ბერილიუმის სახალისო ფაქტები: ქიმიური ელემენტი "Be" სიმბოლოთი

იცოდით, რომ ბერილიუმი არის ქიმიური ელემენტი "Be" სიმბოლოთი?

ეს ფოლადის ნაცრისფერი ლითონი ძალიან იშვიათია დედამიწაზე, მაგრამ მას აქვს რამდენიმე საინტერესო თვისება.

ბერილიუმი იშვიათი ელემენტია, რომელიც ბუნებრივად გვხვდება კლდეებში, ქვანახშირის მტვერში, ნიადაგსა და მცენარეებში. ეს არის ტუტე დედამიწის ლითონი, რომელიც არ არსებობს მისი სუფთა სახით, არამედ სხვა ელემენტებთან ნაერთებში. აქედან გამომდინარე, შეუძლებელია დედამიწაზე სუფთა ბერილიუმის პოვნა. ბერილიუმის ძირითადი წყარო მომდინარეობს პეგმატიტებიდან, სადაც ზოგიერთი შეიცავს 60%-მდე BeO-ს, ამიტომ მათი გამოყენება შესაძლებელია უშუალოდ ყოველგვარი დამუშავების გარეშე. ასე რომ, წაიკითხეთ მეტი საოცარი ფაქტები ამ საოცარი ლითონის შესახებ!

ბერილიუმის ფიზიკური თვისებები

ბერილიუმი არის რბილი, ვერცხლისფერი თეთრი ან ფოლადის ნაცრისფერი მყიფე ლითონი. ეს არის ყველაზე მსუბუქი ყველა ტუტე დედამიწის ლითონებს შორის. ბერილიუმს აქვს დნობის წერტილი 1287 გრადუსი C (2349 გრადუსი F) და დუღილის წერტილი 2470 გრადუსი C (4478 გრადუსი და ის წყალში უხსნადია, მაგრამ მჟავებში ხსნადი.

ბერილიუმი არის მეოთხე ელემენტი, რომელიც გვხვდება პერიოდულ სისტემაში. მას აქვს ხუთი ნეიტრონი, ოთხი პროტონი და ოთხი ბალანსის ელექტრონი.

მსოფლიოში ბერილიუმის უმეტესობა ბუნებრივად გვხვდება რუსეთსა და შეერთებულ შტატებში. იგი მიიღება მინერალური ბერილისგან და ხშირად წარმოადგენს სამთო ოპერაციების ქვეპროდუქტს.

მსოფლიოში მხოლოდ სამი ქვეყანა, ყაზახეთი, ჩინეთი და შეერთებული შტატები ამუშავებენ ბერილიუმის მადნებს.

ბერილიუმი საკმაოდ ძვირია - ის შეიძლება ღირდეს $600-დან $800-მდე ფუნტზე (0,5 კგ)

ბერილიუმის ყველაზე მნიშვნელოვანი გამოყენება თვითმფრინავებისა და კოსმოსური ხომალდების ნაწილებისთვის ძლიერი, მსუბუქი შენადნობების დამზადებაა. ეს შენადნობები შეიცავს 9%-მდე ბერილიუმს. სხვა გამოყენებაში შედის რადიაციული დაცვა, სანთლები, სტომატოლოგიური ხელსაწყოები და რენტგენის მილები

ბერილიუმის სტანდარტული ატომური წონა არის დაახლოებით 9,0121 U. მას აქვს მხოლოდ ერთი სტაბილური იზოტოპი.

ბერილიუმის სპილენძი არის ალბათ ყველაზე ცნობილი შენადნობი, რომელიც დამზადებულია ბერილიუმისგან. ეს შენადნობი ძლიერია და აქვს ძალიან მაღალი დნობის წერტილი მსუბუქ ლითონებს შორის, რაც მას იდეალურს ხდის ელექტრო კონცენტრატორებისა და კონექტორებისთვის გამოსაყენებლად. ბერილიუმის შენადნობები ასევე არამაგნიტურია, რაც მათ გამოსადეგს ხდის იმ აპლიკაციებში, სადაც მაგნიტურმა ველებმა შეიძლება გამოიწვიოს პრობლემები. მას ასევე აქვს ძალიან მაღალი თბოგამტარობა.

ბერილიუმის ნაერთები ძალიან ტოქსიკურია ჩასუნთქვის ან გადაყლაპვის შემთხვევაში. ექსპოზიციამ შეიძლება გამოიწვიოს ფილტვის კიბო და სხვა მძიმე დაავადებები. მუშები, რომლებიც ამუშავებენ ბერილიუმის ნაერთებს, ატარებენ დამცავ აღჭურვილობას და მუშაობენ სპეციალურად ვენტილირებადი ადგილებში. თუ სუფთა ბერილიუმის ან მისი ნაერთების ხანგრძლივი ზემოქმედება მოხდა, ამან შეიძლება გამოიწვიოს ქრონიკული ბერილიუმის დაავადება, რაც იწვევს ფილტვების პრობლემებს. კიბოს კვლევის საერთაშორისო სააგენტომ დაამტკიცა, რომ ბერილიუმი ასევე კანცეროგენულია.

