Как сделать оксид бериллия

Обновлено: 07.07.2024

Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).

Оксид бериллия ( BeO ), также известный как бериллий , представляет собой неорганическое соединение с формулой BeO. Это бесцветное твердое вещество является заметным электрическим изолятором с более высокой теплопроводностью, чем любой другой неметалл, кроме алмаза , и превосходит большинство металлов. [4] В качестве аморфного твердого вещества оксид бериллия имеет белый цвет. Его высокой температурой плавления , приводит к его использованию в качестве огнеупорного материала. [5] Он встречается в природе как минерал бромеллит . Исторически и в материаловедении оксид бериллия назывался глюциной или оксидом глюциния.

СОДЕРЖАНИЕ

1 Приготовление и химические свойства
2 Структура
3 Приложения
4 Безопасность
5 ссылки
6 Внешние ссылки

Оксид бериллия можно получить путем прокаливания (обжига) карбоната бериллия , дегидратации гидроксида бериллия или зажигания металлического бериллия :

BeCO ₃ → BeO + CO ₂ Ве (ОН) ₂ → ВеО + Н ₂ О 2 Be + O ₂ → 2 BeO

Воспламенение бериллия на воздухе дает смесь BeO и нитрида Be 3 N 2 . [4] В отличие от оксидов, образованных другими элементами 2-й группы (щелочноземельные металлы), оксид бериллия является скорее амфотерным , чем основным.

Оксид бериллия, образующийся при высоких температурах (> 800 ° C), инертен, но легко растворяется в горячем водном бифториде аммония (NH ₄ HF ₂ ) или растворе горячей концентрированной серной кислоты (H ₂ SO ₄ ) и сульфата аммония ((NH ₄ ) ₂ SO ₄ ).

BeO кристаллизуется в гексагональной структуре вюрцита с тетраэдрическими центрами Be 2+ и O 2- , такими как лонсдейлит и w- BN (оба из которых изоэлектронны ). Напротив, оксиды более крупных металлов группы 2, то есть MgO , CaO , SrO , BaO , кристаллизуются в кубическом мотиве каменной соли с октаэдрической геометрией вокруг дикатионов и дианионов. [4] При высокой температуре структура переходит в тетрагональную форму. [6]

В паровой фазе оксид бериллия присутствует в виде дискретных двухатомных молекул . На языке теории валентных связей эти молекулы можно описать как применяющие sp- орбитальную гибридизацию на обоих атомах, с одной σ (между одной sp- орбиталью на каждом атоме) и одной π-связью (между выровненными p- орбиталями на каждом атоме, ориентированными перпендикулярно атому). молекулярная ось). Теория молекулярных орбиталей дает несколько иную картину без чистой сигма-связи (поскольку 2 сорбитали двух атомов объединяются, образуя заполненную сигма-связывающую орбиталь и заполненную сигма * антисвязывающую орбиталь) и две пи-связи, образованные между обеими парами р- орбиталей, ориентированными перпендикулярно оси молекулы. Сигма-орбиталь, образованная p- орбиталями, выровненными вдоль оси молекулы, незаполнена. Соответствующее основное состояние - это . (2sσ) 2 (2sσ *) 2 (2pπ) 4 (как в изоэлектронной молекуле C ₂ ), где обе связи можно рассматривать как дативные связи от кислорода к бериллию. [7]

Высококачественные кристаллы можно выращивать гидротермально или иным образом методом Вернейля . По большей части оксид бериллия производится в виде белого аморфного порошка, спеченного в более крупные формы. Примеси, такие как углерод, могут придавать различные цвета бесцветным кристаллам-хозяевам.

Спеченный оксид бериллия - очень прочная керамика . [8] Оксид бериллия используется в ракетных двигателях [9] и в качестве прозрачного защитного покрытия на алюминизированных зеркалах телескопов .

Оксид бериллия используется во многих высокопроизводительных полупроводниковых деталях для таких приложений, как радиооборудование, поскольку он имеет хорошую теплопроводность, а также является хорошим электрическим изолятором. Он используется в качестве наполнителя в некоторых материалах для термоинтерфейса, таких как термопаста . [10] В некоторых силовых полупроводниковых устройствах между кремниевым кристаллом и металлической монтажной базой корпуса используется керамика из оксида бериллия для достижения более низкого значения термического сопротивления, чем в аналогичной конструкции из оксида алюминия . Он также используется в качестве конструкционной керамики для высокопроизводительных микроволновых устройств,электронные лампы , магнетроны и газовые лазеры . ВеО был предложен в качестве замедлителя нейтронов для морских высокотемпературных реакторов с газовым охлаждением (MGCR), а также ядерного реактора НАСА Kilopower для космических приложений. [11]

ВеО канцерогенен в порошкообразной форме [12] и может вызывать хроническое заболевание легких аллергического типа - бериллиоз . После обжига в твердую форму с ним безопасно обращаться, если он не подвергается механической обработке, в результате которой образуется пыль, чистая поломка выделяет мало пыли, но дробление или измельчение могут представлять опасность. [13] Керамика из оксида бериллия не является опасными отходами в соответствии с федеральным законодательством США. [ необходима цитата ]

Оксид бериллия — неорганическая бинарное соединение бериллия и кислорода состава BeO. Представляет собой белые гексагональные кристаллы. Проявляет амфотерные свойства.

