El mineralberil (del grecβήρυλλος,véril·los), que és unciclosilicat de beril·li i alumini, era conegut a l'antic Egipte i a l'antiga Roma en diverses formes. Aquesta sal és incolora, però diferents impureses confereixen al beril colors diversos que caracteritzen una sèrie de pedres semiprecioses o precioses, com l'aiguamarina (blau, a causa d'impureses de ferro(+2) o lamaragda (verd, color produït per impureses decrom i de vegadesvanadi).[3]Plini el Vell (circa 24–79) recollí que hi havia persones que consideraven que el beril, extret a mines properes alMar Roja, i la maragda, importada de l'Índia, eren formes del mateix mineral. En temps deCleòpatra VII el beril s'obtenia de mines aldesert de Núbia. L'emperadorNeró emprava una maragda per veure millor les lluites degladiadors. El mineralogista francèsRené Just Haüy (1743–1822) sospità que el beril contenia un element desconegut i demanà al químicLouis Nicolàs Vauquelin (1863–1829) l'analitzés.[4][5] El 15 de febrer de 1798 presentà els resultats davant de l'Académie des Sciences comunicant que havia aïllat l'òxid d'un nou element, al qual no donà nom.[6]
Els editors delsAnnales de Chimie proposaren a l'article de Vauquelin anomenar el nou òxid «glucina» del grecγλυκυς, 'dolç', perquè les seves sals solubles en aigua tenien un gust dolç i perquè aquest nom seria fàcil de recordar.[6] Tot i això, el 1802 el químic alemanyMartin Heinrich Klaproth (1843–1817) proposà que seria millor anomenar la nova terra, l'òxid, «beril·lina» perquè les sals d'itri també són de sabor dolç. La proposta fou acceptada i després el nou element fou anomenat «beril·li».[5]
Com que el beril·li és semblant a l'alumini, els químics estaven confosos sobre la sevavalència imassa atòmica.Ivan Avdéiev (1818–1865),Bohuslav Brauner (1855–1935) iDmitri I. Mendeléiev (1834–1907) argumentaren que lallei periòdica exigia que el beril·li fos bivalent.[7] El 1842 Avdéiev demostrà que la fórmula de l'òxid era i no com se suposava.[8] La bivalència es confirmà el 1884 amb la determinació de la densitat del vapor del clorur de beril·li que corresponia a la fórmula, una confirmació que Mendeléiev considerà tan important en la història de la llei periòdica com el descobriment de l'escandi.[7]
El 1932 el físic britànicJames Chadwick (1891-1974) descobrí elsneutrons en bombardejar beril·li ambpartícules alfa d'una font deradi i observar l'emissió d'aquesta nova partícula. Des de llavors, el beril·li barrejat amb un emissor alfa com el radi, elplutoni o l'americi s'ha utilitzat com a font de neutrons. Alguns exemples històricament importants de l'ús de fonts de neutrons de beril·li / radi inclouen el bombardeig d'urani per part dels químics alemanysOtto Hahn (1879-1968) iFritz Strassmann (1902-1980) i la física austríacaLise Meitner (1878-1978), que conduïren al descobriment de lafissió nuclear el 1939, i a la primera reacció en cadena de fissió controlada el 1942 del físic italiàEnrico Fermi (1901-1954).[9]
El beril·li és relativament rar a l'univers. La seva formació té lloc en les explosions desupernoves i no es forma en lesreaccions de fusió nuclears que tenen lloc a l'interior dels estels. A l'escorça terrestre el beril·li té una concentració de 2 a 6parts per milió (ppm) essent el 47è element en abundància.[10] A l'aigua del mar la concentració és menor, 0,2 ng/kg i a l'atmosfera és pràcticament inexistent. Els éssers humans en tenen una quantitat mitjana de 35 μg, que no afecta la salut malgrat ser molt tòxic.[11]
