Berillium

4 litium ← berillium → bor - ↑ Be ↓ Mg dövri cədvəl
Ümumi
Ad, İşarə, Nömrə	berillium, Be, 4
Qrup, Dövr, Blok	2, 2, s element
Xarici görünüşü
Atom kütləsi	q/mol
Elektron formulu	[ He ] 2s2 1s22s2
Fiziki xassələr
Halı
Sıxlığı (0 °C, 101,325 kPa)	1,848 q/L
Ərimə temperaturu	1278 °C (1551 K, 2332 °F)
Qaynama temperaturu	2970 °C (3243 K, 5378 °F)
Elektromənfiliyi	1,57
Oksidləşmə dərəcəsi
Spektr =
İonlaşma enerjisi	kCmol-1

Berillium (Be) – D. İ. Mendeleyevin elementlərin dövri sistemində 4-cü elementdir. Berillium 1798-ci ildə fransız kimyaçısı L. Voklen tərəfindən qiymətli daş olan berrilldə aşkar etmişdir və adı da burdan götürülmüşdür. Yunan sözü olan "beryllos" berill deməkdir. Yüksək nisbətdə istilik çəkə bilmə xüsusiyyəti səbəbiylə, hava və kosmik cihazlarda, rabitə peyklərində, nüvə stansiyalarında və raket istehsalında istifadə edilir. Bundan əlavə, yüngül metal ərintilərində, X-şüası balonlarının pəncərələrində və saat yaylarının istehsalında da istifadə edilir. Yüksək bir ərimə nöqtəsinə sahib olması, yüngüllüyü və poladdan çox daha elastik bir metal olması səbəbiylə, kompüter hissələri istehsalında, jiroskoplarda və tikinti sektorunda sıx istifadə edilən bir elementdir. Berillium mis qarışığı da, qaynaq istehsalında, elektrik əlaqələrində və elektrodlarda istifadə edilir. Zümrüd və Akuamarin, Berilliumun qiymətli kristal formalarıdır. Berillium və tozları, zəhərli olmalardan dolayı, xüsusilə ağciyər xərçənginə yol aça bilməkdədir.

Canlı orqanizmlərdə

Bitkilərdə berilliumun orta miqdarı quru maddəyə görə 0,010±0,001q/kq olur. Əgər berillium torpaqda həll olmuş formadadırsa bitkilər tərəfindən asan mənimsənilir. Təbii şəraitlərdə bitkilərdə onun miqdarı 0,001–0,4 mq/kq (quru kütlədə) olur.

Bitkilər üçün berillium praktiki olaraq zərərsizdir.

Yaşlı insanın orqanizmində berilliumun miqdarı 0,4-dən 40 mkq-a qədər olur. Berillium ağ ciyərlərdə, limfa qovşaqlarında, qara ciyərdə, ürək əzələsində, sümük toxumasında aşkar edilmişdir.

Berilliumun heyvan və insan orqanizminə daxil olmasının əsas yolu nəfəs vasitəsilədir. Qida və su ilə daxil olan miqdar olduqca azdır. Berilliumun bioloji rolu ondan ibarətdir ki, kalsium, maqnezium və fosfat mübadiləsində (sümük toxumasında) iştirak edir.

Berillium bitkilər üçün zərərsiz olduğu halda heyvanlarda berillium raxiti yaradır. Qidada berillium duzlarının artıq miqdarda olması orqanizmdə həll olan berillium fosfatın əmələ gəlməsinə səbəb olur. Daim fosfatları "oğurlayaraq" berillium sümük toxumasının zəiflənməsinə səbəb olur ki, bu da xəstəliyin səbəbidir.

Berilliumun bir çox birləşmələri zəhərlidir. Onlar dərinin və nəfəs alma orqanlarının iltihabı proseslərinə səbəbi ola bilər: berillioza – spesifik xəstəlik olub berillium və onun birləşmələri düşmüş hava ilə nəfəs aldıqda baş verir.

Berilliumun həll olan birləşmələrinin böyük qatılıqda olduğu hava ilə qısamüddətli nəfəs aldıqda kəskin berillioz yaranır. Bu zaman nəfəs yolları qıcıqlanır, bəzən ağ ciyərlərin ödemi və boğulma müşahidə olunur. Berrilliozun xroniki növü də var. Onun üçün az kəskin simptomlar xarakterikdir, amma bütün orqanizmin daha çox pozulmaları müşahidə olunur. Odur ki, havada berilliumun icazə verilən qatılıq norması olduqca az olub cəmi 0,001 mq/m³ təşkil edir. Berillium orqanizmə əsasən hava və heyvan mənşəli məhsullar olan ət, ağ ciyər, qara ciyər vasitəsilə daxil olur.

