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Beryllium

Chemie und Physik des chemischen Elements Beryllium.



Beryllium Chemie

Beryllium - chemisches Symbol Be, Ordnungzahl 4 - ist ein silberweißes, glänenzendes, leicht oxidierbares, hexagonal kristallisierendes und hartes chemisches Element der 2. Hauptgruppe und dem Aluminium ähnlicher als den restlichen Erdalkalimetallen.

 

Übersicht: Allgemeine Daten zum Beryllium

Bezeichnung:Beryllium Symbol:Be Ordnungszahl:4 Atommasse:9,0121831(5) u Periodensystem-Stellung:2. Gruppe, 2. Periode, s-Block. Gruppen-Zugehörigkeit:Erdalkalimetalle. Entdeckung:1798 - Louis Nicolas Vauquelin. Erste Reindarstellung: 1828 - Friedrich Wöhler und Antoine Bussy. Bedeutung des Namens:Vom Mineral Beryll, das Beryllium enthält. Historische Bezeichnungen:Glucinum, Glucinium (Gl, G). Englischer Name:Beryllium CAS-Nummer:7440-41-7 InChI-Key:-

 

Das Beryllium-Atom

Das Be-Atom - und damit das chemische Element Beryllium - besitzt 4 positiv geladene Protonen im Atomkern. Für den elektrischen Ausgleich im ungeladenen Beryllium-Atom sorgt die gleiche Anzahl an Elektronen.

Für Unterschiede bei den Atomkernen sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Beryllium-Isotope zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

Die irdischen Beryllium-Vorkommen bestehen nur einem Bismut-Nuklid; es besitzt die Massenzahl 4. Die relative Atommasse des Berylliums wird mit 9,0121831(5) u angegeben.

 

Elektronenkonfiguration

SymbolOZKurzform1s2s2p
Be4[He] 2s2 22

 

Ionisierungsenergien

Liste der Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Beryllium-Atom zu trennen.

1. IE: 9,32270 eV2. IE: 18,21114 eV3. IE: 153,89661 eV4. IE: 217,71865 eV5. IE: eV6. IE: eV

 

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Beryllium-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

KLILIILIII
1s2s2p1/22p3/2
111,5

 

Weitere Daten

Atomradius:112 pm (berechnet)
105 pm (empirisch, nach Slater)
Kovalente Radien:96(3) pm (nach Cordero et al.)
102 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
90 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
85 pm (in Dreifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
Van-der-Waals-Radius:200 pm Molvolumen: 4,85 cm3 mol-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ωK: 0,0007; ωL1: ; ωL2: ; ωL3: Austrittsarbeit:4,98 eV

 

Spektrallinien des Berylliums

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Berylliums mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Beryllium-Spektrallinien

 

 

Chemie des Berylliums

Das Erdalkalimetall Beryllium besitzt zwei Valenzelektronen, die auch beide zur Ausbildung chemischer Bindungen bereitstehen. Beryllium liegt daher in seinen Verbindungen als zweiwertiges Beryllium(II) vor. Beryllium(I)-Verbindungen wurden zwar in der Literatur beschrieben, sie sind aber instabil und nur von akademischem Interesse.

Auf der Oberfläche des reinen Berylliummetalls bildet sich rasch eine Oxidschicht, die weitere Reaktionen mit Luft verhindert, sofern diese nicht über 1000 ° C erhitzt wird. Einmal entzündet, verbrennt Beryllium auf brillante Weise und bildet dabei eine Mischung aus Berylliumoxid und Berylliumnitrid.

Beryllium löst sich leicht in nicht oxidierenden Säuren wie Salzsäure und verdünnter Schwefelsäure, nicht aber in Salpetersäure oder Wasser. Dieses Verhalten ähnelt dem von Aluminium; darüber hinaus reagiert Beryllium mit alkalischen Lösungen.