El beril·li només actua ambnombre d'oxidació 2. Una característica essencial del beril·li i, per tant, dels seus composts és ser un sistema deficitari en electrons, en tenir completament buits en la seva capa electrònica els orbitals 2p. Això converteix al beril·li i als seus derivats enàcids de Lewis forts, capaços de formar enllaços datius forts amb tot tipus de dadors electrònics. Aquest tret confereix a aquests derivats la capacitat de canviar dràsticament la reactivitat d'altres espècies unides a ells, podent per exemple convertir una base convencional com l'anilina en un superàcid. Les interaccions amb derivats de beril·li faciliten també la formació de parells iònics en fase gas o la formació espontània de radicals.[3]
La superfície del beril·li exposada a l'aire es cobreix d'una fina capa d'òxid que el protegeix de seguir reaccionant. No s'oxida a l'aire fins als 600 °C. No obstant això, el beril·li en pols es crema a l'aire per donar una barreja d'òxid de beril·li blanc () initrur de beril·li (); les reaccions són:[15]
Estructura del bromur de beril·li
El beril·li no reacciona amb aigua ni amb vapor, fins i tot si el metall s'escalfa al vermell. Reacciona amb el clor i el brom per formarclorur de beril·li () i elbromur de beril·li (), respectivament.[15]
En pols, el beril·li es dissol fàcilment en àcids diluïts com l'àcid sulfúric (), l'àcid clorhídric () o l'àcid nítric (), per formar dissolucions que contenen el catió beril·li(2+) () juntament amb l'hidrogen gasós:[15]
El beril·li també es dissol fàcilment en dissolucions debases aquoses diluïdes com l'hidròxid de sodi (), per formar complexos de beril·li(2+) juntament amb l'hidrogen gasós. El magnesi, situat immediatament per sota del beril·li a la taula periòdica, no ho fa.[15]
L'únic isòtop natural és el beril·li 9 estable, encara que es coneixen altres 11 isòtops sintètics. Les seves semivides oscil·len entre 1,5 milions d'anys (per al beril·li 10, que experimenta unadesintegració beta) fins a 6,7 × 10−17 segons per al beril·li 8 (que decau per emissió de dos protons). La desintegració del beril·li 7 (vida mitjana de 53,2 dies) percaptura electrònica al Sol és una font delsneutrins solars observats.[9] La reacció nuclear dona també liti 7:.
El beril·li 10 es produeix en l'atmosfera terrestre en bombardejar laradiació còsmica l'oxigen i elnitrogen. Els raigs còsmics primaris, formats perprotons,partícules alfa α i nuclids pesants, xoquen en les parts altes de l'atmosfera amb els àtoms de nitrogen i oxigen de les molècules de l'aire i es produeixen reaccions nuclears que donen lloc a l'emissió de protons (),neutrons () imuons (), són els raigs còsmics secundaris. Aquests són els responsables de les reaccions d'espal·lació nuclear que donen lloc al beril·li 10 en xocar i rompre els àtoms de nitrogen () i oxigen (). Per exemple:,, o.[16] A l'atmosfera les reaccions més importants són amb el nitrogen, per ser l'element químic majoritari, i que són les causants de la producció del 75 % del beril·li 10 atmosfèric. Per contra, a l'escorça terrestre les reaccions més importants són amb l'oxigen, que és més abundant que el nitrogen.[17]
Atès que el beril·li tendeix a existir endissolució aquosa amb nivells depH menors de 5,5, el beril·li atmosfèric format és arrossegat per l'aigua de pluja (el pH de la qual sol ser inferior a 5,5); una vegada a terra, la solució es tornaalcalina i en precipita el beril·li, que queda emmagatzemat en elsòl durant molt de temps (semivida d'1,5 milions d'anys) fins que es desintegra. El beril·li 10 i els productes que en deriven s'han emprat per a l'estudi dels processos d'erosió,formació a partir delregolita o regòlit i el desenvolupament delssòls laterítics, així com les variacions en l'activitatsolar i l'edat de masses gelades.
El fet que el beril·li 7 i el beril·li 8 siguen inestables té profundes conseqüències cosmològiques, ja que això significa que elements més pesants que el beril·li no van poder produir-se perfusió nuclear en elbig-bang. Més encara, els nivells energètics nuclears del beril·li 8 són tals (vegeuprocés triple alfa) que possibiliten la formació decarboni i, amb això, l'aparició de la vida basada en el carboni.
