beryllium
Store norske leksikon,Realfag,Kjemi,Grunnstoffer,Stabile grunnstoffer
Beryllium er et grunnstoff som har atomnummer 4 og atomsymbol Be. I ren form er det et sølvhvitt metall. Beryllium er det første grunnstoffet i gruppe 2 (jordalkalimetallene) i periodesystemet.
Det er bare én stabil isotop av beryllium: 9Be. Ionet Be2+ har samme elektronkonfigurasjon som helium og er derfor stabilt. Forekomst Beryllium er et sjeldent grunnstoff som utgjør bare cirka 2,6 ppm av jordskorpen. De viktigste berylliummineralene er silikatene beryll og bertranditt. Edelstenene smaragd og akvamarin er beryll med en viss mengde fremmedatomer som gir dem farge.Andre berylliummineraler er fenakitt og krysoberyll. Det meste av den beryllen som utnyttes for tekniske formål kommer fra Sør-Amerika, Australia og Afrika. Kjemiske egenskaper Beryllium er et sølvhvitt lettmetall og er i ren form hardt og lett med et smeltepunkt på over 1200 °C. Det høye smeltepunktet og den store mekaniske styrken har gjort at beryllium har fått en stadig voksende betydning i moderne teknologi. Metallet angripes verken av kaldt eller varmt vann, og det korroderer ikke i luft ved romtemperatur, fordi det danner en tynn beskyttende oksidfilm på overflaten av metallet.Beryllium absorberer få nøytroner, er kjemisk inert mot brenselmaterialer og kjølemedier, har god varmeledningsevne og brukes blant annet som innkapslingsmateriale for brenselstaver i gasskjølte reaktorer. Ved bestråling med alfa-partikler fra radium omdannes atomkjernen til karbonisotopen \(\ce{^12_6C}\) under samtidig frigjøring av et nøytron, som vist i denne reaksjonsligningen:\[\ce{^9_4Be + ^4_2He {→} ^12_6C + ^1_0n}\]På grunn av denne reaksjonen brukes beryllium som nøytronkilde ved laboratorieforsøk, og ved hjelp av denne reaksjonen oppdaget James Chadwick nøytronet i 1932. De første kjernereaksjonene med nøytroner ble utført av Enrico Fermi i 1934.Beryllium er toverdig (oksidasjonstall II). De vanlige berylliumsaltene reagerer surt. Kjemisk ligner beryllium mer på aluminium enn magnesium (skråregelen i periodetabellen).Berylliumhydroksid, Be(OH)2, felles som et hvitt bunnfall når ammoniakk tilsettes løsninger av berylliumsalter:Be2+ (aq) + 2OH− (aq) → Be(OH)2 (s).Hydroksidet er løselig i syrer under dannelse av Be2+-ioner:Be(OH)2 (s) + 2H3O+ (aq) → Be2+ (aq) + 4H2O (l).Hydroksidet er også løselig i baser under dannelse av beryllationer, [Be(OH)4]2-.Ved oppvarming til 440 °C omdannes hydroksidet til berylliumoksid, BeO.Av andre berylliumforbindelser kan nevnes det fargeløse, hygroskopiske og lettløselige kloridet, BeCl2, og fluoridet, BeF2, som begge har betydning som mellomprodukt ved fremstilling av berylliummetall. Fremstilling Beryllium utvinnes fra beryll gjennom en komplisert oppvarmingsprosess, hvor det etter behandling med syrer og baser skilles ut berylliumhydroksid, Be(OH)2. Dette omdannes til berylliumklorid, BeCl2, som så elektrolyseres i nikkelceller ved 350 °C. Ved avsluttende vakuumdestillasjon kan beryllium fremstilles med en renhetsgrad på 99,97 prosent. Beryllium fremstilles også ved elektrolyse av smeltet BeCl2. Bruk På grunn av bedre mekaniske egenskaper enn andre lettmetaller som aluminium og magnesium, blir beryll-legeringer brukt i luft- og romfartsteknikken til en hel rekke formål både i instrumenter og som konstruksjonsdeler, for eksempel i gyroskoper og gyroskopopphenginger, i bremser med mer.Beryllium absorberer ikke røntgenstråler og blir av den grunn brukt som vindu i røntgenrør.Kobber-berylliumlegeringer (berylliumbronser) med 1–4 prosent beryllium er faste, seige og motstandsdyktige mot korrosjon og har bedre mekaniske egenskaper enn andre ikke-jernbaserte legeringer. De blir brukt til fjærer av forskjellig slag, for eksempel urfjærer, fjærer for motorstempler og lagere.Berylliumlegeringene har høy konduktans og brukes derfor til mange elektriske formål. Spesielt viktig er legeringer som gnistfritt verktøy i sprengstoffindustrien og ellers hvor gnistdannelse medfører eksplosjonsfare. Med høytsmeltende metaller, for eksempel molybden, zirkonium, niob og tantal, danner beryllium høytemperaturbestandige intermetalliske forbindelser, som er egnet for bruk ved høye temperaturer.Berylliumoksid (BeO) er et hvitt stoff som er praktisk talt uløselig i vann. Det dannes ved oksidasjon av metallet ved høye temperaturer eller ved gløding av for eksempel berylliumhydroksid. Oksidet har et svært høyt smeltepunkt, 2570 °C, god varmeledningsevne, stor elektrisk motstand og er svært motstandsdyktig overfor termiske sjokk og kjemiske angrep. Det er derfor et verdifullt materiale for en rekke spesielle formål, for eksempel til fôring i induksjonsovner, ildfaste digler og annet. Siden berylliumoksid dessuten kombinerer stor ildfasthet med verdifulle nøytronegenskaper, brukes oksidet i atomreaktorer som skal arbeide ved høye temperaturer. Toksisitet Beryllium og berylliumforbindelser i form av støv, tåke, røyk eller damp er svært helsefarlige ved innånding, og fører til både akutte og kroniske forstyrrelser i organismen, særlig i lungene og slimhinnene, se berylliose. Alvorlige tilfeller er dødelige.Løselige berylliumsalter, og da særlig fluoridet, kan fremkalle hudbetennelser når de kommer i kontakt med huden. Det kan skyldes at berylliumioner, Be2+, erstatter magnesiumioner, Mg2+, i visse enzymer og dermed endre enzymenes funksjon.Strenge forholdsregler og gode hygieniske forhold er påkrevd der det arbeides med berylliumholdige materialer. I løpet av en åttetimers arbeidsdag må den gjennomsnittlige maksimale arbeidsplass-konsentrasjonen ikke overstige 1 mikrogram beryllium per kubikkmeter luft. Historikk Berylliumoksid ble fremstilt fra beryll av den franske kjemikeren Louis Nicolas Vauquelin i 1798. Oppdageren ga grunnstoffet navnet glucinium, fordi saltene av stoffet hadde en søtlig smak, men grunnstoffet ble omdøpt til beryllium av Martin Heinrich Klaproth.Berylliummetall ble første gang fremstilt i 1828 av Friedrich Wöhler og nesten samtidig og uavhengig av ham av Antoine A. B. Bussy (1794–1882) i Frankrike. Beryllium Atomsymbol Be     Atomnummer 4   Relativ atommasse 9,012182   Smeltepunkt 1278 °C   Kokepunkt 2970 °C   Massetetthet 1,85 g/cm3    Oksidasjonstall II   Elektronkonfigurasjon [He]s2 Les mer i Store norske leksikon beryllium (Store medisinske leksikon) berylliose beryll jordalkalimetallene grunnstoff metall periodesystemet