Die Chemie der Organoberyllium-Verbindungen beschränkt sich auf die akademische Forschung; Grund für fehlende praktische Anwendungen sind Kosten und Toxizität dieser Substanzen. Metallorganische Berylliumverbindungen sind zudem hochreaktiv. Beispiele für bekannte Organoberylliumverbindungen sind Dineopentylberyllium, Beryllocen, Diallylberyllium, Bis(1,3-Trimethylsilylallyl)beryllium und andere. Als Liganden können auch Aryle und Alkine dienen.

 

Chemische Daten

Elektronegativität:1,57 nach Pauling
1,47 nach Allred-Rochow
1,576 nach Allen
1,61 nach Sanderson
3,7060 eV nach Gosh-Gupta
4,9 eV nach Pearson
Elektronaffinität:-0,5(2) eV bzw. -48(20) kJ mol-1Oxidationsstufen:+ 2 (+ 1)

 

Standardpotentiale

Normalpotential des Berylliums:

E0 (V)NoxName Ox.Ox.e-Red.Name Red.Nox
-1,85+ IIBeryllium(II)-KationBe2++ 2 e-Be (s)Beryllium0

 

Material- und physikalische Eigenschaften des Berylliums

Die nachfolgende Übersicht führt einige berechnete bzw. experimentell ermittelte physikalische Daten bzw. Materialeigenschaften des reinen Berylliums auf.

Schmelzpunkt:1287 °C Schmelzenthalpie (molar):7,895 kJ mol-1 Siedepunkt:2469 °C Verdampfungsenthalpie:308,8 kJ mol-1 Wärmekapazität:16,443 J mol-1 K-1 (molar)
1,825 J g-1 K-1 (spezifisch)
Debye-Temperatur:1481 K Thermische Leitfähigkeit:200 W m-1 K-1 Wärmeausdehnung:11,3 μm m-1 K-1 Elektrische Leitfähigkeit:25 × 106 A V-1 m-1 Elektrischer Widerstand:36 nΩ m bei 20 °C Dichte:1,85 g cm-3
1,690 g cm-3 (flüssig, am Schmelzpunkt)
Elastizitätsmodul:318 GPa, α-Be (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):100,3 GPa 300 K Kompressibilität (isotherm):0,00997 GPa-1 300 K Poisson-Zahl:0,032 (Querdehnzahl, dimensionslos) Kristallstruktur:hexagonal dichteste Kugelpackung - hcp Härte:nach Mohs: 5,5
nach Vickers: 1,67 GPa
nach Brinell: 0,6 GPa
Magnetismus:diamagnetisch Magnetische Suszeptibilität:-9,0 × 10-6 cm3 mol-1 Schallgeschwindigkeit:12890 m s-1 bei 20 °C Standard-Bildungsenthalpie:324,0 kJ mol-1 (gasförmig) Gibbs Freie Enthalpie:286,6 kJ mol-1 (gasförmig) Molare Standard-Entropie:9,5 J mol-1 K-1 (Feststoff, Kristall)
136,3 J mol-1 K-1 (gasförmig)

 

 

Externe Informationsangebote



Gruppenelemente - Informationen

Element-Halogen-Verbindungen der 2. Periode
Vortragsskript. Universität Bayreuth

Erdalkalimetalle
Buch-Auszug: Chemische Technik: Prozesse und Produkte. Wiley-VCH - Format: PDF

Erdalkalimetalle
Vergleichende Übersicht. Rutherford Online

Erdalkalimetalle
Skript eines Demonstrationsvortrags in anorganischer Chemie. Universität Regensburg - Format: PDF



Einzelne Verbindungen

Beryllium und Berylliumverbindungen
Chemikalien-Datenbank: physikalische und chemische Eigenschaften, Sicherheitsdatenblätter, kommerziell verfügbaren Stoffen und Verbindungen; verschiedene Suchkriterien einschließlich Struktursuche



Geochemie und Biogeochemie

Berylliumhaltige Minerale
Informationen zum Beryllium und den Berylliummineralien. Mineralien Atlas



Toxikologie, Medizin, Physiologie

Toxikologie: Beryllium
Gifte.de

Toxizität von Beryllium
Handbuch der Umweltgifte - Format: PDF



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Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 21.01.2020.



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