მიუხედავად იმისა, რომ ბერილიუმის მარილები ასევე ტოქსიკურია, აღმოჩნდა, რომ მათ აქვთ თავისებური ტკბილი გემო.

ბერილიუმის ბირთვული თვისებები

ბერილიუმი აღმოაჩინა ფრანგმა ქიმიკოსმა ლუი ნიკოლა ვაკელენმა 1798 წელს.

ის პირველად წარმატებით იზოლირებული იქნა გერმანელი ქიმიკოსის ფრიდრიხ ვოლერის მიერ 1828 წელს, რომელმაც მას ბერილიუმი დაარქვა. სწავლაში მას ეხმარებოდა ფრანგი ქიმიკოსი ანტიონ ბუსი.

ბერილიუმს აქვს დნობის წერტილი 1287 გრადუსი C (2349 გრადუსი F) დუღილის წერტილი 2470 გრადუსი C (4478 გრადუსი F). მისი სიმკვრივე წყლის სიმკვრივის დაახლოებით ნახევარია, ამიტომ ის წყალზე ცურავს. ის მძაფრად რეაგირებს 500 გრადუსზე მაღლა გაცხელებისას, რაც იწვევს დამწვრობას ხელთათმანების გარეშე შეხების შემთხვევაში. ბუნებრივად არსებული ბერილის კრისტალური სტრუქტურის ყველაზე გავრცელებული ფორმა არ რეაგირებს, მაგრამ ხელოვნური პროდუქტები, როგორიცაა ფხვნილი ალუმინის ოქსიდი, ძალიან რეაქტიულია.

ამ ბირთვული თვისებების გამო, ბერილიუმის ფოლგა ძირითადად გამოიყენება ბირთვული იარაღის, ნაპერწკლებისგან დამცავი ხელსაწყოების და კოსმოსური იარაღების დასამზადებლად.

ეს ლითონი გამოიყენება ბევრ პროდუქტში მისი ბირთვული თვისებების გამო. ეს არის BeO (ბერილიუმის ოქსიდი) კერამიკული მასალის მთავარი კომპონენტი, რომელსაც აქვს ძალიან დაბალი თერმული ნეიტრონი. იჭერს განივი მონაკვეთს და ასევე გამოიყენება როგორც შენადნობი ნიკელთან ან სპილენძთან ძლიერი, არამაგნიტური ფორმირებისთვის მასალები.

ბერილიუმი კლასიფიცირდება, როგორც ტუტე დედამიწის ლითონი მისი ქიმიური თვისებებისა და პერიოდულ სისტემაში მდებარეობის გამო. მას აქვს ატომური ნომერი ოთხი, რაც მას IIA ჯგუფში (ტუტე მიწის ლითონები) მხოლოდ სამი ელემენტიდან ერთ-ერთს აქცევს.

ბერილიუმის ოპტიკური თვისებები

ბერილიუმს აქვს გარდატეხის მაღალი ინდექსი, რაც მას შესანიშნავ ოპტიკურ მასალად აქცევს. ბერილიუმი გამოიყენება ლინზებსა და სხვა ოპტიკურ მოწყობილობებში სინათლის გავრცელების გასაკონტროლებლად. ბერილიუმს ასევე აქვს დაბალი დისპერსიულობა, რაც იმას ნიშნავს, რომ ის არ ამახინჯებს ფერებს ისე, როგორც სხვა მასალები. ეს ხდის მას იდეალურს სათვალეებში და კამერებში გამოსაყენებლად.

ბერილიუმი ასევე ძალიან ძლიერი და მსუბუქია, რაც შესანიშნავად აქცევს მას თვითმფრინავის ფანჯრებში და სხვა მაღალი სტრესის აპლიკაციებში გამოსაყენებლად. მას იდეალურად შეუძლია გაუძლოს ექსტრემალურ ტემპერატურას დახრისა და დნობის გარეშე, რაც მას იდეალურ არჩევანს აქცევს კოსმოსური აპლიკაციებისთვის. ბერილიუმი ასევე არატოქსიკურია, რაც მას უსაფრთხო არჩევანს ხდის სამედიცინო მოწყობილობებისა და სხვა მგრძნობიარე აპლიკაციებისთვის.

