תחמוצת בריליום (בי): מבנה, תכונות ושימושים - כִּימִיָה - 2025

תחמוצת בריליום (BeO) היא חומר קרמי, ב בנוסף החוזק הגבוה שלהם התנגדות חשמלית, יש יכולת נהיגה של חום גבוה כזה שגורם חלק הכורים גרעיניים, מצוינים אפילו המתכות בנכס האחרון.

בנוסף לשימושיותו כחומר סינטטי, ניתן למצוא אותו גם בטבע, אם כי הוא נדיר. הטיפול בו צריך להתבצע בזהירות, מכיוון שיש לו יכולת לפגוע אנושות בבריאות האדם.

דגם של מבנה הגביש של תחמוצת בריליום, מאת בן מילס, מ- Wikimedia Commons

בעולם המודרני נצפתה כיצד מדענים הקשורים לחברות טכנולוגיה ערכו מחקרים לפיתוח חומרים מתקדמים ליישומים די מיוחדים, כמו אלה העומדים בחומרים מוליכים למחצה ואלה בתעשיית האוויר והחלל.

התוצאה של זה הייתה גילוי חומרים שבזכות תכונותיהם השימושיות ביותר ועמידותם הגבוהה, נתנו לנו את ההזדמנות להתקדם בזמן, מה שמאפשר לנו לקחת את הטכנולוגיה שלנו לרמות גבוהות יותר.

מבנה כימי

מולקולה של תחמוצת בריליום (המכונה גם "בריליום") מורכבת מאטום בריליום ואטום חמצן, שתיהן מתואמות בכיוון טטרהדראלי ומתגבשת למבני קריסטל משושים הנקראים wurtzites.

לגבישים אלה יש מרכזים טטרהדראליים, אשר תפוסים על ידי Be ²⁺ ו- O ^2- . בטמפרטורות גבוהות, מבנה תחמוצת הבריליום הופך לסוג הטטרגון.

השגת תחמוצת בריליום מושגת על ידי שלוש שיטות: הסתיידות של בריליום פחמתי, התייבשות של הבריליום הידרוקסיד, או על ידי הצתה של בריליום מתכתי. תחמוצת בריליום הנוצרת בטמפרטורות גבוהות היא אופי אינרטי, אך ניתן להמסה על ידי תרכובות שונות.

BeCO ₃ + חום → BeO + CO ₂ (סידן)

Be (OH) ₂ → BeO + H ₂ O (התייבשות)

2 Be + O ₂ → 2 BeO (הצתה)

לבסוף, ניתן לאדות את תחמוצת הבריליום, ובמצב זה זה יהיה בצורת מולקולות דיאטומיות.

נכסים

תחמוצת בריליום מופיעה בטבע כמו ברומליט, מינרל לבן שנמצא בכמה משקעי ברזל מנגן מורכבים, אך הוא נמצא לרוב בצורתו הסינתטית: מוצק אמורפי לבן המופיע כאבקה. .

כמו כן, זיהומים שנלכדו במהלך הייצור יעניקו לדגימה של תחמוצת צבעים מגוונים.

נקודת ההתכה שלה ממוקמת על 2507 מעלות צלזיוס, נקודת הרתיחה שלה היא 3900 מעלות צלזיוס, והיא בעלת צפיפות של 3.01 גרם / ס"מ ³ .

באותו אופן, יציבותו הכימית גבוהה במידה ניכרת, רק מגיבה עם אדי מים בטמפרטורות קרובות ל- 1000 מעלות צלזיוס, והיא יכולה לעמוד בתהליכי הפחתת פחמן והתקפות של מתכות מותכות בטמפרטורות גבוהות.

כמו כן, חוזקו המכני הוא הגון, וניתן לשפר אותו בעזרת עיצובים וייצור המתאימים לשימושים מסחריים.

מוליכות חשמלית

תחמוצת בריליום היא חומר קרמי יציב במיוחד, ולכן יש לו התנגדות חשמלית גבוהה למדי שהופכת אותו לאחד מחומרי הבידוד החשמליים הטובים ביותר, יחד עם אלומינה.

מסיבה זו, חומר זה משמש לרוב לציוד חשמלי מיוחד בתדר גבוה.

