OXID DE BERILIU (STRUCTURĂ): STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI ȘI UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Oxidul de beriliu (BeO) este un material ceramic, în plus față de puterea lor ridicată și rezistivitate electrică, are o capacitate de conducere a unui astfel mare de căldură , care face parte din reactoare nucleare, depășind chiar și metalele din urmă proprietate.

Pe lângă utilitatea sa ca material sintetic, poate fi întâlnită și în natură, deși este rară. Manipularea sa trebuie efectuată cu grijă, deoarece are capacitatea de a dăuna grav sănătății umane.

Modelul structurii cristaline a oxidului de beriliu, de Ben Mills, de la Wikimedia Commons

În lumea modernă, s-a observat modul în care oamenii de știință asociați companiilor de tehnologie au efectuat cercetări pentru a dezvolta materiale avansate pentru aplicații destul de specializate, precum cele care întâlnesc materiale semiconductoare și cele ale industriei aerospatiale.

Rezultatul a fost descoperirea substanțelor care, datorită proprietăților extrem de utile și durabilității lor ridicate, ne-au oferit posibilitatea de a merge mai departe în timp, permițându-ne să ne ducem tehnologia la niveluri superioare.

Structura chimică

O moleculă de oxid de beriliu (numită și "beriliu") este formată dintr-un atom de beriliu și un atom de oxigen, ambele coordonate într-o orientare tetraedrică și se cristalizează în structuri hexagonale de cristal numite wurtzite.

Aceste cristale au centre tetraedre, care sunt ocupate de Be ²⁺ și O ^2- . La temperaturi ridicate, structura oxidului de beriliu devine de tip tetragonal.

Obținerea oxidului de beriliu se realizează prin trei metode: calcinarea carbonatului de beriliu, deshidratarea hidroxidului de beriliu sau aprinderea beriliei metalice. Oxidul de beriliu format la temperaturi ridicate are un caracter inert, dar poate fi dizolvat de diverși compuși.

BeCO ₃ + Căldură → BeO + CO ₂ (Calcinare)

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

2 Be + O ₂ → 2 BeO (Aprindere)

În cele din urmă, oxidul de beriliu poate fi vaporizat, iar în această stare va fi sub formă de molecule diatomice.

Proprietăți

Oxidul de beriliu apare în natură ca brom satelit, un mineral alb care se găsește în unele depozite complexe de mangan-fier, dar se găsește cel mai frecvent în forma sa sintetică: un solid amorf alb care apare sub formă de pulbere. .

De asemenea, impuritățile prinse în timpul producției vor oferi probei de oxid culori variate.

Punctul său de topire este situat la 2507 ° C, punctul de fierbere la 3900 ° C, și are o densitate de 3,01 g / cm ³ .

În același mod, stabilitatea sa chimică este considerabil ridicată, reacționând doar cu vaporii de apă la temperaturi apropiate de 1000 ºC și poate rezista proceselor de reducere a carbonului și atacurilor metalelor topite la temperaturi ridicate.

De asemenea, rezistența sa mecanică este decentă și poate fi îmbunătățită cu proiectări și fabricări adecvate pentru utilizări comerciale.

Conductivitatea electrică

Oxidul de beriliu este un material ceramic extrem de stabil și, prin urmare, are o rezistivitate electrică destul de ridicată care îl face unul dintre cele mai bune materiale izolatoare electrice, împreună cu alumina.

Din această cauză, acest material este utilizat în mod obișnuit pentru echipamente electrice specializate de înaltă frecvență.

Conductivitate termică

Oxidul de beriliu are un mare avantaj din punct de vedere al conductivității sale termice: este cunoscut ca cel de-al doilea cel mai bun material conducător de căldură dintre nemetalele, al doilea doar pentru diamant, un material considerabil mai scump și mai rar.

Pentru metale, numai cupru și argint transferă căldura mai bine prin conducere decât oxidul de beriliu, ceea ce îl face un material extrem de dorit.

Datorită proprietăților sale excelente de conducere a căldurii, această substanță a fost implicată în producerea de materiale refractare.

Proprietati optice

Datorită proprietăților sale cristaline, oxidul de beriliu este utilizat pentru aplicarea materialului transparent ultraviolet în anumite ecrane plate și celule fotovoltaice.

În mod similar, pot fi produse cristale de înaltă calitate, astfel încât aceste proprietăți se îmbunătățesc în funcție de procesul de fabricație utilizat.

Riscuri de sanatate

Oxidul de beriliu este un compus care trebuie manipulat cu mare atenție, deoarece are în primul rând proprietăți cancerigene, care au fost legate de inhalarea continuă a prafului sau a vaporilor acestui material.

Particulele mici din aceste faze de oxid aderă la plămâni și pot duce la formarea tumorilor sau a unei boli cunoscute sub numele de berilioză.

Berilioza este o boală cu o rată medie de mortalitate care provoacă respirație ineficientă, tuse, pierdere în greutate și febră și formarea de granuloame în plămâni sau alte organe afectate.

Există, de asemenea, pericole pentru sănătatea cauzată de contactul direct al oxidului de beriliu cu pielea, deoarece este coroziv și iritant și poate provoca deteriorarea suprafeței pielii și a mucoasei. Căile respiratorii și mâinile trebuie protejate atunci când lucrați cu acest material, în special sub formă de pulbere.

Aplicații

Utilizările oxidului de beriliu se împart în principal în trei aplicații: electronice, nucleare și alte aplicații.

Aplicații electronice

Capacitatea de a transfera căldura la un nivel ridicat și rezistența electrică bună au făcut ca oxidul de beriliu să fie de mare utilitate ca radiator.

Utilizarea sa a fost evidențiată în circuite pe computere de mare capacitate, precum și în echipamente care gestionează curenți mari de electricitate.

Oxidul de beriliu este transparent la razele X și la microunde, deci este utilizat în ferestre împotriva acestor tipuri de radiații, precum și la antene, sisteme de comunicare și cuptoare cu microunde.

Aplicații nucleare

Capacitatea sa de a modera neutronii și de a-și menține structura sub bombardament cu radiații a dus la implicarea oxidului de beriliu în construcția reactoarelor nucleare și poate fi aplicată și în reactoare cu răcire la temperaturi ridicate.

Alte aplicatii

Densitatea scăzută a oxidului de beriliu a generat interes în industria aerospațială și a tehnologiilor militare, deoarece poate reprezenta o opțiune de greutate redusă în motoarele cu rachete și în veșmintele antiglonț.

În cele din urmă, a fost aplicat recent ca material refractar în topirea metalelor în industria metalurgică.

Referințe

1. Extract. (Sf). Oxid de beriliu. Preluat din pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Reade. (Sf). Berilie / Oxil de beriliu (BeO). Recuperat de reade.com
3. Cercetare, C. (sf). Oxid de beriliu - berilie. Preluat de pe azom.com
4. Services, NJ (sf). Oxid de beriliu. Recuperat din nj.gov
5. Wikipedia. (Sf). Oxid de beriliu. Preluat de pe en.wikipedia.org