ما هي خواص البريليوم

ينتمي البريليوم، العدد الذري 4، إلى الدورة الثانية من عناصر المجموعة الرئيسية الثانية، وهو أيضاً أخف العناصر الفلزية القلوية الترابية. معدن البريليوم رمادي اللون، ودرجة انصهاره 1283 درجة مئوية، ودرجة غليانه 2570 درجة مئوية، وكثافته 1.848 جم/سم. يحتوي البريليوم الطبيعي على ثلاثة نظائر: البريليوم 7، والبريليوم 8، والبريليوم 10، و9Be هو النظير النووي الوحيد المستقر للبريليوم. ويحتوي خام البريليوم على أكثر من 30 نوعاً، والبريليوم (3BeO - AlO3 - 6SiO2)، والفيناسيت (2BeO - SiO2)، والكريزوبيريل (BeO - Al2O3) له قيمة اقتصادية، وهناك أكثر موارد البريليوم ثراءً في الولايات المتحدة. باعتباره العضو الأول من المعادن الأرضية القلوية، التي تنتمي إلى المعادن الخفيفة النادرة، ذات الكثافة المنخفضة، ونقطة الانصهار العالية، والمعامل المرن العالي، وقوة الشد العالية، والخصائص الحرارية الممتازة، والاستقرار الجيد في الأبعاد، والمقطع العرضي المنخفض لامتصاص النيوترونات، ونقل الأشعة السينية وغيرها من العروض الممتازة الأخرى، هو المادة التي لا غنى عنها في صناعة الطيران والفضاء والإلكترونيات والصناعة النووية، وعادة ما يطلق عليها عادةً "المعدن الفائق"، "طرف المعدن".

خصائص البريليوم
الخصائص الفيزيائية
البريليوم معدن خفيف ونادر، وكثافته الذرية صغيرة (1.847 جم/سم فقط). درجة الانصهار أعلى (1283 درجة مئوية). يحتوي البريليوم على ترتيب كثيف من ستة جوانب. ويحدث الانتقال الطوري عند 1254 درجة مئوية، وهي بنية بيتا -بي. يتمتع البريليوم بأكبر سعة حرارية في جميع المعادن. في درجة حرارة الغرفة، تبلغ الحرارة النوعية 1.8828 جول/غرام/كلفن ويمتص البريليوم حرارة أكثر من المعادن الأخرى، وتبقى هذه الخاصية إلى درجة الانصهار. وتبلغ الموصلية الحرارية للبريليوم في درجة حرارة الغرفة 0.15 كيلو وات/ (م.ك). يتشابه معامل التمدد الحراري للبريليوم مع معامل التمدد الحراري للفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النيكل-كولونيوم، كما أن خاصية الانتشار الحراري جيدة أيضًا.

تبلغ انعكاسية البريليوم للضوء المرئي 50%، وانعكاسية الضوء فوق البنفسجي 55%، وانعكاسية الأشعة تحت الحمراء 98%. نفاذية الأشعة السينية عالية، وهي عنصر أساسي في نافذة الأشعة السينية.

معامل مرونة البريليوم عالٍ جدًا (309000 ميجا باسكال)، حوالي 4 أضعاف الألومنيوم، و2.5 ضعف التيتانيوم، و1.5 ضعف الفولاذ. تبلغ الصلابة النوعية حوالي 6 أضعاف الفولاذ والألومنيوم والتيتانيوم. وبالإضافة إلى ذلك، فإن معدل امتصاص النيوترونات الحرارية للبريليوم هو الأصغر في جميع المعادن، في حين أن المقطع العرضي للتشتت كبير جداً.

بالإضافة إلى أن البريليوم معدن خفيف معدني رمادي صلب. البريليوم أعلى في الصلابة من نظرائه، على عكس الكالسيوم والسترونشيوم والباريوم التي يمكن قطعها بالسكين.

الخاصية الكيميائية
البريليوم معدن تفاعلي للغاية، وهو معدن شديد التفاعل، وله تقارب كبير مع الأكسجين ويمكن أن يتفاعل مع الأكسجين في درجة حرارة الغرفة لإنتاج طبقة رقيقة من الأكسيد الواقي على سطحه. عندما تكون درجة الحرارة أقل من 600 درجة مئوية، يمكن أن يتأكسد البريليوم في الهواء الجاف لفترة طويلة، وعندما تكون درجة الحرارة أقل من 600 درجة مئوية، يزداد معدل الأكسدة تدريجيًا. عندما تصل درجة الحرارة إلى 800 درجة مئوية، فإن درجة الأكسدة ليست خطيرة للغاية عندما تبقى في وقت قصير.

يمكن أن يشكّل البريليوم والليثيوم طبقة أكسيد واقية في الهواء، لذا حتى أنه مستقر للغاية. كما أنه غير قابل للذوبان في الماء البارد، وقابل للذوبان قليلاً في الماء الساخن، وقابل للذوبان في حمض الهيدروكلوريك المخفف، وحمض الكبريتيك المخفف ومحلول هيدروكسيد البوتاسيوم، والهيدروجين. يمتاز معدن البريليوم بمقاومة واضحة للتآكل مع الصوديوم المعدني الخالي من الأكسجين، حتى في درجات الحرارة المرتفعة. حالة تكافؤ البريليوم هي التكافؤ الإيجابي، مما يؤدي إلى تكوين بوليمرات وفئة من المركبات التساهمية ذات الثبات الحراري الكبير.

الطبيعة الشاذة للبريليوم
بنية طبقة إلكترونات التكافؤ لذرة البريليوم هي 2S (2)، ونصف قطرها الذري 89 جزء من المليون، ونصف قطر أيون Be (2+) هو 31 جزء من المليون، والسالبية الكهربية للبريليوم هي 1.57. نظرًا لأن نصف القطر الذري ونصف القطر الأيوني للبريليوم صغير جدًا، فإن السالبية الكهربية له عالية نسبيًا، لذا فإن ميل البريليوم إلى الرابطة التساهمية كبير، على عكس عناصر العائلة الأخرى التي تتكون أساسًا من مركبات أيونية. ولذلك، غالبًا ما يُظهر البريليوم خصائص شاذة تختلف عن العناصر الأخرى من نفس العائلة.
(1) من السهل أن يشكل البريليوم طبقة واقية مضغوطة بسبب سطحه ولكنه لا يتفاعل مع الماء، في حين أن المعادن الأخرى المغنيسيوم والكالسيوم والسترونشيوم والبارونيوم تتفاعل مع الماء بسهولة.
(2) هيدروكسيد البريليوم ثنائي الجنس، أما العناصر الأخرى فهي قلوية أو قلوية هيدروكسيدية قوية.
(3) تتحلل أملاح البريليوم بقوة لتكوين أيون رباعي الأوجه [Be (H2O) 2]2+، وتكون الرابطة Be-O قوية، مما يضعف الرابطة O-H، بحيث تميل أيونات البريليوم المائيّة إلى فقدان البروتونات:
أملاح البريليوم حمضية في الماء النقي. لا تتحلل أملاح عناصر العائلة نفسها (باستثناء المغنيسيوم) مائيًا.