Beryllium
Beryllium ist ein seltenes silberweißes, unedles Leichtmetall. Die Metallstäube und die Verbindungen sind giftig. Es ist das leichteste Element der Gruppe der Erdalkalimetalle, das in der Technik als wichtiger Legierungsbestandteil eingesetzt wird.
Im Gegensatz zu den schwereren Elementen der II. Hauptgruppe bildet Beryllium keine -Ionen.
Eigenschaften des Elements
| Einordnung in das Periodensystem der Elemente und Eigenschaften | Atombau |
| Ordnungszahl: 4 | 4 Protonen 4 Elektronen |
| 2. Periode | 2 besetzte Elektronenschalen |
| II. Hauptgruppe | 2 Außenelektronen |
| Elektronenkonfiguration im Grundzustand | He 2s2 |
| Elektronegativität | 1,5 |
| Ionisierungsenergie in eV | 9,322 |
| häufigste Oxidationszahlen | 2 |
| Atommasse des Elements in u | 9,01 |
| Atomradius in 10- 1 0m | 1,12 |
| Ionenradius in 10- 1 0m | 0,31 (+2) |
| Aggregatzustand im Normalzustand | fest |
Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur
Dichte in  bei 25 °C | 1,85 |
| Härte nach Mohs | 6 - 7 |
Schallgeschwindigkeit in  | 13010 |
| Schmelztemperatur in °C | 1280 |
spezifische Schmelzwärme in  | 1087,5 |
| Siedetemperatur in °C | 2480 |
| spezifische Verdampfungswärme in | 34265,41 |
Standardentropie S0 in  | 9 |
Wärmeleitfähigkeit in  bei 27°C | 200 |
spezifische Wärmekapazität in  bei 25 °C | 1,825 |
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3  | |
spez. elektrischer Widerstand in  | 0,0420 · 10- 8 |
| Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre, Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe) | 0,00053 |
Strahlenaustrittsfenster
aus Beryllium bei einer Hochleistungsröntgenröhre.
Schalenmodell
Periode: 2 (L)
Hauptgruppe: II
Außenelektronen: 2
Isotope des Elements
| Ordnungszahl Z | Massenzahl A | Atommasse in u | Häufigkeit in % | Art der Strahlung und Energie in MeV | Halbwertszeit |
| 4 | 8 | 8,005 308 | künstlich | α: 2 | 3 · 10- 1 6 s |
| 9 | 9,012 186 | 100% | |||
| 10 | 10,013 534 | künstlich | β  : 0,6 | 2,7 · 106 a | |
| 11 | 11,021 67 | künstlich | β : 11,5 | 14 s |
Energieniveauschema
Weitere Eigenschaften
Beryllium ist ein Leichtmetall mit mäßiger elektrischer Leitfähigkeit. Das Metall ist sehr spröde. Die Oberfläche hat einen silbrigen Glanz. Beryllium (auch seine Verbindungen) ist ein starkes Gift, wirkt krebserregend (cancerogen) und als Mutagen auf das Erbgut. Schon Hautkontakt kann schwerste Erkrankungen hervorrufen. Besonders gefährlich wirken Dämpfe und Stäube des Berylliums, die eingeatmet zu Lungenkrebs führen. Die Folgeerkrankung, welche Haut, Leber, Lunge und Niere betrifft wird als «Beryllose» bezeichnet. Beryllium gehört zu den unedelsten Metallen. Trotzdem ist Beryllium chemisch relativ beständig. Es brennt erst bei ca. 600 °C (Reaktion mit Luftsauerstoff). Mit verdünnten Säuren reagiert es unter Wasserstoffentwicklung. Bei Erhitzen reagiert Beryllium mit Halogenen zu Halogeniden.
Entdeckung
1797 wurde das Oxid des Berylliums von L. N. VAUQUELIN, einem französischen Chemiker entdeckt. Er gab dem Oxid nach dem griechischen « glykys» (süß) den Namen «Glycinia», da die untersuchte Verbindung (Beryllerde) süß schmeckte. M. H. KLAPROTH fand die Beryllerde in einer Gesteinsart mit hellgrünen durchscheinenden Kristallen und nannte das enthaltene Element nach dem griechischen Wort «beryllion» (grüner, glasklarer Edelstein)- von dem auch die Bezeichnungen «Brillant» und «Brille» abgeleitet sind- Beryllium. 1814 legte BERZELIUS das Elementsymbol «Be» fest. Das erste elementare Beryllium wurde 1828 durch F. WÖHLER aus Berylliumchlorid hergestellt
Vorkommen/Herstellung
Beryllium ist sehr selten. Elementar kommt es in der Natur nicht vor. Chemisch gebunden findet man es im Gestein. Das Mineral «Beryll» ist ein durchsichtiges Cyclosilicat der Zusammenstzung 3 x Berylliumoxid, 1 x Aluminiumoxid und 6 x Siliciumdioxid. Mit Beimengungen verschiedener Metall- Ionen bildet Beryll Edelsteine, die zu den wertvollsten gehören:
- Aquamarin, durchsichtig wasserblau bis grünlich gefärbt (mit Eisen)
- Smaragd, durchsichtig grün bis dunkelgrün (mit Chrom)
- Goldberyll (Heliodor), durchsichtig goldfarben
- Morganit, durchsichtig rosa
Technisch wird das Metall durch Schmelzflusselektrolyse aus Berylliumfluorid, welches aus dem mineralischen Gestein Beryll gewonnen wird, hergestellt. Das pulverförmige Beryllium wird anschließend geschmolzen und gepresst oder geschmiedet.
Verwendung
Beryllium wird als Baustoff oder Grafitersatz in Kernreaktoren eingesetzt. In der Röntgentechnik wird es zur Herstellung von Röntgenröhren genutzt und dient als Fenster für die Strahlung. Beryllium ist auch zur Herstellung von Hitzeschildern für die Raumfahrt erforderlich. In Legierungen mit Aluminium oder Titan, die als Baustoffe für die Luftfahrtindustrie benötigt werden, ist Beryllium enthalten, ebenfalls in Legierungen mit Kupfer für Elektromotoren und in Legierungen mit Nickel für Uhrwerke und chirurgische Instrumente.
Wichtige Verbindungen
anorganische Verbindungen:
- sehr giftige Salze, z. B. Berylliumhalogenide, Berylliumsulfat, Berylliumnitrat,
- Mineral Beryll (Herstellung von Teilen für Laser, Rohstein zur Schmuckherstellung)
- Berylliumoxid (keramischer Baustoff für Tiegel und Isoliermaterial)
- Berylliumhydroxid - Komplexverbindungen, z. B. Hydroxyberyllat
Bau
Die Modifikation α-Beryllium kristallisiert in einer hexagonal dichten Struktur.
