Бериллий

Be (лат. Beryllium * a. berillium; н. Beryllium; ф. beryllium; и. berilio), — хим. элемент II группы периодич. системы Менделеева, ат. н. 4, ат. масса 9,0122. Имеет один стабильный изотоп 9Вe. Открыт в 1798 франц. химиком Л. Вокленом в виде оксида ВеО, выделенного из берилла. Металлич. Б. независимо друг от друга получили в 1828 нем. химик Ф. Вёлер и франц. химик А. Бюсси.

Б. — лёгкий светло-серый металл. Кристаллич. структура α-Be (269-1254°С) гексагональная; β-Be (1254-1284°С) — объёмноцентрированная, кубическая. Плотность 1844 кг/м³, tпл 1287°С, tкип 2507°С. Обладает наиболее высокой из всех металлов теплоёмкостью 1,80 кДж/кг · К, высокой теплопроводностью 178 Вт/м · К при 50°С, низким удельным электрич. сопротивлением (3,6-4,5) · 10 Ом · м при 20°С; коэфф. термич. линейного расширения 10,3-13,1*10^-6 град^-1 (25- 100°С). Б. — хрупкий металл; ударная вязкость 10-50 кДж/м². Б. обладает малым поперечным сечением захвата тепловых нейтронов.

Б. — типичный амфотерный элемент с высокой хим. активностью; компактный Б. устойчив на воздухе благодаря образованию плёнки ВеО; степень окисления Б. +2. При нагревании соединяется с кислородом, галогенами и др. неметаллами. С кислородом образует оксид ВеО, с азотом — нитрид Be₃N₂, с углеродом — карбид Ве₂С, с серой — сульфид BeS. Растворим в щелочах (с образованием гидрооксобериллатов) и большинстве кислот. При высоких темп-pax Б. взаимодействует с большинством металлов, образуя бериллиды. Расплавленный Б. взаимодействует с оксидами, нитридами, сульфидами, карбидами. Из соединений Б. наибольшее пром. значение имеют ВеО, Ве(ОН)₂, фторбериллаты, напр. Na₂(BeF₄) и др. Летучие соединения Б. и пыль, содержащая Б. и его соединения, токсичны.

Б. — редкий (кларк 6*10^-4%), типично литофильный элемент, характерный для кислых и щелочных пород. Из 55 собств. минералов Б. 50% принадлежит к силикатам и бериллийсиликатам, 24% — к фосфатам, 10% — к окислам, остальные — к боратам, арсенатам, карбонатам. Близость потенциалов ионизации определяет сродство Б. и цинка в щелочной среде, так что они одновременно находятся в нек-рых гидротермальных м-ниях, а также входят в состав одного и того же минерала — Гентгельвина. В нейтральных и кислых средах пути миграции Б. и цинка резко расходятся. Нек-рое рассеивание Б. в горн. породах определяется его хим. сходством с Al и Si. Особенно близки эти элементы в виде тетраэдрич. группировок (ВеO₄)^6-, (AlO₄)^5- и (SiO₄)^4-. В гранитах проявляется большее сродство Б. к кремнию, а в щелочных породах — к алюминию. Т. к. энергетически более выгодно замещение А1³⁺_IV на Ве²⁺_IV, чем Si⁴⁺_IV на Ве²⁺_IV, то изоморфное рассеивание Б. в щелочных породах, как правило, выше, чем в кислых. Геохим. миграция Б. связана с фтором, с к-рым он образует весьма устойчивые комплексы (BeF₄)^2-, (BeF₃)^1-, (BeF₂)0, (BeF)¹⁺. При повышении темп-ры и щёлочности эти комплексы легко гидролизуются до соединений (Be(OH)F)0, (Be(OH)₂F)^1-, в виде к-рых Б. мигрирует.

Об осн. генетич. типах м-ний Б. и схемы обогащения см. в ст. Бериллиевые руды. В пром-сти металлич. Б. получают термич. восстановлением BeF₂ магнием, Б. высокой чистоты — переплавкой в вакууме и вакуумной дистилляцией.

Б. и его соединения применяют в технике (св. 70% общего потребления металла) как легирующую добавку к сплавам на основе Cu, Ni, Zn, Al, Pb и др. цветных металлов. В ядерной технике Be и ВеО используют в качестве отражателей и замедлителей нейтронов, а также в качестве источника нейтронов. Малая плотность, высокая прочность и жаростойкость, большой модуль упругости и хорошая теплопроводность позволяют применять Б. и его сплавы как конструкционный материал в авиа-, ракетостроении и космич. технике. Сплавы Б. и оксид Б. отвечают требованиям прочности и коррозионной устойчивости в качестве материалов для оболочек твэлов. Б. служит для изготовления окон рентгеновских трубок, нанесения твёрдого диффузионного слоя на поверхность стали (бериллизация), в качестве присадок к ракетному топливу. Потребителем Be и ВеО являются также электротехника и радиоэлектроника; ВеО используют как материал корпусов, теплоотводов и изоляторов полупроводниковых приборов. Благодаря высокой огнеупорности, инертности по отношению к большинству расплавленных металлов и солей оксид Б. применяется для изготовления тиглей и спец. керамики.

Литература: Эверест Д. А., Химия бериллия, пер. с англ., М., 1968; Коган Б. И., Капустинская К. А., Топунова Г. А., Бериллий, М., 1975; Химия и технология редких и рассеянных элементов, 2 изд., ч. 1, М., 1976.

И. И. Куприянова, З. А. Журкова.