Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑cyan

Beryl – ogólna charakterystyka pierwiastka

Beryl to pierwiastek stanowiący jeden z 20 kluczowych surowców Unii Europejskiej, klasyfikowany przez Departament Obrony USA jako materiał strategiczny i krytyczny, ze względu na występowanie w produktach niezbędnych dla bezpieczeństwa narodowego.

Beryl (Be, łac. beryllium) jest metalem, który leży w bloku s układu okresowego pierwiastków chemicznych (druga grupa i drugi okres), a jego liczba atomowa wynosi 4. Stanowi niewielką zawartość skorupy ziemskiej (6·10-4%). Występuje w minerale‑berylu o wzorze sumarycznym Be3Al2Si6O18. Minerał ten posiada kilka bardzo cennych w jubilerstwie i kolekcjonerstwie form, mowa tu o szmaragdzie, morganicie i akwamarynie.

Właściwości fizyczne

Ciepło parowania

292,40 kJmol

Ciepło topnienia

12,20 kJmol

Ciśnienie pary nasyconej

4180 Pa

Konduktywność

31,3·10-6Sm

Ciepło właściwe

1825 Jkg·K

Przewodność cieplna

201 Wm·K

Układ krystalograficzny

heksagonalny

Twardość w skali Mohsa

5,5

Prędkość dźwięku

13000ms

Objętość molowa

4,85·10-6 m3mol

Indeks górny Tabela 1. Właściwości fizyczne berylu, ź Indeks górny koniecIndeks górny ródło: www.wikipedia.org Indeks górny koniec

Ciekawostka

Starożytne kopalnie szmaragdów

Wydobywanie szmaragdów sięga zamierzchłych czasów historii (ok. 4000 lat p.n.e.). Uznaje się, że pierwsze kopalnie tego kruszcu odkryto w Egipcie, czego dowodzą liczne kamienie odnalezione w grobowcach faraonów i słynne Kopalnie Kleopatry. Podobno Królowa Kleopatra miała do nich wyjątkową słabość i wykorzystywała je jako biżuterię oraz zdobienia w swoim pałacu. Właśnie z tego powodu te kopanie zwane są do dziś Kopalniami Kleopatry. Z innych źródeł historycznych wynika, że szmaragdowy klejnot, wydobyty z egipskiej kopalni, był nieodłącznym atrybutem Nerona, używany przez cesarza w celu oglądania walk gladiatorów.

bg‑cyan

Zastosowanie berylu

W postaci czystej jest metalem o barwie srebrzystej, kruchym w temperaturze pokojowej, ciągliwym i kowalnym – w temperaturze ciemnego żaru.

R17ef9XK4gk231
Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.
bg‑cyan

Zastosowanie stopów berylu

Na uwagę zasługują również stopy berylu z innymi pierwiastkami, jak np. z miedzią, ponieważ odznaczają się dużą wytrzymałością, twardością (jak brąz berylowy) oraz odpornością na korozję. Brąz berylowy jest wykorzystywany m.in. do produkcji narzędzi nieiskrzących, aparatury chemicznej, elementów żaroodpornych, żyroskopówżyroskopżyroskopów, sprężyn, styków elektrycznych czy też elektrod do zgrzewania punktowego. Z kolei stop niklu z berylem stosuje się do produkcji narzędzi chirurgicznych. Łączenie miedzi i niklu z berylem zwiększa ich przewodność elektryczną i cieplną. Ze względu na jego małą sprężystość (moduł Youngamoduł Youngamoduł Younga 287 GPa) oraz niską gęstość, może być stosowany do wytwarzania membran głośników wysokotonowych. Niewiele jednak firm to stosuje, ponieważ pierwiastek ten jest drogi i toksyczny – udowodniono wpływ rakotwórczy. Ponadto beryl stosowany jest w telefonach komórkowych, a także innych urządzeniach przenośnych i aparatach.

Propagowanie odpowiedzialności społecznej wśród uczniów1
Propagowanie odpowiedzialności społecznej wśród uczniów
RNW6hlcPe4zhC
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: Telefon komórkowy{color=#5F9EA0}
    • Elementy należące do kategorii Telefon komórkowy
    • Nazwa kategorii: Chrom{color=#B0E0E6}
    • Nazwa kategorii: Selen{color=#B0E0E6}
    • Nazwa kategorii: Rtęć{color=#B0E0E6}
    • Nazwa kategorii: Beryl{color=#B0E0E6}
    • Nazwa kategorii: Arsen{color=#B0E0E6}
    • Nazwa kategorii: Kadm{color=#B0E0E6}
    • Nazwa kategorii: Ołów{color=#B0E0E6}
    • Nazwa kategorii: Koltan{color=#B0E0E6}
    • Koniec elementów należących do kategorii Telefon komórkowy{color=#5F9EA0}
Mapa przedstawia metale, które można znaleźć w telefonie komórkowym.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Obwody w telefonach komórkowych są wykonywane ze stopów różnych metali, wśród których jest beryl – wyjątkowo ważny w przemyśle i nauce, ale niestety o dużej toksyczności. Dlatego tak istotny jest odpowiedni recykling.

1
Ciekawostka

Czy wiesz, że beryl wykorzystuje się w badaniach kosmosu?

RRwMGHBJ9NEtf
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba
Źródło: NASA, dostępny w internecie: www.wikipedia.org, domena publiczna.

Beryl stosowany jest przy budowie zwierciadeł w Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba. Powodem takiego wykorzystania jest mała gęstość tego metalu i dobre parametry termiczne oraz mechaniczne. Wspominany teleskop to niezwykle interesujące urządzenie, którego budowa trwa już od 1996 r., a planowana gotowość do startu w kosmos szacuje się na lipiec 2021 r. To urządzenie jest najdroższym i najbardziej skomplikowanym teleskopem kosmicznym, jaki wybudowano w historii. Składa się z 18 sześciokątnych luster, wykonanych z berylu i dodatkowo pokrytych złotem. Średnica tego zwierciadła zostanie rozłożona dopiero na orbicie i będzie mieć aż 6,5 m. Teleskop będzie kosmicznym obserwatorium, ponieważ na swoim pokładzie będzie mieć zainstalowane cztery instrumenty naukowe, które pozwolą na analizę m.in. pierwszych gwiazd po Wielkim Wybuchu, odległych systemów planetarnych i galaktyk powstałych we wszechświecie 13,5 mld lat temu. Zgodnie z wypowiedzią Aki Roberge (astronom z Goddard Space Flight Center i naukowca w projekcie LUVOIR), sukces teleskopu może spowodować powstanie nowej dziedziny nauki – astrobiologii porównawczej. Projekt budowy jest nadzorowany i finansowany głównie przez NASA, jednak na uwagę zasługuje to, że w tym celu NASA współpracuje z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA) i Kanadyjską Agencją Kosmiczną (CSA).

Słownik

moduł Younga
moduł Younga

wielkość, która określa sprężystość dla danego materiału przy ściskaniu i rozciąganiu

żyroskop
żyroskop

urządzenie służące do pomiaru lub utrzymywania położenia kątowego (działa na zasadzie zachowania momentu pędu)

mikroskopowy przekrój czynny na absorpcję neutronu
mikroskopowy przekrój czynny na absorpcję neutronu

miara prawdopodobieństwa absorpcji neutronu przez jądro

promieniowanie X (rentgenowskie)
promieniowanie X (rentgenowskie)

rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, generowane na skutek wyhamowywania elektronów; jego długość fali zawiera się w zakresie od ok. 10 pm do 10 nm

Bibliografia

Encyklopedia PWN

Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 1994.

Hanusa T. P., Beryllium, online: https://www.britannica.com/science/beryllium, dostęp: 09.02.2021.

Hejwowska S., Marcinkowski R., Równowagi i procesy jonowe, Gdynia 2005.

Madej M., Beryl i jego związki - występowanie, zastosowanie i ocena narzażenia, 1999, 5, s. 2628, online: http://archiwum.ciop.pl/31165, dostęp: 09.02.2021.