מוליכות תרמית

לתחמוצת הבריליום יש יתרון גדול מבחינת המוליכות התרמית שלו: הוא ידוע כחומר מוליך החום השני הטוב ביותר בקרב לא מתכות, שני רק ליהלום, חומר יקר ונדיר משמעותית.

עבור מתכות, רק נחושת וכסף מעבירים חום טוב יותר באמצעות הולכה מאשר תחמוצת בריליום, מה שהופך אותו לחומר רצוי ביותר.

בשל תכונותיו המוליכות של מוליכות חום, חומר זה היה מעורב בייצור חומרים עקשן.

תכונות אופטיות

בשל תכונותיו הגבישיות, תחמוצת בריליום משמשת ליישום של חומר שקוף אולטרה סגול במסכים שטוחים ותאים פוטו-וולטאיים.

באופן דומה ניתן לייצר גבישים באיכות גבוהה מאוד, כך שתכונות אלה משתפרות בהתאם לתהליך הייצור בו נעשה שימוש.

סיכונים בריאותיים

תחמוצת בריליום היא תרכובת שיש לטפל בה בזהירות רבה, מכיוון שהיא בעיקר בעלת תכונות מסרטנות, אשר נקשרו לשאיפה רציפה של אבק או אדים של חומר זה.

החלקיקים הקטנים בשלבי תחמוצת אלה דבקים לריאות, ויכולים להוביל להיווצרות גידולים או למחלה המכונה בריליוזיס.

בריליוזיס היא מחלה עם אחוז תמותה בינוני הגורם לנשימה לא יעילה, שיעול, ירידה במשקל וחום, ויצירת גרנולומות בריאות או איברים מושפעים אחרים.

ישנם גם סכנות בריאותיות ממגע ישיר של תחמוצת הבריליום עם העור, מכיוון שהוא מאכל ומרגיז ויכול לגרום נזק למשטח העור ולרירית. יש להגן על דרכי הנשימה והידיים כאשר עובדים עם חומר זה, במיוחד בצורת האבקה שלו.

יישומים

השימושים בתחמוצת הבריליום מחולקים בעיקר לשלושה: יישומים אלקטרוניים, גרעיניים ואחרים.

יישומים אלקטרוניים

היכולת להעביר חום ברמה גבוהה וההתנגדות החשמלית הטובה שלה הפכו את תחמוצת הבריליום לתועלת נהדרת כמו גוף הקירור.

הוכח השימוש בו במעגלים בתוך מחשבים בעלי קיבולת גבוהה, כמו גם בציוד המטפל בזרמים חשמליים גבוהים.

תחמוצת הבריליום שקופה לצילומי רנטגן ומיקרוגל, ולכן היא משמשת בחלונות כנגד סוגים אלה של קרינה, כמו גם אנטנות, מערכות תקשורת ותנורי מיקרוגל.

יישומים גרעיניים

יכולתו למתן נויטרונים ולשמור על מבנהם בהפצצת קרינה הביאה לכך שתחמוצת בריליום הייתה מעורבת בבניית כורים גרעיניים, והיא ניתנת ליישום גם בכורים מקוררים בגז בטמפרטורה גבוהה.

אפליקציות אחרות

הצפיפות הנמוכה של תחמוצת הבריליום עוררה עניין בתעשיות החלל והחלל והטכנולוגיה הצבאית, מכיוון שהיא עשויה לייצג אפשרות משקל נמוכה במנועי טילים ובאפודים חסרי כדורים.

לבסוף, הוא מיושם לאחרונה כחומר עקשן בהתכת מתכת בתעשיות מתכות.

הפניות

1. PubChem. (sf). תחמוצת בריליום. נשלח מ- pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. קרא. (sf). Beryllia / Beryllium Oxide (BeO). התאושש מ- reade.com
3. מחקר, C. (sf). תחמוצת בריליום - בריליה. נשלח מ- azom.com
4. שירותים, NJ (sf). תחמוצת בריליום. התאושש מ- nj.gov
5. ויקיפדיה. (sf). תחמוצת בריליום. נשלח מ- en.wikipedia.org