С чем реагирует бериллий?

2 ноября 2021

Бериллий — металл удивительный. Скромный (долго прятался в «тени» алюминия и его соединений); уже обнаруженный, был объявлен непригодным к использованию. Хотя гениальный Ферсман назвал «скромника» металлом будущего.

История открытия бериллия

Алюминий и бериллий — близнецы по свойствам. Даже сейчас с современными приборами и методами сложно отличить этих «братьев». Удивительно, что Луи Воклену в конце XVIII удалось открыть новый окисел. Через 30 лет получили некоторое количество нового металла, сильно загрязненного примесями.

А 70 лет спустя методом электролиза получили чистый продукт. На этом история с поиском и выделением чистого бериллия прекратилась. Ведь о нем сказали, что «практического применения не имеет.

Познавательно: линзы первых очков еще в XIII веке делали из гошенита, бесцветного берилла.

Свойства бериллия

Бериллий (Beryllium, в формулах Be) — щелочноземельный металл, в таблице Менделеева имеет атомный № 4.

Характеристики:

  1. Относится к металлам серебристо-белого цвета.
  2. Твердый, но хрупкий (тверже, чем другие легкие металлы).
  3. Высокий модуль упругости.
  4. Кристаллическая структура решетки гексагональная.

Имеет один стабильный изотоп 9Be.

Свойства атома
Название, символ, номер Бери́ллий / Beryllium (Be), 4
Атомная масса
(молярная масса)
9,012182(3)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [ He ] 2s²
Радиус атома 112 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 90 пм
Радиус иона 35 (+2e) пм
Электроотрицательность 1,57 (шкала Полинга)
Электродный потенциал −1,69 В
Степени окисления +2 ; 0
Энергия ионизации
(первый электрон)
 898,8 (9,32) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) 1,848 г/см³
Температура плавления 1551 K (1278 °C, 2332 °F)
Температура кипения 3243 K (2970 °C, 5378 °F)
Уд. теплота плавления 12,21 кДж/моль
Уд. теплота испарения 309 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 16,44[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём 5,0 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки гексагональная
Параметры решётки a=2,286 Å; c=3,584 Å
Отношение c/a 1,567
Температура Дебая 1000 K
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) 201 Вт/(м·К)
Номер CAS 7440-41-7

Химические свойства:

  1. На воздухе покрывается оксидной пленкой.
  2. Реагирует с разбавленными кислотами; концентрированная HNO3 пассивирует бериллий.
  3. Не реагирует с водородом даже при нагреве, но легко образует соединения с углеродом, галогенами и серой.
  4. Проявляет свойства как металлов, так и неметаллов — типичный аморфный металл.
Обладает высокой стойкостью против коррозии.

Месторождения бериллия

Месторождения минералов бериллия присутствуют на территории Бразилии, Аргентины, Африки, Индии, Казахстана, России (Ермаковское месторождение в Бурятии, Малышевское месторождение в Свердловской области, пегматиты восточной и юго-восточной части Мурманской области) и др.

Химические свойства бериллия

Бериллий — сильный восстановитель. Поэтому он реагирует почти со всеми неметаллами:

  • Бериллий взаимодействует с азотом при 700 — 900º С образуя нитрид бериллия:

3Be + N2 = Be3N2

  • Бериллий сгорает в кислороде (воздухе) при 900º С с образованием оксида бериллия:

2Be + O2 = 2BeO

  • Бериллий активно реагирует при комнатной температуре с фтором (комнатная температура), хлором (250º С), бромом (480º С) и йодом (480º С). При этом образуются фторид бериллия, хлорид бериллия, бромид бериллия, йодид бериллия:

Be + F2 = BeF2

Be + Cl2 = BeCl2

Be + Br2 = BeBr2 

Be + I2 = BeI2

  • С серой бериллий реагирует при температуре 1150º C с образованием сульфида бериллия:

Be + S = BeS  

  • С углеродом бериллий реагирует при 1700 — 1900º С и вакууме, образуя карбид бериллия:

2Be + C = Be2C

Бериллий активно взаимодействует со сложными веществами:

  • Бериллий при кипении реагирует с водой. Взаимодействие бериллия с водой приводит к образованию гидроксида бериллия и газа водорода:

2Be + 2H2O = Be(OH)2↓ + 2H2

Бериллий взаимодействует с кислотами:

  • Бериллий реагирует с разбавленной соляной кислотой, при этом образуются хлорид бериллия и водород:

Be  +  2HCl  =  BeCl2  +  H

  • Реагируя с разбавленной и горячей азотной кислотой бериллий образует нитрат бериллия, газ оксид азота (II) и воду:

3Be + 8HNO3 = 3Be(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O

  • В результате реакции концентрированной фтороводородной кислоты и бериллия образуется осадок тетрафторобериллат водорода и газ водород:

Be + 4HF = H2[BeF4] + H2

Бериллий может взаимодействовать с основаниями:

  • Бериллий взаимодействует с гидроксидом натрия в расплаве при температуре 400 — 500º С, при этом образуется бериллат натрия  и водород:

Be + 2NaOH = Na2BeO2 + H2

  • Бериллий взаимодействует с гидроксидом натрия в растворе, при этом образуется тетрагидроксобериллат натрия  и водород:

Be + 2NaOH + 2H2O = Na2[Be(OH)4] + H2

  • Бериллий вступает в реакцию с газом аммиаком при 500 — 700º С. В результате данной реакции образуется нитрид бериллия и водород:

3Be + 2NH3 = Be3N2 + 3H2

  • Бериллий может вступать  в реакцию с оксидами:

В результате взаимодействия бериллия и оксида магния при температуре 1075º С образуется оксид бериллия и магний:

Be + MgO = BeO + Mg 

  • Бериллий взаимодействует с органическими веществами:

Бериллий может вступать в реакцию с ацетиленом при 400 — 450º С, образуя карбид бериллия и водород:

Be + C2H2 = BeC2 + H2

 

Источники:
  • https://themineral.ru/metally/berillij
  • https://chem.ru/berillij.html
  • https://chemege.ru/berillij
Оцените статью:
[Всего голосов: 0    Средний: 0/5]