Berylliumoksidi

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 17. maaliskuuta 2022 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .

berylliumoksidi
Kenraali
Systemaattinen nimi	berylliumoksidi
Chem. kaava	BeO
Rotta. kaava	BeO
Fyysiset ominaisuudet
Osavaltio	kiinteä
Moolimassa	25,01158 g/ mol
Tiheys	3,01 g/cm³
Lämpöominaisuudet
Lämpötila
•  sulaminen	2530 °C
•  kiehuva	4120 °C
Mol. lämpökapasiteetti	25,5 J/(mol K)
Lämmönjohtokyky	100 °C:ssa 209,3 [1]  W/(m K)
Entalpia
•  koulutus	589,2 kJ/mol
Höyryn paine	2000°C:ssa 0,003 atm
Kemiallisia ominaisuuksia
Liukoisuus
• vedessä	0,00005 g/100 ml
Optiset ominaisuudet
Taitekerroin	1.719
Rakenne
Kristallirakenne	kuusikulmainen
Luokitus
Reg. CAS-numero	1304-56-9
PubChem	14775
Reg. EINECS-numero	215-133-1
Hymyilee	[Be]=O
InChI	InChI=1S/Be.OLTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N
RTECS	DS4025000
CHEBI	62842
YK-numero	1566
ChemSpider	14092
Turvallisuus
Myrkyllisyys	erittäin myrkyllinen, syöpää aiheuttava, ärsyttävä
EKP:n kuvakkeet
NFPA 704	0 neljä 0
Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita.
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Berylliumoksidi on berylliumin ja hapen  binäärinen kemiallinen yhdiste, jonka kemiallinen kaava on BeO, amfoteerinen oksidi .

Valmistusmenetelmästä riippuen, standardiolosuhteissa berylliumoksidi on valkoinen kiteinen tai amorfinen aine, mauton ja hajuton, hyvin heikosti veteen liukeneva .

Liukenee väkeviin mineraalihappoihin ja emäksiin , liukenee hyvin alkalisiin sulatteisiin [2] [3] .

Kuten kaikki berylliumyhdisteet, se on erittäin myrkyllistä .

Berylliumoksidi on yksi 2:sta (olemassa on myös berylliumoksidi 1), berylliumin ja hapen binaarinen yhdiste, vaikka tyyppien (BeO) 3 ja (BeO) 4 polymeerien läsnäolo havaittiin BeO:n yläpuolella olevassa höyryfaasissa lämpötilassa. noin 2000 °C [2] . Siinä on wurtziittityyppinen kiderakenne .

Luonnossa oleminen

Luonnossa berylliumoksidia esiintyy bromeliittina [3] .

Hankinta ja ominaisuudet

Berylliumoksidia saadaan termisellä hajottamalla berylliumhydroksidia ja joitakin sen suoloja (esimerkiksi nitraattia , emäksistä asetaattia , karbonaattia jne.) lämpötilassa 500-1000 °C. Näin saatu oksidi on valkoista amorfista jauhetta. Suurien kiteiden muodossa berylliumoksidia voidaan saada kuumentamalla korkeaan lämpötilaan (sulattamalla) amorfinen muoto tai esimerkiksi kiteyttämällä sulaista alkalimetallikarbonaateista [ 2] .

BeO:n höyrynpaine on mitätön, joten vesihöyryn puuttuessa se on vähiten haihtuva kaikista tulenkestävistä oksideista. Sellaisten oksidien, kuten MgO , CaO , Al 2O 3 , SiO 2 , sekoitus vähentää edelleen BeO :n haihtuvuutta niiden välisen kemiallisen vuorovaikutuksen vuoksi. Vesihöyryn läsnä ollessa 1000–1800 °C:ssa berylliumoksidin haihtuvuus kasvaa suuresti kaasumaisen berylliumhydroksidin muodostumisen vuoksi [2] .

Berylliumoksidilla on kompaktissa tilassaan erittäin korkea lämmönjohtavuus . 100 °C:ssa se on 209,3 W m −1 K −1 , mikä on enemmän kuin ei-metallien (paitsi timantti ja piikarbidi ) ja useimpien metallien (lukuun ottamatta kuparia, hopeaa, kultaa, alumiinia ja monia muita) lämmönjohtavuus niiden seoksista) [4] [5] . Lämpötilan laskiessa berylliumoksidin lämmönjohtavuus ensin kasvaa ( 370 W m −1 K −1 lämpötilassa 300 K), saavuttaa maksiminsa ( 13501 W m −1 K −1 ) 40 K lämpötilassa ja laskee sitten ( 47 W m −1 K −1 lämpötilassa 4 K ) [5] .

