БЕРИЛИЕВ ОКСИД (БЕО): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

В берилиев оксид (ВеО) е керамичен материал, в допълнение към тяхната висока здравина и електрическо съпротивление, има движеща способност на такава висока температура, което прави част на ядрени реактори, надхвърлящи дори металите в последния собственост.

В допълнение към полезността си като синтетичен материал, той може да се намери и в природата, въпреки че е рядкост. Работата с него трябва да се извършва внимателно, тъй като има способността да навреди сериозно на човешкото здраве.

Модел на кристалната структура на берилиев оксид, от Бен Милс, от Wikimedia Commons

В съвременния свят се наблюдава как учените, свързани с технологичните компании, провеждат изследвания за разработване на модерни материали за доста специализирани приложения, като тези, които отговарят на полупроводникови материали и тези в аерокосмическата индустрия.

Резултатът от това е откриването на вещества, които благодарение на изключително полезните си свойства и високата си трайност ни дават възможност да се движим напред във времето, което ни позволява да изведем технологията си на по-високи нива.

Химическа структура

Молекула на берилиевия оксид (наричана още "берилий") е съставена от атом на берилий и кислороден атом, координирани в тетраедрична ориентация и кристализиращи се в шестоъгълни кристални структури, наречени вюрцити.

Тези кристали имат тетраедрични центрове, които са заети от Be ²⁺ и O ^2-. При високи температури структурата на берилиевия оксид става от тетрагонален тип.

Получаването на берилиев оксид се постига чрез три метода: калциниране на берилиев карбонат, дехидратация на берилиев хидроксид или чрез запалване на метален берилий. Берилиевият оксид, образуван при високи температури, има инертен характер, но може да бъде разтворен от различни съединения.

BeCO ₃ + топлина → BeO + CO ₂ (калциниране)

Be (OH) ₂ → BeO + H ₂ O (Дехидратация)

2 Be + O ₂ → 2 BeO (запалване)

И накрая, берилиевият оксид може да се изпари и в това състояние той ще бъде под формата на диатомични молекули.

Имоти

Берилиевият оксид се среща в природата като бромелит, бял минерал, който се намира в някои сложни манганово-желязови находища, но най-често се среща в синтетичната му форма: бяло аморфно твърдо вещество, което се среща като прах.,

Също така примесите, затворени по време на производството, ще дадат на оксидната проба разнообразни цветове.

Точката на топене е разположена при 2507 ºC, а температурата на кипене - 3900 ºC и има плътност 3,01 g / cm ³.

По същия начин химическата му стабилност е значително висока, реагира само с водна пара при температури близки до 1000 ºC и може да издържа на процеси на редукция на въглерод и атаки от разтопени метали при високи температури.

Също така, неговата механична якост е прилична и може да бъде подобрена с дизайн и производство, подходящи за търговски цели.

Електрическа проводимост

Берилиевият оксид е изключително стабилен керамичен материал и следователно има доста високо електрическо съпротивление, което го прави един от най-добрите електроизолационни материали, заедно с алуминиев триоксид.

Поради това този материал обикновено се използва за специализирано високочестотно електрическо оборудване.

Топлопроводимост

Берилиевият оксид има голямо предимство по отношение на своята топлопроводимост: той е известен като вторият най-добър топлопроводим материал сред неметалите, като е на второ място по диамант, значително по-скъп и рядък материал.

За металите само медта и среброто пренасят топлината по-добре чрез проводимост, отколкото берилиевият оксид, което го прави изключително желан материал.

Поради отличните си топлопроводими свойства, това вещество участва в производството на огнеупорни материали.

Оптични свойства

Поради своите кристални свойства, берилиевият оксид се използва за прилагане на ултравиолетов прозрачен материал в определени плоски екрани и фотоволтаични клетки.

По подобен начин могат да се получат много висококачествени кристали, така че тези свойства се подобряват в зависимост от използвания производствен процес.

Здравословни рискове

Берилиевият оксид е съединение, с което трябва да се работи много внимателно, тъй като притежава преди всичко канцерогенни свойства, които са свързани с непрекъснатото вдишване на прах или пари от този материал.

Малките частици в тези оксидни фази се прилепват към белите дробове и могат да доведат до образуването на тумори или заболяване, известно като берилиоза.

Берилиозата е заболяване със средна смъртност, което причинява неефективно дишане, кашлица, загуба на тегло и висока температура и образуване на грануломи в белите дробове или други засегнати органи.

Съществуват и опасности за здравето от директен контакт на берилиев оксид с кожата, тъй като той е корозивен и дразнещ и може да причини увреждане на повърхността на кожата и лигавицата. Дихателните пътища и ръцете трябва да бъдат защитени при работа с този материал, особено в прахообразната му форма.

Приложения

Използването на берилиевия оксид се разделя главно на три: електронно, ядрено и други приложения.

Електронни приложения

Способността да предава топлина на високо ниво и доброто му електрическо съпротивление са направили берилиевия оксид от голяма полза като радиатор.

Използването му е доказано в схеми в компютри с голям капацитет, както и в оборудване, което се справя с високите токове на електричество.

Берилиевият оксид е прозрачен за рентгенови лъчи и микровълни, така че се използва в прозорци срещу тези видове радиация, както и антени, комуникационни системи и микровълнови фурни.

Ядрени приложения

Способността му да модерира неутрони и да поддържа структурата им при радиационно бомбардиране доведе до това, че берилиевият оксид участва в изграждането на ядрени реактори, а също така може да се прилага и в реактори с високотемпературно газово охлаждане.

Други приложения

Ниската плътност на берилиевия оксид предизвика интерес в авиационната и военната технологична индустрия, тъй като може да представлява вариант с ниско тегло при ракетните двигатели и бронежилетки.

И накрая, наскоро се прилага като огнеупорен материал при топене на метали в металургичната промишленост.

Препратки

1. PubChem. (SF). Берилиев оксид. Извлечено от pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Рийд. (SF). Берилия / Берилиев оксид (BeO). Възстановена от reade.com
3. Изследване, С. (ср.). Берилиев оксид - Берилия. Извлечено от azom.com
4. Услуги, NJ (sf). Берилиев оксид. Възстановени от nj.gov
5. Wikipedia. (SF). Берилиев оксид. Извлечено от en.wikipedia.org