Благодаря своей тугоплавкости применяется для изготовления тиглей и облицовки печей. Распространен в составе минералов берилла, хризоберилла, фенакита и гельвин. Данное соединение является канцерогеном.

Распространение в природе

Оксид бериллия распространен в природе преимущественно в виде силикатов. Важнейшими минералами для получения BeO является берилл, хризоберилл, фенакит и гельвин. Несколько меньшее содержание BeO наблюдается также в бромелити, эвклаз, даналити.

Химические свойства

Оксид бериллия не реагирует с водой. Проявляет амфотерные свойства — взаимодействует как с кислотами, так и со щелочами (и соответствующими оксидами):

Оксид легко поддается флуоруванню:

С помощью сильных восстановителей, например, магния или графита, бериллий можно восстановить из оксида:

Получение

Кроме извлечения из минералов, оксид бериллия можно синтезировать в лабораторных условиях. Оксид образуется в результате сгорания металлического бериллия на воздухе, а также при термической диссоциации кислородсодержащих соединений бериллия:

Безопасность

Оксид бериллия, как и другие его соединения, относятся к канцерогенам. Длительный контакт с соединением способен вызывать появление бериллиевой болезни или бериллиоза.

Применение

Бериллий оксид применяют в качестве катализатора, а также как огнеупорный материал для изготовления тиглей и внутренней облицовки электрических печей.

запиши уравнения реакций для след. превращений
Бериллий в оксид бериллия
оксид бериллия в сульфат берилллия; в бериллат калия; в нитрат бериллия
нитрат бериллия в гидроксид бериллия
гидрооксид бериллия в бериллат калия и гидрооксид бериллия в сульфит бериллия

Сижу мучаюсь, никак не вспомню

Be+O2 = BeO
BeO+H2SO4 =BeSO4+H2O
BeO+2KOH=K2BeO2+H2O
BeO+2HNO3=Be(NO3)2
Be(NO3)2+2KOH=2KNO3+Be(OH)2
Be(OH)2+KOH=K2BeO2+H2O
Be(OH)2+K2SO3=BeSO3+2KOH

BeO + K2O = K2BeO2 ; BeO + 2 HNO3 = Be(NO3)2 + H2O
Be(OH)2 + 2 KOH = K2BeO2 + 2 H2O
Be(OH)2 + SO2 = BeSO3 + H2O

остальные вам написали

Ве+О2=ВеО
ВеО+Н2SО4=ВеSО4+Н2О
BeO + K2O = K2BeO2 ; BeO + 2 HNO3 = Be(NO3)2 + H2O
Be(OH)2 + 2 KOH = K2BeO2 + 2 H2O
Be(OH)2 + SO2 = BeSO3 + H2O
OK!

Be+O2 = BeO
BeO+H2SO4 =BeSO4+H2O
BeO+2KOH=K2BeO2+H2O
BeO+2HNO3=Be(NO3)2
Be(NO3)2+2KOH=2KNO3+Be(OH)2
Be(OH)2+KOH=K2BeO2+H2O
Be(OH)2+K2SO3=BeSO3+2KOH

Блин, не берите SO2 в реакциях замещения, это же речной песок, очень инертное вещество, его хрен чем растворишь, осадок если вам так удобнее. А коэффициенты кто будет расставлять
PS переписывать не буду, большинство уравнений правильные, хотя бы предыдущее.

К элементам второй группы главной подгруппы периодической системы относятся бериллий Be, магний Mg, кальций Ca, стронций Sr, барий Ba и радий Ra — последние четыре элемента называют щелочно-земельными. Элементы второй группы главной подгруппы содержат на внешнем энергетическом уровне два электрона ns 2 , поэтому они имеют постоянную степень окисления в различных соединениях, равную +2.

Бериллий. Строение атома. У бериллия (1s 2 2s 2 ) оба валентных электрона находятся в состоянии 2s. При химическом взаимодействии атом бериллия возбуждается и один из 25-электронов переходит на 2р-орбиталь. Это определяет специфические свойства бериллия (он может проявлять максимальную валентность, равную 4, т. е. 2 связи по обменному механизму и 2 связи по донорно-акцепторному). У атомов этого элемента наиболее высокое среди всех s-элементов значение первой энергии ионизации и наибольшее различие в энергиях ns- и пр-АО. Бериллий образует преимущественно ковалентные химические связи с другими элементами.

Получение. Бериллий получают либо магнийтер- мическим путем из BeF₂ при 1000— 120СГС:

либо электролизом расплава смеси BeCI₂ и NaCI:

Физические свойства. Бериллий — металл серо-стального цвета, имеет плотную гексагональную кристаллическую решетку, твердый и хрупкий, является диамагнетиком. Fla воздухе покрывается оксидной пленкой (подобно алюминию). Из s-элементов Il группы бериллий наименее активен.

