z oxidu při teplotě 600 – 800 °C:
        BeO + C + Cl2 → BeCl2 + CO
      • nebo přímým chlorováním kovového Be nebo karbidu (Be2C) za vysoké teploty
      • tato reakce se používá pro přípravu jodidu (BeI2) a bromidu (BeBr2)
  • oxid beryllnatý (BeO)
    • příprava tepelným rozkladem uhličitanu beryllnatého:
      BeCO3 → BeO + CO2
    • nebo dehydratací hydroxidu beryllnatého:
      Be(OH)2 → BeO + H2O
    • žáruvzdorná látka
    • dobrá tepelná vodivost
    • dobrá chemická stabilita
  • peroxid beryllnatý (BeO2)
    • oxidační a bělící činidlo
  • hydroxid beryllnatý (Be(OH)2)
    • příprava reakcí berylnatých solí s roztoky alkalických hydroxidů:
      BeCl2 + 2KOH → Be(OH)2 + 2KCl
    • amfoterní látka - reaguje s kyselinami - berylnaté soli
      Be(OH)2 + H2SO4 → BeSO4 + 2H2O
    • reaguje s alkalickými hydroxidy - tetrahydroxoberyllnatany:
      Be(OH)2 + 2KOH → K2[Be(OH)4]
    • málo rozpustný ve vodě