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Beryllium

Beryllium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Be und der Ordnungszahl 4.
Das zweiwertige, stahlgraue Leichtmetall ist sehr hart und spröde. Es wird meist als Legierungszusatz verwendet.

Eigenschaften

Lithium - Beryllium - Bor

Be
Mg

Periodensystem

Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Beryllium, Be, 4
Serie Erdalkalimetalle
Gruppe, Periode, Block 2 (IIA), 2, s
Dichte, Mohshärte 1848 kg/m³, 5,5
Aussehen weiß-grau metallisch
Atomar
Atomgewicht 9,01218 amu
Atomradius 112 pm
Kovalenter Radius 90 pm
van der Waals-Radius k. A. pm
Elektronenkonfiguration [He]22 s²
e^- 's pro Energieniveau 2, 2
Oxidationszustände (Oxid) 2 (amphoter)
Kristallstruktur hexagonal
Physikalisch
Aggregatzustand (Magnetismus) fest (diamagnetisch)
Schmelzpunkt 1551,15 K
Siedepunkt 3243,15 K
Molares Volumen 4,85 · 10^-3 m³/mol
Verdampfungswärme 292,40 kJ/mol
Schmelzwärme 12,20 kJ/mol
Dampfdruck 4180 Pa
Schallgeschwindigkeit 13000 m/s
Verschiedenes
Elektronegativität 1,57 (Pauling-Skala)
Spezifische Wärmekapazität 1825 J/kg · K
Elektrische Leitfähigkeit 31,3 · 10⁶/m Ohm
Wärmeleitfähigkeit 201 W/m · K
1. Ionisierungsenergie 899,5 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1757,1 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 14848,7 kJ/mol
Stabilste Isotope

Isotop NH t_1/2 ZM ZE M eV ZP
⁷Be {syn.} 53,12 Tage epsilon 0,862 ⁷Li
⁹Be 100 % Be ist stabil mit 5 Neutronen
¹⁰Be in Spuren 1,51 · 10⁶y beta^- 0,556 ¹⁰B

NMR-Eigenschaften

⁹Be
Kernspin -3/2
gamma 3,759 · 10⁷ rad/T
Empfindlichkeit 0,0139
Larmorfrequenz bei B = "4",7 T 28,1 M Hz

SI-Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt,
sofern nicht anders angegeben.

Inhalt
1 Bemerkenswerte Eigenschaften
2 Anwendungen
3 Geschichte
4 Vorkommen
5 Isotope
6 Vorsichtsmaßnahmen
7

Bemerkenswerte Eigenschaften

Beryllium besitzt für ein Leichtmetall einen bemerkenswert hohen Schmelzpunkt. Neben der sehr hohen Wärmekapazität besitzt es einen um 1/3 höheren Elastizitätsmodul als Stahl, die Schwingungsdämpfung ist ebenfalls sehr hoch. Zusätzlich besitzt es eine hohe Durchlässigkeit für Röntgenstrahlen. Alphateilchen setzen aus Beryllium Neutronen frei.
Bei Raumtemperatur ist Beryllium an trockener Luft beständig, es bildet sich eine passivierende Oxidhaut die dem Angriff konzentrierter Salpetersäure widersteht. In Salzsäure wird es schnell angegriffen. An feuchter Luft überzieht es sich mir einer Schicht aus Hydroxid.

Anwendungen

als Konstruktionswerkstoff in Legierungen mit Aluminium für besonders beanspruchte und sehr leichte Produkte in der Flugzeug- und Weltraumtechnik.
als Legierungsbestandteil in Kupferberylliumbronze. Daraus werden funkenfreie nichtmagnetische Werkzeuge hergestellt, die in Ex(plosionsgefährdeten)-Bereichen, die Wasserstoff in der Luft haben, eingesetzt werden.
als Moderator und Reflektor für Neutronen in Reaktoren, Kernwaffen und im JET (Joint European Torus).
als Neutronenmultiplikator in Schnellen Brütern und zukünftig möglicherweise in Fusionsreaktoren:

⁹Be + n -> 2 ⁴He + 2 n - 1,57 M eV

wegen seiner Durchlässigkeit für Röntgenstrahlen als Fenster in Röntgenröhren.

Überwiegend wird Beryllium aber zur Herstellung von Kontakt- und Federwerkstoffen aus Berylliumbronzen verwendet. Sie zeichnen sich durch hohe Härte, Elastizität, Ermüdungsfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Nichtmagnetisierbarkeit sowie elektrische und thermische Leitfähigkeit aus. Die herausragenden Eigenschaften von Beryllium machen es trotz seines hohen Preises und seiner Toxizität für viele Anwendungen geeignet.

Weitere Anwendungen:

Relaiskontakte
Uhrenfedern aus Eisen-Nickel-Beryllium
Elektroden für das Punktschweißen
Bremsscheiben des Space Shuttles (geringes Gewicht und hohe Wärmekapazität)
Rotoren in Kreiselkompassen, bewegliche Spiegel in optischen Systemen, Antriebssysteme in Magnetbandgeräten
Golfschläger aus Berylliumbronze (Steifigkeit und Schwingungsdämpfung)
Neutronenquelle: Bestrahlung mit Alphateilchen erzeugt freie Neutronen
Nickel-Beryllium-Legierungen für temperaturbelastete Verbindungselemente

Geschichte

Beryllium (nach Beryll, dem Edelstein) wurde 1798 durch Nicolas-Louis Vauquelin in Form seines Oxides aus den Edelsteinen Beryll und Smaragd dargestellt. 1828 gelang Friedrich Wöhler und Antoine Bussy die Redukion des Berylliumchlorids mit Kalium zum metallischen Beryllium.
Wegen des süssen Geschmackes der Berylliumsalze wurde in Frankreich bis 1957 für das vierte Element die Bezeichnung Glucinium verwendet.

Vorkommen

Das seltene Element Beryllium kommt in 30 verschiedenen Mineralien vor. Die wichtigsten sind Bertrandit (USA) und Beryll (China und Brasilien). Die schönsten und wertvollsten die Edelsteine Aquamarin, Smaragd, Roter Beryll, Euklas, Gadolinit, Chrysoberyll, Phenakit und Alexandrit.
Die Herstellung des metallischen Beryllium erfolgt überwiegend durch Reduktion von Berylliumfluorid mit Magnesium.

Isotope

Vorsichtsmaßnahmen

Beryllium und Berylliumsalze sind giftig und krebserregend.
Beryllium kann zu Haut-, Lungen-, Milz- und Leberschäden führen.
Beryllium akkumuliert sich im menschlichen Körper und führt nach jahrelanger Latenzzeit zur Bildung von Tumoren.
Gefährlich ist vor allen Dingen inhaliertes Beryllium. Verschlucktes Beryllium ist relativ ungefährlich, da es überwiegend wieder ausgeschieden wird.
Beryllium reichert sich im Tabak an, das beim Rauchen in die Luft gelangt. In schlecht gelüfteten Räumen sind Konzentrationen oberhalb der maximalen Arbeitsplatzkonzentration nachgewiesen worden.

webelements.com/webelements/elements/text/Be/index.html WebElements.com - Beryllium
environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Be.html EnvironmentalChemistry.com - Beryllium
education.jlab.org/itselemental/ele004.html It's Elemental - Beryllium

Der Ursprungsartikel stammt von der deutschsprachigen Wiki pedia (siehe oben: "Original Artikel & Autoren Liste").
Der Text steht unter der GNU Freie Dokumentation Lizenz.