Химические свойства

В концентрированных холодных HNO₃ и H₂SO₄ бериллий пассивируется, т.е. на поверхности металла образуется нерастворимая в кислотах оксидная пленка (BeO).

2. C металлами бериллий образует интерметаллические соединения.
3. Расплавленный бериллий вступает в реакцию с углеродом с образованием солеобразных карбидов состава Be₂C:
2Ве + C = Be₂C.

Оксид бериллия BeO получают термическим разложением гидроксида, сульфата, нитрата или основного карбоната бериллия. Он тугоплавок (T_njl = 2530‘С), теплопроводен, предварительно прокаленный при 400"С химически неактивен.

Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).

Оксид бериллия ( BeO ), также известный как бериллий , представляет собой неорганическое соединение с формулой BeO. Это бесцветное твердое вещество является заметным электрическим изолятором с более высокой теплопроводностью, чем любой другой неметалл, кроме алмаза , и превосходит большинство металлов. В качестве аморфного твердого вещества оксид бериллия имеет белый цвет. Его высокая температура плавления позволяет использовать его в качестве огнеупорного материала. Он встречается в природе как минерал бромеллит . Исторически и в материаловедении оксид бериллия назывался глюциной или оксидом глюциния.

СОДЕРЖАНИЕ

Подготовка и химические свойства

BeCO ₃ → BeO + CO ₂ Ве (ОН) ₂ → ВеО + Н ₂ О 2 Be + O ₂ → 2 BeO

Воспламенение бериллия на воздухе дает смесь BeO и нитрида Be ₃ N ₂ . В отличие от оксидов, образованных другими элементами 2-й группы (щелочноземельные металлы), оксид бериллия является скорее амфотерным , чем основным.

Состав

BeO кристаллизуется в гексагональной структуре вюрцита с тетраэдрическими центрами Be 2+ и O 2- , такими как лонсдейлит и w- BN (оба из которых изоэлектронны ). Напротив, оксиды более крупных металлов группы 2, то есть MgO , CaO , SrO , BaO , кристаллизуются в кубическом мотиве каменной соли с октаэдрической геометрией вокруг дикатионов и дианионов. При высокой температуре структура переходит в тетрагональную форму.

В паровой фазе оксид бериллия присутствует в виде дискретных двухатомных молекул . На языке теории валентных связей эти молекулы могут быть описаны как применяющие sp- орбитальную гибридизацию на обоих атомах, с одной σ (между одной sp- орбиталью на каждом атоме) и одной π-связью (между выровненными p- орбиталями на каждом атоме, ориентированными перпендикулярно атому). молекулярная ось). Теория молекулярных орбиталей дает несколько иную картину, в которой отсутствует чистая сигма-связь (поскольку двухсекундные орбитали двух атомов объединяются, образуя заполненную сигма-связывающую орбиталь и заполненную сигма * орбиталь, препятствующую связыванию) и двух пи-связей, образованных между обеими парами атомов. p- орбитали, ориентированные перпендикулярно оси молекулы. Сигма-орбиталь, образованная p- орбиталями, выровненными вдоль оси молекулы, незаполнена. Соответствующее основное состояние - это . (2sσ) 2 (2sσ *) 2 (2pπ) 4 (как в изоэлектронной молекуле C ₂ ), где обе связи можно рассматривать как дативные связи от кислорода к бериллию.

Приложения

Спеченный оксид бериллия - очень прочная керамика . Оксид бериллия используется в ракетных двигателях и в качестве прозрачного защитного покрытия на алюминизированных зеркалах телескопов .

Оксид бериллия используется во многих высокопроизводительных полупроводниковых деталях для таких приложений, как радиооборудование, поскольку он обладает хорошей теплопроводностью, а также является хорошим электрическим изолятором. Он используется в качестве наполнителя в некоторых материалах для термоинтерфейса, таких как термопаста . В некоторых силовых полупроводниковых устройствах между кремниевым кристаллом и металлическим основанием корпуса используется керамика из оксида бериллия для достижения более низкого значения термического сопротивления, чем в аналогичной конструкции из оксида алюминия . Он также используется в качестве конструкционной керамики для высокопроизводительных микроволновых устройств, электронных ламп , магнетронов и газовых лазеров . ВеО был предложен в качестве замедлителя нейтронов для морских высокотемпературных реакторов с газовым охлаждением (MGCR), а также ядерного реактора НАСА Kilopower для космических приложений.

Безопасность

BeO является канцерогенным веществом в виде порошка и может вызывать хроническое заболевание легких аллергического типа - бериллиоз . После обжига в твердую форму с ним можно безопасно обращаться, если не подвергать механической обработке, вызывающей образование пыли. Чистая поломка оставляет мало пыли, но дробление или измельчение могут представлять опасность. Керамика из оксида бериллия не является опасными отходами в соответствии с федеральным законодательством США.

Читайте также: