Берилий и неговите характеристики
Обща характеристика на берилия
Берилият не е широко разпространен в земната кора (0,0004% (тегл.)). Той е съставна част на някои минерали, от които берилът Be3Al2(SiO3)6 е най-често срещаният.
Берилият е стоманеносив метал (фиг. 1) с плътна шестоъгълна кристална решетка, доста твърд и чуплив. Във въздуха се покрива с оксиден филм, който му придава матов оттенък и причинява намалена химическа активност.
Ориз. 1. Берилий. Външен вид.
Атомно и молекулно тегло на берилий
Относителната атомна маса Ar е моларната маса на атом на вещество, разделена на 1/12 от моларната маса на атом въглерод-12 ( 12 C).
Относителното молекулно тегло Mr е моларната маса на молекула, отнасяща се до 1/12 от моларната маса на атом въглерод-12 ( 12 C). Това е безразмерна величина.
Тъй като в свободно състояние берилият съществува под формата на моноатомни Be молекули, стойностите на неговите атомни и молекулни маси съвпадат. Те са равни на 9,0121.
Изотопи на берилий
В природата берилият съществува като единичен изотоп 9 Be. Масовото число е 9. Ядрото на атома съдържа четири протона и пет неутрона.
Има единадесет изкуствени изотопа на берилия с масови числа от 5 до 16, от които най-стабилните са 10 Be с период на полуразпад от 1,4 милиона години и 7 Be с период на полуразпад от 53 дни.
берилиеви йони
На външното енергийно ниво на берилиевия атом има два електрона, които са валентни:
В резултат на химично взаимодействие берилият губи своите валентни електрони, т.е. е техен донор и се превръща в положително зареден йон (Be 2+):
В съединения берилият проявява степенокисление +2.
Молекула и атом на берилий
В свободно състояние берилият съществува под формата на едноатомни Be молекули. Ето някои свойства, които характеризират атома и молекулата на лития:
Енергия на йонизация на атома, eV
Радиус на атом, pm
Берилиеви сплави
Основната област на приложение на берилий са сплави, в които този метал се въвежда като легираща добавка. В допълнение към берилиевите бронзи (спяща мед с 2,5% берилий) се използват никелови сплави с 2-4% берилий, които са сравними по устойчивост на корозия, здравина и еластичност с висококачествени неръждаеми стомани и в някои отношения ги превъзхождат. Използват се за направата на пружини и хирургически инструменти.
Малки добавки на берилий към магнезиевите сплави повишават тяхната устойчивост на корозия. Такива сплави, както и сплави на алуминий с берилий, се използват в самолетостроенето.
Примери за решаване на проблеми
| Упражнение | Напишете формулите на кислородните съединения (оксиди) на следните елементи: а) берилий (II); б) силиций (IV); в) калий (I); г) арсен (V). |
| Отговор | Известно е, че валентността на кислорода в съединенията винаги е равна на II. За да съставите формулата на вещество (оксид), трябва да изпълните следната последователност от действия. Първо, записваме химичните знаци на елементите, които изграждат сложното вещество и поставяме валентност над знака на всеки елемент с римска цифра: |
Намерете най-малкото кратно на броя на валентните единици: а) (II × II) = 4; б) (IV × II) = 8; в) (I×II) = 2; г) (V × II) = 10.
Разделяме най-малкото общо кратно на броя на единиците валентност на всеки елемент поотделно (получените частни ще бъдат индекси във формулата):
а) 4/2 \u003d 2 и 4/2 \u003d 2, следователно, формулата на оксида BeO;
б) 8/4 = 2 и 8/2 = 4, оттук и формулата на оксида SiO2;
в) 2/1 \u003d 2 и 2/2 \u003d 1, следователно формулата на оксида е K2O;
г) 10/5 = 2 и 10/2 = 5, следователно формулата на оксида е As2O5.
| Упражнение | Извършете серия от химични трансформации: |
Берилиевият оксид лесно се разтваря в концентрирана азотна киселина, за да образува берилиев нитрат:
Под действието на разреден разтвор на основа, например натриев хидроксид, берилиевият нитрат образува берилиев хидроксид:
Берилиевият хидроксид е амфотерно съединение, при взаимодействие с концентрирани алкални разтвори образува берилитови соли: