Оксид бериллия
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК Оксид бериллия(II) | |
| Систематическое название ИЮПАК Оксобериллий | |
| Другие имена Бериллия, Термалокс, Бромеллит, Термалокс 995. [1] | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| 3902801 | |
| ЧЭБИ | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.013.758 |
| Номер ЕС |
|
| МеШ | бериллий+оксид |
ПабХим CID | |
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
| Число | 1566 |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| Будь О | |
| Молярная масса | 25.011 g·mol −1 |
| Появление | Бесцветные стекловидные кристаллы |
| Запах | Без запаха |
| Плотность | 3,01 г/см 3 [2] |
| Температура плавления | 2578 ° C (4672 ° F; 2851 К) [2] |
| Запрещенная зона | 10,6 эВ [3] |
| −11.9·10 −6 см 3 /моль [4] | |
| Теплопроводность | 210 Вт/(м·К) [5] |
Показатель преломления ( n D ) | п 1 1,7184, п 2 =1,733 [6] [7] |
| Структура [8] | |
| Шестиугольный, компактный | |
| P6 3 мк | |
| С 6в | |
а = 2,6979 Å, c = 4,3772 Å | |
Формульные единицы ( Z ) | 2 |
| Линейный | |
| Термохимия [9] | |
Теплоемкость ( С ) | 25,6 Дж/(К·моль) |
Стандартный моляр энтропия ( S ⦵ 298 ) | 13,77±0,04 Дж/(К·моль) |
Стандартная энтальпия образование (Δ f H ⦵ 298 ) | −609,4±2,5 кДж/моль |
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ⦵ ) | −580,1 кДж/моль |
Энтальпия плавления (Δ f H ⦵ фу ) | 86 кДж/моль |
| Опасности | |
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |
Основные опасности | Очень токсичен, канцероген группы 1В. |
| СГС Маркировка : | |
   | |
| Опасность | |
| Х301 , Х315 , Х317 , Х319 , Х330 , Х335 , Х350 , Х372 | |
| П201 , П260 , П280 , П284 , П301+П310 , П305+П351+П338 | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| Летальная доза или концентрация (LD, LC): | |
ЛД 50 ( средняя доза ) | 15 мг/кг (мыши, перорально) [11] |
| NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |
МЕХ (Допускается) | СВВ 0,002 мг/м 3 С 0,005 мг/м 3 (30 минут), с максимальным пиком 0,025 мг/м. 3 (как Бэ) [10] |
РЕЛ (рекомендуется) | Са С 0,0005 мг/м 3 (как Бэ) [10] |
IDLH (Непосредственная опасность) | Са [4 мг/м 3 (как Бэ)] [10] |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Теллурид бериллия |
Другие катионы | |
| Страница дополнительных данных | |
| Оксид бериллия (страница данных) | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в 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 электрическим изолятором с более высокой теплопроводностью, чем любой другой неметалл, за исключением алмаза , и превосходит теплопроводность большинства металлов. [12] цвета . Оксид бериллия — аморфное твердое вещество белого Высокая температура плавления позволяет использовать его в качестве огнеупорного материала. [13] В природе встречается как минерал бромеллит . Исторически и в материаловедении оксид бериллия назывался глюкиной или оксидом глюциния из-за его сладкого вкуса.
Получение и химические свойства
[ редактировать ]Оксид бериллия можно получить путем прокаливания (обжига) карбоната бериллия , обезвоживания гидроксида бериллия или прокаливания металлического бериллия :
- BeCO 3 → BeO + CO 2
- Be(OH) 2 → BeO + H 2 O
- 2 Be + O 2 → 2 BeO
При воспламенении бериллия на воздухе образуется смесь BeO и нитрида Be 3 N 2 . [12] В отличие от оксидов, образованных другими элементами 2 группы ( щелочноземельными металлами ), оксид бериллия является амфотерным, а не основным.
Оксид бериллия, образующийся при высоких температурах (>800 °С), инертен, но легко растворяется в горячем водном растворе бифторида аммония (NH 4 HF 2 ) или растворе горячей концентрированной серной кислоты (H 2 SO 4 ) и сульфата аммония ((NH 4 ) 2 ТАК 4 ).
Структура
[ редактировать ]BeO кристаллизуется в гексагональной структуре вюрцита с тетраэдрическим Be. 2+ и О 2− центры, такие как лонсдейлит и w- BN (с обоими из которых он изоэлектронен ). Напротив, оксиды более крупных металлов 2-й группы, т.е. MgO , CaO , SrO , BaO , кристаллизуются в кубическом мотиве каменной соли с октаэдрической геометрией вокруг дикатионов и дианионов. [12] При высокой температуре структура трансформируется в тетрагональную форму. [14]
В паровой фазе оксид бериллия присутствует в виде дискретных двухатомных молекул . На языке теории валентных связей эти молекулы можно описать как принявшие sp- гибридизацию орбиталей на обоих атомах, имеющие одну σ-связь (между одной sp -орбиталью на каждом атоме) и одну π-связь (между выровненными p -орбиталями на каждом атоме, ориентированными перпендикулярно молекулярная ось). Теория молекулярных орбиталей дает несколько иную картину: нет чистой σ-связи (поскольку 2s - орбитали двух атомов объединяются, образуя заполненную сигма-связывающую орбиталь и заполненную сигма* разрыхляющую орбиталь) и двух π-связей, образующихся между обеими парами атомов. p- орбитали ориентированы перпендикулярно оси молекулы. Сигма-орбиталь, образованная p- орбиталями, выровненными вдоль оси молекулы, незаполнена. Соответствующее основное состояние: ...(2sσ) 2 (2сс*) 2 (2 стр.) 4 (как в изоэлектронной молекуле С 2 ), где обе связи можно рассматривать как дативные связи от кислорода к бериллию. [15]
Приложения
[ редактировать ]Кристаллы высокого качества можно выращивать гидротермально или другим способом по методу Вернейля . По большей части оксид бериллия производится в виде белого аморфного порошка, спеченного в более крупные формы. Примеси, такие как углерод, могут придавать бесцветным кристаллам-хозяевам различные цвета.
