Berílio

Berílio
Lítio ← Berílio → Boro     4 Be                                                                                                                                                                                                                                           ↑ Be ↓ Na Tabela completa • Tabela estendida
Aparência
cinza metálico Fragmento grande de berílio de 99% de pureza de cerca de 140 g.
Informações gerais
Nome, símbolo, número	Berílio, Be, 4
Série química	metal alcalinoterroso
Grupo, período, bloco	2 (IIA), 2, s
Densidade, dureza	1848 kg/m^3, 5,5
Número CAS	7440-41-7
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atómica	9,012182(3) u
Raio atómico (calculado)	105 (112) pm
Raio covalente	90 pm
Raio de Van der Waals	153 pm
Configuração electrónica	1s^2 2 s^2
Elétrons (por nível de energia)	2, 2 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação	+2, +1 (óxido anfótero)
Óxido
Estrutura cristalina	hexagonal
Propriedades físicas
Estado da matéria	sólido
Ponto de fusão	1560 K
Ponto de ebulição	2744 K
Entalpia de fusão	12,20 kJ/mol
Entalpia de vaporização	292,40 kJ/mol
Temperatura crítica	K
Pressão crítica	Pa
Volume molar	4,85×10^-6m^3/mol
Pressão de vapor	1 Pa a 1462 K
Velocidade do som	13000 m/s a 20 °C
Classe magnética	diamagnético
Susceptibilidade magnética
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie	K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling)	1,57
Calor específico	1825 J/(kg·K)
Condutividade elétrica	S/m
Condutividade térmica	201 W/(m·K)
1.º Potencial de ionização	899,5 kJ/mol
2.º Potencial de ionização	1757,1 kJ/mol
3.º Potencial de ionização	14848,7 kJ/mol
4.º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização4}}} kJ/mol
5.º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização5}}} kJ/mol
6.º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização6}}} kJ/mol
7.º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização7}}} kJ/mol
8.º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização8}}} kJ/mol
9.º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização9}}} kJ/mol
10.º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização10}}} kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD MeV ^7Be traços 53,12 d ε 0,862 ^6Li ^9Be 100% estável com 5 neutrões ^10Be traços 1,51×10^6a ß^- 0,556 ^10B
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.
v e

O berílio (do grego βερυλλoς, berilo) é um elemento químico de símbolo Be, com número atômico 4 (4 prótons e 4 elétrons) e massa atômica 9 u . É um elemento alcalino-terroso, bivalente, tóxico, de coloração cinza, duro, leve, quebradiço e sólido na temperatura ambiente. Pertence ao grupo (ou família) 2 (anteriormente chamada IIA)

É empregado para aumentar a resistência de ligas metálicas(especialmente a de cobre). É empregado para produzir diversos instrumentos (giroscópios), dispositivos (molas de relógios) e em reatores nucleares.

Foi descoberto pelo francês Louis Nicolas Vauquelin em 1798 na forma de óxido no berilo e na esmeralda. O elemento foi isolado independentemente por Friedrich Wöhler e Antoine Bussy em 1828.

O uso comercial do berílio requer a utilização de equipamentos de controle adequado do pó e o controle industrial em período contínuo porque a toxicidade da inalação de substâncias que possuem o berílio pode causar uma doença crônica com risco de vida chamada beriliose.

Características principais

A esmeralda é um composto químico natural que contém berílio.

O berílio apresenta um dos pontos de fusão mais altos entre os metais leves. A maleabilidade é aproximadamente 33% maior que a do aço. Tem uma grande condutividade térmica, não é magnético e resiste ao ataque do ácido nítrico. É bastante permeável aos raios X e, como o rádio e o polônio, libera nêutrons quando é bombardeado com partículas alfa (na ordem de 30 nêutrons por milhão de partículas alfa). Nas condições normais de pressão e temperatura o berílio resiste à oxidação com o ar, ainda que a propriedade de limitar a oxidação do cristal deva-se provavelmente à formação de uma delgada capa de óxido.

Abundância e obtenção

Amostra de minério de berílio

O berílio é encontrado em cerca de 30 minerais diferentes, sendo os mais importantes berilo, bertrandita, crisoberilo e fenaquita, que são as principais fontes de obtenção do berílio. Atualmente a maioria do metal é obtido mediante a redução do fluoreto de berílio com magnésio ou pela eletrólise do tetrafluoreto de berílio e potássio. As formas preciosas do berílio são a água-marinha e a esmeralda.

Geograficamente, as maiores reservas estão nos Estados Unidos, que lideram a produção mundial de berílio, seguido da Rússia e China. Estima-se que as reservas mundiais estejam acima de 80.000 toneladas.

Aplicações

• Produção da liga metálica cobre-berílio para uma grande variedade de aplicações.
• Em diagnósticos com raios X usam-se delgadas lâminas de berílio para filtrar a radiação visível, bem como na litografia com raios-X para a reprodução de circuitos integrados.
• Moderador de nêutrons em reatores nucleares.
• Por sua rigidez, leveza e estabilidade dimensional, é empregado na construção de diversos dispositivos como giroscópios, guias de projéteis e de foguetes, equipamentos de informática, molas de relógio e instrumentais diversos.
• O óxido de berílio é utilizado quando são necessários elevada condutividade térmica, propriedades mecânicas, pontos de fusão elevados e isolamento elétrico.
• Até recentemente eram empregados compostos de berílio em tubos fluorescentes.
• Em espelhos ultra-leves usados em telescópios espaciais, como por exemplo, no telescópio Espacial James Webb da NASA.