Kemialliset ominaisuudet

Berylliumoksidin reaktiivisuus riippuu sen valmistusmenetelmästä ja kalsinointiasteesta . Lämpötilan nousu kalsinoinnin aikana johtaa raekoon kasvuun (eli ominaispinta-alan pienenemiseen) ja tämän seurauksena yhdisteen kemiallisen aktiivisuuden vähenemiseen. [2]

Enintään 500 °C :n lämpötilassa kalsinoitu berylliumoksidi liukenee happojen ja emästen vesiliuoksiin (jopa laimennettuihin) muodostaen vastaavia suoloja ja hydroksobyryllaatteja . Esimerkiksi:

.

Berylliumoksidi, joka on kalsinoitu lämpötilassa 1200-1300 °C, liukenee väkeviin happoliuoksiin . Esimerkiksi tällä tavalla kalsinoitu BeO reagoi kuuman väkevän rikkihapon kanssa :

.

Berylliumoksidin kalsinointi yli 1800 °C: n lämpötiloissa johtaa sen reaktiivisuuden lähes täydelliseen menettämiseen. Tällaisen kalsinoinnin jälkeen BeO liukenee vain väkevään fluorivetyhappoon muodostaen fluoria ja alkalimetallien sulaisiin emäksiin, karbonaatteihin ja pyrosulfaatteihin, jolloin muodostuu beryllaattia [2] [3] :

.

Yli 1000 °C lämpötiloissa berylliumoksidi reagoi kloorin kanssa , kun taas hiilen läsnä ollessa reaktio etenee helpommin ja paljon alhaisemmissa lämpötiloissa (600-800 °C) [2] :

.

Yli 1000 °C lämpötiloissa berylliumoksidi siirtyy palautuvaan hydrokloorausreaktioon (järjestelmän lämpötilan alentaminen aiheuttaa tuloksena olevan berylliumkloridin käänteisen hajoamisprosessin ) [2] :

.

Kuumennettaessa berylliumoksidi pystyy reagoimaan monien klooria sisältävien yhdisteiden kanssa. Erityisesti jo 500 °C:ssa alkaa reaktio fosgeenin kanssa [2] :

.

Klooraus hiilitetrakloridilla tapahtuu 450–700 °C :n lämpötilassa [2] :

.

Berylliumoksidin on paljon vaikeampi olla vuorovaikutuksessa bromin kanssa, mutta BeO:n ja jodin vuorovaikutuksesta ei ole tietoa .

Berylliumoksidi ei reagoi kaikkien yleisesti käytettyjen pelkistysaineiden kanssa . Erityisesti vain kalsiumia , magnesiumia , titaania ja hiiltä (korkeassa lämpötilassa) voidaan käyttää pelkistämään beryllium metalliksi oksidista . Kalsiumia ja magnesiumia voidaan käyttää pelkistimenä alle 1700 °C: n lämpötiloissa ja ilmanpaineessa, titaania voidaan käyttää alle 0,001 mm Hg:n paineissa. Taide. ja 1400 °С [2] :

.

Molemmissa tapauksissa beryllium saadaan pelkistävän metallin ja reaktiotuotteiden saastuttamana, koska reaktiotuotteiden erottaminen on teknisesti erittäin vaikeaa.

Hiilen käyttö on edullisempaa, mutta reaktio sen kanssa tapahtuu vain yli 2000 °C :n lämpötiloissa :

.

Berylliumoksidi on alle 800 °C: n lämpötiloissa stabiili sulien alkalimetallien ( litium , natrium ja kalium ) suhteen eikä reagoi lähes ollenkaan ceriumin , platinan , molybdeenin , toriumin ja raudan kanssa ; vain 1800 °C:ssa se on vuorovaikutuksessa nikkelin , piin , titaanin ja zirkoniumin kanssa [2] [6] .

Sovellus

Korkean lämmönjohtavuuden ja pienen lämpölaajenemiskertoimen yhdistelmä mahdollistaa berylliumoksidin käytön lämmönkestävänä materiaalina, jolla on merkittävä kemiallinen inertisyys.

Berylliumoksidikeraamia käytetään dielektrisinä lämpöä johtavina substraatteina puolijohdekiteille suuritehoisten puolijohdelaitteiden tuotannossa .

Myrkyllisyys

Berylliumoksidipöly on erittäin myrkyllistä ja syöpää aiheuttavaa , NFPA 704 -luokituksen mukaan sille on annettu korkein myrkyllisyys [7] . Keramiikaksi tiivistettynä se on turvallista, jos sitä ei koneisteta tuottamaan pölyä [8] .