Berilliumun daha geniş məlum olan və insan tərəfindən geniş istifadə olunan birləşməsi berilldir – Be₃Al₂(SiO₃)₆.

Qida məhsulları ilə sutka ərzində orqanizmə 0,01 mq hava ilə 0,000009 mq berillium daxil olur.

Tibdə berillium rentgen qurğularında istifadə olunur.

1964-cü ildə Tacigistan SSR Elmləri Akademiyasının vitse prezidenti, kimya elmləri doktoru K. T. Poroşinin rəhbərliyi altında bir qrup sovet kimyaçıları qədim müalicə vasitəsi olan "mumya"nı kimyəvi analiz etmişlər və müəyyən etmişlər ki, mumyada digər elementlərlə yanaşı berillium da var.

Berillium bəzi mineralların tərkibinə daxil olur və onlardan daha çox rast gələni berilldir Be₃Al₂(SiO₃)₆.

Qeyd edək ki, mumya, "dağ qatranı" Mərkəzi Asiyanın dağ mağaralarından yığılır. O, üzvi və qeyri-üzvi maddələrin suda yaxşı həll olan təbii qarışığıdır. Mumya qayaların çatlarında, boşluqlarda, diblərdə təbəqə, qərtmək, qara çöküntülər, tərkibində qum əlavəsi olan tünd darçın və darçın qatranabənzər kütlədir.

Əlavələrdən təmizlənmiş və ekstraksiya olunmuş mumya tünd darçını rəngli bircinsli, elastik konsistensiyalı, parıltılı səthə malik, özünə məxsus aromatik ətirli və acıtəhər və stimullaşdırıcı təsiri artıq çoxdan Orta Şərqdə və Hindistanda yüksək qiymətləndirilir. Çox qədimdən mumya müxtəlif xəstəliklərin və zədələrin müalicəsi üçün, həmçinin cinsi funksiyanı stimullaşdırmaq – kişi və qadın sonsuzluğunu müalicə etmək, potensiyanı artırmaq üçün geniş istifadə olunur.

Fiziki xassələri

Berillium yüngül metal olub, kompakt şəkildə açıq sarı, toz halında isə tünd boz rəngdədir, adi temperaturda kövrək, nisbətən yüksək temperaturda isə plastikdir.

Berillium üçün zəif istilikkeçiricilik və yüksək istilik tutumu xarakterikdir. onun elektrik keçiriciliyi misdən təxminən 3 dəfə azdır. Berilliumun rentgen şüalarını keçirtmə qabiliyyəti alüminiumdan 16–17 dəfə artıqdır.

Tərkibində 0.5–3%-ə qədər berillium olan bürünclər və həmçinin nikel-berilliumlu xəlitələr, xüsusi yaylar, membran, pres-formalar, təzyiq altında tökmə işi aparan maşınlar və s. üçün ən yararlı materiallar hesab olunur. Berilliumun müxtəlif poladlara, nikel, alüminium və maqnezium xəlitlərinə aşqar kimi qatılması, onların texniki keyfiyyətlərini xeyli yaxşılaşdırır. V.M.Abbasov, A.M.Məhərrəmov, M.M.Abbasov, M.B.Babanlı, A.M.Tağıyeva. "Qeyri-üzvi kimya" Bakı-2021. s. 559.

Kimyəvi xassələri

Əksər birləşmələrdə berilliumun oksidləşmə dərəcəsi +2-dir. Berillium üçün +1 oksidləşmə dərəcəsi, berilliumun BeO oksidindən hazırlanmış tigellərdə vakuumda buxarlanması və mütənasiblik nəticəsində uçucu Be₂O oksidinin əmələ gəlməsi proseslərinin öyrənilməsi yolu ilə əldə edilmişdir.

${\ce {Be + BeO -> Be2O}}$.

+1 oksidləşmə dərəcəsi diberillosendə də məlumdur. Be₂(C₅H₅)₂.

0-un oksidləşmə dərəcəsi LMgBeC₅(CH₃)₅ birləşməsində məlumdur, burada L kompleks diimid liganddır.

Sirkonium və hafnium diberillidlərində (ZrBe₂ və HfBe₂), berillium atomları -2 oksidləşmə dərəcəsinə malikdir və qrafit kimi təbəqələr əmələ gətirir.

Bir çox kimyəvi xüsusiyyətlərə görə, berillium dövri cədvəldə onun dərhal altında yerləşən maqneziumdan daha çox alüminiuma bənzəyir ("diaqonal oxşarlığın" təzahürü).

Metallik berillium otaq temperaturunda nisbətən reaksiyaya girmir, çünki havada aktiv şəkildə sabit BeO oksid təbəqəsi əmələ gətirir. Kompakt formasında, hətta çox isti temperaturda belə su və ya buxarla reaksiyaya girmir və 600°C-yə qədər hava ilə oksidləşmir. Berilyum tozu alovlandıqda parlaq alovla yanır və oksid və nitrid əmələ gətirir. Halogenlər 600°C-dən yuxarı berilyumla reaksiyaya girir və xalkogenlər daha yüksək temperatur tələb edir. Ammonyak 1200°C-dən yuxarı berilyumla reaksiyaya girərək Be₃N₂ nitridini əmələ gətirir və karbon 1700°C-də Be₂C karbidini əmələ gətirir. Berilyum hidrogenlə birbaşa reaksiyaya girmir.

Berilyum turşuların seyreltilmiş sulu məhlullarında (xlorid və sulfat turşuları, qızdırıldıqda isə azot turşusu) asanlıqla həll olur, soyuq qatılaşdırılmış azot turşusu isə metalı passivləşdirir.

Berliumun sulu qələvi məhlulları ilə reaksiyası hidrogenin ayrılması və hidroksoberillatların əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunur:

${\ce {Be + 2NaOH + 2H2O -> Na2[Be(OH)4] + H2}}$.

400-500°C-də əridilmiş qələvi ilə reaksiyaya girdikdə berillatlar əmələ gəlir:

${\ce {Be + 2NaOH -> Na2BeO2 + H2}}$.

Berillium(II) hidroksidi amfoterdir, həm əsas (Be₂+ əmələ gətirir), həm də turşu ([Be(OH)₄]₂− əmələ gətirir) xüsusiyyətləri zəif ifadə olunur. Sulu berillium duzlarından ammonyakla çökdürülməklə əldə edilir.

Hazırlanması

19-cu əsrdə kaliumun susuz berillium xlorid üzərində təsiri ilə berillium sadə bir maddə kimi əldə edilmişdir:

${\ce {BeCl2 + 2K -> Be + 2KCl}}$

Hazırda berillium berillium flüoridini maqneziumla reduksiya etməklə əldə edilir.

${\ce {BeF2 + Mg -> Be + MgF2}}$

Hazırda berillium berillium flüoridini maqneziumla reduksiya etməklə və ya berillium və natrium xloridlərin əridilmiş qarışığının elektrolizi yolu ilə əldə edilir. İlkin berillium duzları berillium filizinin emalı zamanı təcrid olunur.

İstehsal və İstifadə

2012-ci il etibarilə berilliumun əsas istehsalçıları (hələlik) ABŞ və Çin idi. Bundan əlavə, Qazaxıstan da berillium filizini emal edir. 2014-cü ildə Rusiya da ilk berillium nümunəsini istehsal etdi. Qalan ölkələr 2012-ci ildə qlobal istehsalın 4%-ni təşkil edib. Ümumilikdə, dünyada ildə 300 ton berillium istehsal olunur (2016).

Bioloji rol və fizioloji təsir

İnsanların qida vasitəsilə gündəlik qəbul etdiyi berilyum miqdarı təxminən 0,01 mq-dır. Canlı orqanizmlərdə berilyum heç bir əhəmiyyətli bioloji funksiya yerinə yetirmir. Lakin, berilyum bəzi fermentlərdə maqneziumu əvəz edə bilər və bu da onların disfunksiyasına səbəb olur.

Berilyum fitotoksikdir, 2-16 mq/L kimi aşağı konsentrasiyalarda fosfataza aktivliyini inhibə edir və bu da köklərin və yarpaqların inkişafdan qalmasına səbəb olur. Su orqanizmləri üçün LD50 15-32 mq/L arasında dəyişir.

Berilyumun zəhərli təsirləri onun hüceyrə nüvələrinə nüfuz etməsi, gen mutasiyalarına, xromosom aberrasiyalarına və bacı xromatid mübadiləsinə səbəb olması ilə əlaqədardır. Berilyum ionları həmçinin maqnezium, kalsium və manqan ionları ilə rəqabət reaksiyalarında iştirak edir və onların ferment aktivləşməsini bloklayır.

Uçucu (və həll olan) berilyum birləşmələri, o cümlədən toz tərkibli berilyum birləşmələri insanlar üçün çox zəhərlidir. Hava üçün berilliumla hesablanan maksimum icazə verilən konsentrasiya (MPC) 0,001 mq/m³-dir. Berliumun açıq şəkildə allergik və kanserogen təsiri var. Tərkibində berillium olan havanı nəfəs almaq berillioz adlanan ağır tənəffüs xəstəliyinə səbəb olur. Lakin, berilliumun reproduktiv funksiyaya və ya dölün inkişafına heç bir təsiri yoxdur.