Спеченный оксид бериллия представляет собой очень стабильную керамику . [16] Оксид бериллия используется в ракетных двигателях. [ нужна ссылка ] и в качестве прозрачного защитного покрытия на алюминизированных зеркалах телескопов .
Оксид бериллия используется во многих высокопроизводительных полупроводниковых деталях, таких как радиооборудование, поскольку он обладает хорошей теплопроводностью и одновременно является хорошим электрическим изолятором. Он используется в качестве наполнителя в некоторых термоинтерфейсных материалах, таких как термопаста . [17] В некоторых силовых полупроводниковых устройствах используется керамика из оксида бериллия между кремниевым чипом и металлическим монтажным основанием корпуса для достижения более низкого значения термического сопротивления , чем аналогичная конструкция из оксида алюминия . Он также используется в качестве конструкционной керамики для высокопроизводительных микроволновых устройств, электронных ламп , магнетронов с резонаторами и газовых лазеров . BeO был предложен в качестве замедлителя нейтронов морских высокотемпературных реакторов с газовым охлаждением (MGCR), а также в качестве НАСА Kilopower для военно - ядерного реактора для космических применений. [18]
Безопасность
[ редактировать ]BeO канцерогенен в порошкообразной форме. [19] и может вызвать хроническое заболевание легких аллергического типа, бериллиоз . После обжига в твердую форму с ним безопасно обращаться, если он не подвергается механической обработке, приводящей к образованию пыли. При чистом повреждении выделяется мало пыли, но дробление или шлифование могут представлять опасность. [20]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Оксид бериллия – Краткое описание соединений» . Пабхим соединение . США: Национальный центр биотехнологической информации. 27 марта 2005 г. Идентификация и сопутствующие записи . Проверено 8 ноября 2011 г.
- ^ Jump up to: а б Хейнс , с. 4.51
- ^ Рю, Ю.Р.; Ли, ТС; Лубгубань, Я.А.; Корман, AB; Уайт, Х.В.; Лим, Дж. Х.; Хан, MS; Парк, Ю.С.; Юн, CJ; Ким, WJ (2006). «Широкозонный оксидный сплав: BeZnO». Письма по прикладной физике . 88 (5): 052103. Бибкод : 2006ApPhL..88e2103R . дои : 10.1063/1.2168040 .
- ^ Хейнс , с. 4.126
- ^ Хейнс , с. 12.222
- ^ Хейнс , с. 10.248
- ^ Данные о минералах бромеллита . вебминерал
- ^ Хейнс , с. 4.139
- ^ Хейнс , стр. 5.1, 5.6, 6.155.
- ^ Jump up to: а б с Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0054» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ Токсичность оксида бериллия
- ^ Jump up to: а б с Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .
- ^ Хиггинс, Раймонд Аврелий (2006). Материалы для инженеров и техников . Ньюнес. п. 301 . ISBN 0-7506-6850-4 .
- ^ Уэллс, А. Ф. (1984). Структурная неорганическая химия (5-е изд.). Оксфордские научные публикации. ISBN 0-19-855370-6 .
- ^ Основы спектроскопии . Союзные издательства. п. 234. ИСБН 978-81-7023-911-6 . Проверено 29 ноября 2011 г.
- ^ Петцов, Гюнтер; Олдингер, Фриц; Йонссон, Сигурд; Велге, Питер; ван Кампен, Вера; Менсинг, Томас; Брюнинг, Томас (2005) «Бериллий и соединения бериллия» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH, Вайнхайм. дои : 10.1002/14356007.a04_011.pub2
- ^ Грег Беккер; Крис Ли; Зучен Линь (2005). «Теплопроводность современных чипов. Новое поколение термопаст дает преимущества» . Расширенная упаковка : 2–4. Архивировано из оригинала 21 июня 2000 года . Проверено 4 марта 2008 г.
- ^ МакКлюр, Патрик; Постон, Дэвид; Гибсон, Марк; Боуман, Шерил; Кризи, Джон (14 мая 2014 г.). «Концепция космического реактора KiloPower – исследование материалов реактора» . Проверено 21 ноября 2017 г.
- ^ «Информационный бюллетень об опасных веществах» (PDF) . Департамент здравоохранения и обслуживания пожилых людей штата Нью-Джерси . Проверено 17 августа 2018 г.
- ^ «Безопасность оксида бериллия» . Американская бериллия . Проверено 29 марта 2018 г.
Цитированные источники
[ редактировать ]- Хейнс, Уильям М., изд. (2016). Справочник CRC по химии и физике (97-е изд.). ЦРК Пресс . ISBN 9781498754293 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Паспорт безопасности оксида бериллия от американской бериллии
- Монография МАИР «Бериллий и соединения бериллия».
- Международная карта химической безопасности 1325
- Национальный реестр загрязнителей – бериллий и его соединения
- Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|