Per la seva lleugeresa i resistència, el beril·li s'utilitza en la indústria aeroespacial, tant en la fabricació d'avions com de satèl·lits. Aproximadament el 75% del beril·li fabricat s'utilitza en aliatges, el 95% dels quals són aliatges de coure. El beril·li s'afegeix als aliatges de coure i alumini per a augmentar-ne la resistència i allargar-ne la vida útil.[18] Els aliatges de beril·li i coure són tan resistents com elsacers. La presència de beril·li en un 2 % proporciona una resistència a l'aliatge sis vegades superior a la del coure.[3] Tenen una gran varietat d'aplicacions, com per exemple la fabricació demolles, o la d'eines d'ús en entorns perillosos on hi ha gasos inflamables, ja que no produeix espurnes en colpejar.[18]
Moderador de neutrons enreactors nuclears. Els reactors nuclears petits, com ara els reactors d'assaig i els que s'utilitzen en aplicacions espacials, normalment inclouen reflectors de neutrons per utilitzar els neutrons de manera més eficient que tal com es produeixen durant el funcionament del reactor. A més de ser un excel·lent reflector de neutrons, el beril·li també s'empra com a moderador de neutrons, és a dir, que redueix l'energia dels neutrons. En molts dissenys de reactors nuclears, és desitjable no només per retenir els neutrons dins del nucli del reactor, sinó també per reduir l'energia dels neutrons, perquè mantinguin de manera més efectiva el procés de fissió.[19]
Per la seva rigidesa, lleugeresa i estabilitat dimensional, s'empra en la construcció de diversos dispositius comgiroscopis, equipsinformàtics,molles derellotgeria i instrumental divers.
En el diagnòstic amb rajos X s'usen primes làmines de beril·li per filtrar la radiació visible, així com en lalitografia derajos X per a la reproducció decircuits integrats.
L'òxid de beril·li s'empra quan és necessària una elevada conductivitat tèrmica i propietats mecàniques, punt de fusió elevat i aïllament elèctric. S'usa com a aïllament elèctric i també com a dissipador tèrmic, per exemple, en les plaques base aïllants de transistors d'alta potència, en les telecomunicacions.
Inicialment es van emprar compostos de beril·li en tubsfluorescents, ús abandonat pel perill que representava laberil·liosi.
El beril·li i les seves sals sóntòxiques i potencialmentcarcinògenes. Els efectes depenen del nivell i de la duració de l'exposició. Si el nivell és prou alt, per damunt de 1000 μg/m³ en l'aire respirat, pot provocar unamalaltia aguda per beril·li oberil·liosi aguda; en general, els valors límit per al beril·li atmosfèric recollits en la legislació d'higiene industrial, que fixen els nivells màxims d'exposició laboral, permeten controlar de forma efectiva aquest risc. Entre l'1 i el 15 % de la població exposada desenvolupa sensibilització al beril·li. Aquestes persones poden desenvolupar processos inflamatoris de l'aparell respiratori (malaltia crònica per beril·li oberil·liosi crònica) que poden manifestar-se anys després de l'exposició laboral, quan aquesta ha superat els nivells d'exposició recomanats (0,2 μg/m³). El risc de la població general a contraure aquestes malalties és molt baix, ja que els nivells de beril·li en entorns no laborals són molt baixos (0,00003-0,0002 μg/m³). Els primers casos depneumonitis química aguda per exposició al beril·li es van descriure el1933 aEuropa i l'any següent alsEstats Units; el1946 es van descriure els primers casos de beril·liosi entre els treballadors d'una planta de fabricació detubs fluorescents aMassachusetts. La beril·liosi s'assembla a lasarcoïdosi en molts aspectes, la qual cosa pot dificultar-ne el diagnòstic. L'exposició prolongada incrementa el risc de contraurecàncer de pulmó. L'Agència Internacional per a la Investigació del Càncer han determinat que el beril·li és uncarcinogen per als éssers humans.
Com que la utilització de compostos de beril·li en llums fluorescents es va interrompre el1949, l'exposició professional es produeix ara en les indústries nuclear i aeroespacial, en el refinat del metall i en la fusió dels aliatges que el contenen, en la fabricació de dispositius electrònics i en la manipulació d'altres materials que contenen beril·li.
La intoxicació per ingestió de beril·li no es coneix, ja que la quantitat de beril·li absorbida per l'organisme per aqueixa via és molt petita, encara que s'han pogut observarúlceres en gossos després de la ingesta de beril·li. El contacte del beril·li amb la pell després d'una esgarrapada o un tall, pot causarèczema i úlceres cutànies.
↑«Beryllium Statistics and Information» (en anglès). National Minerals Information Center. U.S. Geological Survey, 01-01-2020. [Consulta: 10 desembre 2020].
↑18,018,1Challoner, Jack.Los elementos. La nueva guía de los componentes bàsicos del universo. (en castellà). Alcobendas: LIBSA, 2018, p. 31.ISBN 9788466236669.
.jpg)