ბერილიუმი ასევე არის ელექტროენერგიის შესანიშნავი გამტარი, რაც მას სასარგებლოა ელექტრონული მოწყობილობებისთვის. ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ნახევარგამტარი ტრანზისტორებში და სხვა მიკროელექტრონულ კომპონენტებში. ბერილიუმი ერთ-ერთი ერთადერთი ლითონია, რომელსაც შეუძლია გაუძლოს კონცენტრირებულ აზოტმჟავას, რაც მას საკმაოდ გამძლეს ხდის!

ბერილიუმის პროდუქტებს ასევე აქვთ მრავალი სამედიცინო გამოყენება. ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას ქირურგიულ იარაღებში, როგორიცაა სკალპელები და ნემსები, რადგან ის არ ჟანგდება და ადვილად არ კოროზირდება, როგორც ამას რკინა ან ფოლადი. ბერილიუმს ასევე შეუძლია დაეხმაროს კიბოს პაციენტებს სიმსივნეების განვითარების შანსების შემცირებით, როდესაც ისინი ექვემდებარებიან რადიაციული თერაპიის მკურნალობას დიდი ხნის განმავლობაში. ეს აქცევს ბერილს დღეს ერთ-ერთ ყველაზე მრავალმხრივ მინერალად!

ბერილის სამეცნიერო სახელი მომდინარეობს ბერძნული სიტყვიდან "beryllo", რაც ნიშნავს ბრწყინვალე თეთრ ქვას ან კრისტალს. რადგან მისი ფერი მერყეობს ღია მოყვითალო-მწვანედან ღრმა ზურმუხტისფერ მწვანემდე, ზოგჯერ ცისფერი ელფერით ძალიან! მას უძველესი დროიდან აფასებდნენ მისი სილამაზით, ისევე როგორც ზოგიერთი ხალხის აზრით, რომ ტარება ბერილს შეუძლია გააუმჯობესოს მხედველობა იმის გამო, რომ მას შეუძლია არეკლოს სინათლე თვალში, როდესაც შეხედავს პირდაპირ.

იზოტოპები და ნუკლეოსინთეზი ბერილიუმში

ბერილიუმი არის ყველაზე პატარა ბირთვი, რომელსაც შეუძლია განიცადოს შუალედური მასის შერწყმის რეაქცია. ბერილიუმის ორი ბირთვის შერწყმა წარმოქმნის ნახშირბადის ბირთვს, პროცესს, რომელსაც ბირთვული ასტროფიზიკოსები სამმაგ ალფა პროცესს უწოდებენ. ბერილიუმი და ბორი წარმოიქმნება ვარსკვლავებში, როდესაც კოსმოსური სხივები ხელს უწყობს რეაქციებს ლითიუმის უხვი იზოტოპებსა და წყალბადს ან ჰელიუმს შორის. თუმცა, ეს პროცესები ბუნებაში არ წარმოქმნის ბერილიუმის მნიშვნელოვან რაოდენობას, რადგან ისინი საჭიროებენ მაღალ ტემპერატურას, რომელიც ხდება მხოლოდ ფეთქებადი ვარსკვლავური მოვლენების დროს, როგორიცაა სუპერნოვა.

ამ ელემენტის იშვიათობა განპირობებულია მისი ძალზე მაღალი ბირთვული კვეთით თერმული ნეიტრონების შთანთქმისთვის; ამიტომ სამყაროში Be-ის უმეტესობა არსებობს შედარებით არასტაბილური Be-11-ის მცირე რაოდენობით, რომელსაც ნახევარგამოყოფის პერიოდი მხოლოდ დაახლოებით 53 წუთი აქვს. ის ასევე წარმოიქმნება სხვა ელემენტების კოსმოსური სხივების დაშლით და ზოგიერთ ვარსკვლავში ნუკლეოგენური პროცესებით (მაგალითად, ჰელიუმის წვის დროს).

ახლახან გაირკვა, რომ ბერილიუმის იზოტოპები შეიძლება გამოყენებულ იქნას დედამიწაზე ნეიტრინოს დეტექტორების დასამზადებლად. კერძოდ, მისი მაღალი ნეიტრონული კვეთის გამოყენებით - მიუხედავად იმისა, რომ მას არ შეუძლია გაყოფა - ხდის მას შესაძლებელია აღმოაჩინოს მცირე რაოდენობის ნეიტრინოები, რომლებიც გადიან დიდი რაოდენობით მასალის გარეშე შეიწოვება. შესაფერის დეტექტორს დასჭირდება მინიმუმ რამდენიმე ფუნტი ბერილიუმის მეტალი და ეს, სავარაუდოდ, ძალიან ძვირია უმეტესი გამოყენებისთვის.

ბერილიუმის იზოტოპები ასევე გამოიყენებოდა ნეიტრონების ქცევის შესასწავლად, მაგალითად, ნეიტრონის კანის სისქის არსებობის დადასტურებისას.