Muistiinpanot

1. ↑ Beryllium . Haettu 8. heinäkuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 13. maaliskuuta 2014. (määrätön)
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Harvinaisten ja hivenaineiden kemia ja teknologia: Proc. käsikirja yliopistoille: Osa I / Ed. K. A. Bolshakova. - 2. painos, tarkistettu. ja ylimääräisiä - M .: Korkeakoulu, 1976. - S. 176.
3. ↑ 1 2 3 Rabinovich V. A., Khavin Z. Ya.  Lyhyt kemiallinen hakuteos. - L .: Kemia, 1977. - S. 56.
4. ↑ Beryllium. berylliumyhdisteitä. berylliumoksidi . Haettu 8. heinäkuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 13. maaliskuuta 2014. (määrätön)
5. ↑ 1 2 Inyushkin A.V.  Lämmönjohtavuus / Kirjassa: Fysikaaliset suureet: Käsikirja. — M.: Energoatomizdat. - 1991. - S. 337-363.
6. ↑ Egon Wiberg, Arnold Frederick Holleman epäorgaaninen kemia. - Elsevier, 2001. - ISBN 0-12-352651-5
7. ↑ Vaarallisia aineita koskeva tietolehti . New Jerseyn terveys- ja senioripalvelujen osasto. Haettu 17. elokuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 31. tammikuuta 2022. (määrätön)
8. ↑ Berylliumoksidin turvallisuus . Amerikkalainen Berylia . Haettu 29. maaliskuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 6. maaliskuuta 2018. (määrätön)

oksideja
H2O _ _
Li 2 O LiCoO 2 Li 3 PaO 4 Li 5 PuO 6 Ba 2 LiNpO 6 LiAlO 2 Li 3 NpO 4 Li 2 NpO 4 Li 5 NpO 6 LiNbO 3	BeO											B2O3 _ _ _	C 3 O 2 C 12 O 9 CO C 12 O 12 C 4 O 6 CO 2	N 2 O NO N 2 O 3 N 4 O 6 NO 2 N 2 O 4 N 2 O 5	O	F
Na 2 O NaPaO 3 NaAlO 2 Na 2 PtO 3	MgO											AlO Al 2 O 3 NaAlO 2 LiAlO 2 AlO(OH)	SiO SiO 2	P 4 O P 4 O 2 P 2 O 3 P 4 O 8 P 2 O 5	S 2 O SO SO 2 SO 3	Cl 2 O ClO 2 Cl 2 O 6 Cl 2 O 7
K 2 O K 2 PtO 3 KPaO 3	CaO Ca 3 OSiO 4 CaTiO 3	Sc2O3 _ _ _	TiO Ti 2 O 3 TiO 2 TiOSO 4 CaTiO 3 BaTiO 3	VO V 2 O 3 V 3 O 5 VO 2 V 2 O 5	FeCr 2 O 4 CrO Cr 2 O 3 CrO 2 CrO 3 MgCr 2 O 4	MnO Mn 3 O 4 Mn 2 O 3 MnO(OH) Mn 5 O 8 MnO 2 MnO 3 Mn 2 O 7	FeCr 2 O 4 FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3	CoFe 2 O 4 CoO Co 3 O 4 CoO(OH) Co 2 O 3 CoO 2	NiO NiFe 2 O 4 Ni 3 O 4 NiO(OH) Ni 2 O 3	Cu 2 O CuO CuFe 2 O 4 Cu 2 O 3 CuO 2	ZnO	Ga 2 O Ga 2 O 3	GeO GeO 2	Kuten 2 O 3 Kuten 2 O 4 Kuten 2 O 5	SeOCl 2 SeOBr 2 SeO 2 Se 2 O 5 SeO 3	Br 2 O Br 2 O 3 BrO 2
Rb 2 O RbPaO 3 Rb 4 O 6	SrO	Y 2 O 3 YOF YOCl	ZrO(OH) 2 ZrO 2 ZrOS Zr 2 O 3 Cl 2	NbO Nb 2 O 3 NbO 2 Nb 2 O 5 Nb 2 O 3 (SO 4 ) 2 LiNbO 3	Mo 2 O 3 Mo 4 O 11 MoO 2 Mo 2 O 5 MoO 3	TcO 2 Tc 2 O 7	Ru 2 O 3 RuO 2 Ru 2 O 5 RuO 4	RhO Rh 2 O 3 RhO 2	PdO Pd2O3PdO2 _ _ _ _ _	Ag2O Ag2O2 _ _ _ _ _	Cd2O CdO _ _	2 O : ssa O 2 O 3 : ssa	SnO SnO 2	Sb 2 O 3 Sb 2 O 4 Hg 2 Sb 2 O 7 Sb 2 O 5	TeO 2 TeO 3	I 2 O 4 I 4 O 9 I 2 O 5
Cs 2 O Cs 2 ReCl 5 O	BaO BaPaO 3 BaTiO 3 BaPtO 3		HfO (OH ) 2HfO2	Ta 2 O TaO TaO 2 Ta 2 O 5	WO 2 Br 2 WO 2 WO 2 Cl 2 WOBr 4 WOF 4 WOCl 4 WO 3	Re 2 O ReO Re 2 O 3 ReO 2 Re 2 O 5 ReO 3 Re 2 O 7	OsO Os 2 O 3 OsO 2 OsO 4	Ir2O3 IrO2 _ _ _ _	PtO Pt 3 O 4 Pt 2 O 3 PtO 2 K 2 PtO 3 Na 2 PtO 3 PtO 3	Au 2 O AuO Au 2 O 3	Hg 2 O HgO (Hg 3 O 2 )SO 4 Hg 2 O (CN) 2 Hg 2 Sb 2 O 7 Hg 3 O 2 Cl 2 Hg 5 O 4 Cl 2	Tl 2 O Tl 2 O 3	Pb 2 O PbO Pb 3 O 4 Pb 2 O 3 PbO 2	BiO Bi 2 O 3 Bi 2 O 4 Bi 2 O 5	PoO PoO 2 PoO 3	klo
Fr	Ra		RF	Db	Sg	bh	hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	fl	Mc	Lv	Ts
		↓
		La 2 O 2 S La 2 O 3	Ce 2 O 3 CeO 2	PrO Pr 2 O 2 S Pr 2 O 3 Pr 6 O 11 Pro 2	NdO Nd2O2S Nd2O3NdHO _ _ _ _ _ _ _ _	Pm 2 O 3	SmO Sm 2 O 3	EuO Eu 3 O 4 Eu 2 O 3 EuO(OH) Eu 2 O 2 S	Gd 2 O 3	Tb	Dy2O3 _ _ _	Ho 2 O 3 Ho 2 O 2 S	Er2O3 _ _ _	Tm2O3 _ _ _	YbO Yb 2 O 3	Lu 2 O 2 S Lu 2 O 3 LuO (OH)
		Ac2O3 _ _ _	UO 2 UO 3 U 3 O 8	PaO PaO 2 Pa 2 O 5 PaOS	THO 2	NpO NpO 2 Np 2 O 5 Np 3 O 8 NpO 3	PuO Pu 2 O 3 PuO 2 PuO 3 PuO 2 F 2	AmO 2	Cm2O3 CmO2 _ _ _ _	Bk 2 O 3	Vrt 2O3 _ _	Es	fm	md	ei	lr