Acústica

O baixo peso e a alta rigidez do berílio faz dele conveniente como um material para transdutores de conversão de energia elétrica para energia sonora de alta frequência. Devido o berílio ser caro (muitas vezes mais do que o titânio), a dificuldade de conformar devido sua fragilidade e tóxico se mal manejado, os tweeteres de berílio são limitados as aplicações não residenciais,nos equipamentos de sons para profissionais e sistemas de som direcionado ao público (PA's ou Public Address). Devido a alta performance do berílio em sistemas acústicos, as propagandas de muitos produtos acústicos citam a aplicação do berílio, apesar de muitas vezes não ser verdade.

História

Louis Nicolas Vauquelin é o descobridor do berílio.

O minério berilo, que contêm o berílio, já era utilizado desde a dinastia ptolemaica. No primeiro século da Era Comum, o naturalista romano Caio Plínio Segundo mencionou em sua enciclopédia "História Natural" que o berilo e a esmeralda ("smaragdus") são similares. O papiro de Estocolmo, escrito durante o século III e IV, contém notas sobre como preparar esmeraldas artificiais e o berilo.

O berílio (do grego "βερυλλoς", berilo) ou glucínio (do grego "γλυκυς" "doce", devido ao sabor dos seus sais) foi descoberto pelo francês Louis Nicolas Vauquelin em 1797 na forma de óxido no berilo e na esmeralda. Friedrich Wöhler e A. A. Bussy, de forma independente, isolaram o metal em 1828 a partir da reação de potássio com o cloreto de berílio.

Propriedades Químicas

O Potencial de redução do berílio é muito maior do que dos demais elementos do grupo (ou família) 2 (anteriormente chamada 2A ou IIA). Isso indica que o berílio é menos eletropositivo (menos metálico) que os outros elementos do grupo, e não reage com a água. Especula-se que ele reage com o vapor d'água para formar óxido BeO, ou se não reage com água nem mesmo nessas condições.

Isótopos

O Be-9 é o único isótopo estável. O Be-10 é produzido na atmosfera terrestre pelo bombardeamento do oxigênio e nitrogênio por radiações cósmicas. Foi verificado que o berílio tende a existir em solução aquosa. O berílio atmosférico formado é arrastado pela água da chuva e, uma vez na terra, a solução se torna alcalina, ficando armazenada no solo durante muito tempo (meia-vida de 1,5 milhões de anos) até a sua desintegração em B-10.

O fato de o Be-7 e o Be-8 serem instáveis tem profundas consequências cosmológicas: isso significa que os elementos mais pesados que o berílio não puderam ser produzidos por fusão nuclear no big bang.

Precaução

O berílio e seus sais são potencialmente cancerígenos. A "beriliose" crônica é uma afecção pulmonar causada pela exposição ao pó de berílio, sendo classificada como "doença profissional".

A utilização de compostos de berílio em lâmpadas fluorescentes foi interrompida em 1949. No entanto, a exposição profissional ocorre nas indústrias nuclear e aeroespacial, no refino do metal, na fusão das ligas metálicas de berílio, na fabricação de dispositivos eletrônicos e na manipulação de outros materiais que contêm o berílio.

O berílio e seus compostos devem ser manipulados com muito cuidado; precauções extremas devem ser tomadas nas atividades profissionais que manuseiam estes tipos de materiais. A inalação prolongada pode causar, além da beriliose, câncer de pulmão. No contato com a pele pode causar eczema e ulcerações e, a absorção pela ingestão é pequena mas já foram relatados casos de ulcerações no trato digestivo.

Referências

1. Puchta, Ralph (2011). «A brighter beryllium». Nature Chemistry. 3 (5). 416 páginas. Bibcode:2011NatCh...3..416P. PMID 21505503. doi:10.1038/nchem.1033 
2. Eduardo Motta Alves Peixoto, BERÍLIO, Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc03/elemento.pdf>, acessado (ou Visitado) no dia 05 de maio de 2014>
3. «Scan Speak offers Be tweeters to OEMs and Do-It-Yourselfers» (PDF). Scan Speak. Consultado em 1 de maio de 2010 
4. Johnson, Jr., John E. (12 de novembro de 2007). «Usher Be-718 Bookshelf Speakers with Beryllium Tweeters». Consultado em 18 de setembro de 2008 
5. «Exposé E8B studio monitor». KRK Systems. Consultado em 12 de fevereiro de 2009 
6. «Beryllium use in pro audio Focal speakers». Consultado em 10 de julho de 2010 
7. «VUE Audio announces use of Be in Pro Audio loudspeakers». Consultado em 21 de maio de 2012 
8. Svilar, Mark (8 de janeiro de 2004). «Analysis of "Beryllium" Speaker Dome and Cone Obtained from China». Consultado em 13 de fevereiro de 2009 
9. Weeks 1968, p. 535.
10. Weeks 1968, p. 536.

Bibliografia

• Emsley, John (2001). Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford: Oxford University Press. ISBN 0198503407 
• Mackay, Kenneth Malcolm; Mackay, Rosemary Ann; Henderson, W. (2002). Introduction to modern inorganic chemistry 6th ed. [S.l.]: CRC Press. ISBN 0748764208 
• Weeks, Mary Elvira; Leichester, Henry M. (1968). Discovery of the Elements. Easton, PA: Journal of Chemical Education. LCCCN 68-15217  A referência emprega parâmetros obsoletos |coautor= (ajuda)

Ver também

• Beriliose

Ligações externas

Commons

O Commons possui imagens e outros ficheiros sobre Berílio

• «WebElements.com - Beryllium» (em inglês) 
• «EnvironmentalChemistry.com - Beryllium» (em inglês) 
• «It´s Elemental - Beryllium» (em inglês) 
• «Historic Price of Beryllium in USA (O histórico do preço do berílio nos EUA).» (PDF)  (em inglês)
• NASA. «The Primary Mirror (O espelho primário do Telescópio espacial James Webb)»  (em inglês)