Beryllium (chemie-master.de - Website für den Chemieunterricht)

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Beryllium

9,012182 u
₄Be

II. Hauptgruppe
(Erdalkalimetalle)
2. Periode
_______________
2. Gruppe (IUPAC 89)

Elementart: Metall	Oxidationsstufe(n): +2
Schmelztemperatur: 1278 °C (1551 K)	Elektronegativität: 1,5
Siedetemperatur: 2469 °C (2742 K)	Atomradius: 111 pm
Dichte: 1,848 g/cm³	Erdkrustenhäufigkeit: 5×10^–4 %

Anordnung der Elektronen

...

Schalenmodell

Lewis-Schreibweise

Energieniveauschema

Das Beryllium-Atom gibt die beiden Außenelektronen ab und bildet ein Be²⁺-Ion:
Be

Be²⁺ + 2 e^–

Name

Benannt nach dem Edelstein Beryll.

Aquamarin ist ein durch Eisenverbindungen hellblau gefärbter Beryll. (Aquamarin auf Muskovit, Herkunft: Hunzatal, Pakistan)

Foto: www.minerals-online.de

Wachsfigur mit »Brille« im Museum von Warwick Castle

Vom Beryll zur Brille
Auf den arabischen Naturforscher Ibn al-Haitham (auch Alhazen genannt, 965-1039) geht die Entwicklung des "Lesesteins" als Sehhilfe zurück. Mönche des Mittelalters entwickelten nach seinen Theorien die halbkugelig geschliffenen Linsen aus dem durchsichtigen Edelstein Beryll. Ein solcher aus Beryll geschliffener Lesestein wurde "Brill" genannt, zwei "Brille". Das Foto zeigt eine Wachsfigur mit "Brille" im Museum von Warwick Castle (England).

Entdeckung

1797 erkannte Louis-Nicolas Vauquelin (1763-1829), dass im Mineral Beryll ein neues chemisches Element enthalten sein müsse. 1828 wurde das Metall von Friedrich Wöhler (1800-1882) sowie von Antoine Bussy (1794-1882) durch Reduktion von Berylliumchlorid mit Kalium hergestellt.

Louis-Nicolas Vauquelin (1763-1829)

Eigenschaften

Graues, sehr hartes Leichtmetall, bei normaler Temperatur spröde. Leicht oxidierbar, löslich in verdünnten Säuren und Laugen, sein chemisches Verhalten ähnelt dem Aluminium.

Beryllium und seine Verbindungen sind giftig.

Beryllium von hoher Reinheit, kristallines Bruchstück

Foto: Heinrich Pniok

Vorkommen

Im Beryll Be₃Al₂[Si₆O₁₈] und Bertrandit Be₄[(OH)₂|SiO₄|SiO₃].

Herstellung

Beryll bzw. Bertrandit werden durch verschiedene Verfahren aufgeschlossen, um zunächst Berylliumhydroxid Be(OH)₂ zu gewinnen. Das Hydroxid wird entweder in Fluorid überführt und dann mit Magnesium bei 900 °C zu fein verteiltem Beryllium reduziert oder das Hydroxid wird durch Glühen in Oxid verwandelt, mit Kohlenstoff gemischt und chloriert. Aus dem so entstandenen Berylliumchlorid BeCl₂ wird duch Schmelzflusselektrolyse einer NaCl-BeCl₂-Mischung reines Beryllium gewonnen.

Über 90% der Weltproduktion entfallen auf die Firma Brush Wellmann, die Bertrandit im Bereich des Spur Mountain in Utah gewinnt. Weitere Produzenten sind Kasachstan und die Volksrepublik China.

Verwendung

Die Abbildung zeigt zwei Stäbe aus Beryllium-Kupfer (Berylco 10 mit 0,4 bis 0,7% Beryllium,
2,4 bis 2,7% Cobalt, Rest Kupfer).

Kupfer-Beryllium-Legierungen ("Berylliumbronze") enthalten 0,25-2,0% Beryllium. Sie werden neuerdings wegen ihrer besonderen Eigenschaften vielfach eingesetzt. Berylliumbronze bewahrt die gewünschten Eigenschaften des Kupfers in Bezug auf elektrische und Wärmeleitfähigkeit, bietet aber höhere mechanische Festigkeit sowie Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit.

Haupteinsatzgebiete für Berylliumbronze sind Telekommunikationsausrüstungen, Automobil-elektronik und Computer. Heute ist Kupfer-Beryllium in vielen Anwendungen wie Relais, Druckschaltern, Timern, mechanischen Schaltern jeglicher Art, auch in Haushaltsgeräten wie Waschmaschinen, Geschirrspülern, Trocknern, Staubsaugern usw. enthalten. Im Bereich des Automobilbaus findet sich Berylliumbronze in Kabelbaumsteckverbindern, an Airbag- und ABS-Applikationen, an Batterie-anschlüssen, in Schaltern für Fensterheber, Lichtschaltern und Relais. Auch hochwertige Golfschläger bestehen aus Berylliumbronze (Abbildung rechts).

Beryllium findet Verwendung als Legierungsbestandteil von funkenfreien Legierungen, aus denen z.B. Werkzeuge für explosionsgefährdete Umgebungen hergestellt werden. Weitere Einsatzgebiete sind die Kerntechnik, als Neutronenquelle für Laboratoriumszwecke, als Fenster für Röntgenröhren.

(Dank an Prof. B. Müller, Justus-Liebig-Universität Gießen)

Beryllium aus Fenstern von Röntgenröhren.

Isotope

⁹Be (100%)
Radioaktivität

¹⁰Be (b-Strahler, Halbwertszeit 1,51×10⁶ Jahre)

Redox-Potenziale

Be²⁺ + 2 e^–

-1,85 Volt


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