Berylliumyhdisteet _

Berylliumaluminaatti (BeAl 2 O 4 ) Berylliumasetaatti (Be(CH 3 COO) 2 ) Berylliumboridi (BeB 2 ) Berylliumbromidi ( BeBr2 ) berylliumhydridi ( BeH2 ) Berylliumbikarbonaatti (Be(HCO 3 ) 2 ) Berylliumhydroksidi (Be(OH) 2 ) berylliumvetyortofosfaatti (BeHPO 4 ) Berylliumdihydroortofosfaatti (Be(H 2 PO 4 ) 2 ) Dimetyyliberyllium (Be(CH 3 ) 2 ) berylliumjodidi ( BeI2 ) Berylliumkarbidi (Be 2 C) Berylliumkarbonaatti (BeCO 3 ) Berylliumnitraatti (Be(NO 3 ) 2 ) Berylliumnitridi (Be 3 N 2 ) Berylliumoksalaatti (BeC 2 O 4 ) berylliumoksidi (BeO) Berylliumoksidi-heksaasetaatti (Be 4 O (CH 3 COO) 6 ) Berylliumoksidiheksaformaatti (Be 4 O(HCOO) 6 ) Berylliumortosilikaatti (Be 2 SiO 4 ) berylliumperoksidi (BeO 2 ) Berylliumperkloraatti (Be(ClO 4 ) 2 ) berylliumselenaatti ( BeSeO4 ) Berylliumselenidi (BeSe) Berylliumsilikidi (Be 2 Si) Berylliumsulfaatti (BeSO 4 ) berylliumsulfidi (BeS) Berylliumsulfiitti (BeSO 3 ) Berylliumtelluridi (BeTe) Ammoniumtetrafluoroberylaatti (NH 4 ) 2 [BeF 4 ]) kaliumtetrafluoroberylaatti K 2 [BeF 4 ] ) Litiumtetrafluorobrylaatti Li 2 [BeF 4 ]) Natriumtetrafluorobrylaatti Na 2 [BeF 4 ]) Berylliumfosfaatti (Be 3 (PO 4 ) 2 ) berylliumfluoridi (BeF 2 ) berylliumkloridi (BeCl 2 ) Berylliumsitraatti (BeC 6 H 6 O 7 )