बेरिलियम रासायनिक तत्व

बेरिलियम (Be), पूर्व में (1957 तक) ग्लूकोनियम, रासायनिक तत्व, आवर्त सारणी के समूह 2 (IIa) की क्षारीय-पृथ्वी धातुओं का सबसे हल्का सदस्य, धातु विज्ञान में एक सख्त एजेंट के रूप में और कई बाहरी अंतरिक्ष और परमाणु अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। ।

एल्कलाइन अर्थ मेटल

तत्व बेरिलियम (Be), मैग्नीशियम (Mg), कैल्शियम (Ca), स्ट्रोंटियम (Sr), बेरियम (Ba), और रेडियम (Ra) हैं।

तत्व गुण

परमाणु क्रमांक	4
परमाण्विक भार	9.0122
गलनांक	1,287 ° C (2,349 ° F)
क्वथनांक	2,471 ° C (4,480 ° F)
विशिष्ट गुरुत्व	1.85 पर 20 ° C (68 ° F)
ऑक्सीकरण अवस्था	+2
ऋणावेशित सूक्ष्म अणु का विन्यास	1s 2 2s 2

घटना, गुण, और उपयोग

बेरिलियम एक स्टील-ग्रे धातु है जो कमरे के तापमान पर काफी भंगुर है, और इसके रासायनिक गुण कुछ हद तक एल्यूमीनियम से मिलते जुलते हैं। यह प्रकृति में मुक्त नहीं होता है। बेरिलियम बेरिल और पन्ना में पाया जाता है, खनिज जो प्राचीन मिस्र के लिए जाना जाता था। हालांकि यह लंबे समय से संदेह था कि दो खनिज समान थे, इस बात की रासायनिक पुष्टि 18 वीं शताब्दी के अंत तक नहीं हुई थी। एमराल्ड अब बेरिल की हरी किस्म के रूप में जाना जाता है। बेरिलियम की खोज (1798) फ्रेंच रसायनज्ञ निकोलस-लुई वौक्लिन द्वारा ऑक्साइड के रूप में बेरिल में और पन्ना में की गई थी और अलग-अलग (1828) जर्मन रसायनज्ञ फ्रेडरिक वौलर द्वारा स्वतंत्र रूप से धातु के रूप में पृथक किया गया था और पोटेशियम के साथ इसकी क्लोराइड की कमी से फ्रेंच रसायनज्ञ एंटोनी एबी बोसी। । बेरिलियम व्यापक रूप से पृथ्वी की पपड़ी में वितरित किया जाता है और पृथ्वी की आग्नेय चट्टानों में 0.0002 प्रतिशत तक होने का अनुमान है। इसकी लौकिक बहुतायत उस पैमाने पर 20 है जिसमें सिलिकॉन, मानक, 1,000,000 है। संयुक्त राज्य अमेरिका में दुनिया का लगभग 60 प्रतिशत बेरिलियम है और बेरिलियम का अब तक का सबसे बड़ा उत्पादक है; अन्य प्रमुख उत्पादक देशों में चीन, मोजाम्बिक और ब्राजील शामिल हैं।

बेरिलियम युक्त लगभग 30 मान्यता प्राप्त खनिज हैं, जिसमें बेरिल (अल ₂ बी ₃ सी ₆ ओ ₁₈, एक बेरिलियम एल्यूमीनियम सिलिकेट), बर्ट्रेंडाइट (बी ₄ सी ₂ ओ ₇ (ओएच) ₂, बेरिलियम सिलिकेट), फेनाकाइट (_{2 2} SiO) शामिल हैं। ₄), और क्राइसोबेरील (BeAl ₂ O ₄)। (बेरिल, पन्ना और एक्वामरीन के अनमोल रूप, ऊपर दी गई एक रचना के समीप आते हैं, लेकिन औद्योगिक अयस्कों में बेरिलियम कम होता है; अधिकांश बेरिल अन्य खनन कार्यों के उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जाता है, जिसमें बड़े पैमाने पर हाथ से निकाला जाता है। ।) वाणिज्यिक अयस्कों का निर्माण करने के लिए बेरिल और बर्ट्रेंडाइट पर्याप्त मात्रा में पाए गए हैं जिनसे बेरिलियम हाइड्रॉक्साइड या बेरिलियम ऑक्साइड औद्योगिक रूप से उत्पादित होता है। बेरिलियम का निष्कर्षण इस तथ्य से जटिल है कि बेरिलियम अधिकांश अयस्कों में एक मामूली घटक है (शुद्ध बेरिल में भी द्रव्यमान द्वारा 5 प्रतिशत, बर्ट्रेंडाइट में द्रव्यमान द्वारा 1 प्रतिशत से कम) और कसकर ऑक्सीजन के लिए बाध्य है। एसिड के साथ उपचार, जटिल फ्लोराइड्स के साथ भुना हुआ, और तरल-तरल निष्कर्षण सभी को इसके हाइड्रोक्साइड के रूप में बेरिलियम को केंद्रित करने के लिए नियोजित किया गया है। हाइड्रॉक्साइड को अमोनियम बेरिलियम फ्लोराइड के माध्यम से फ्लोराइड में बदल दिया जाता है और फिर मैग्नीशियम के साथ गर्म करके बेरिलियम बनाया जाता है। वैकल्पिक रूप से, हाइड्रॉक्साइड को ऑक्साइड बनाने के लिए गरम किया जा सकता है, जिसके बदले कार्बन और क्लोरीन के साथ बेरिलियम क्लोराइड बनाया जा सकता है; पिघला हुआ क्लोराइड का इलेक्ट्रोलिसिस तब धातु के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है। तत्व को वैक्यूम पिघलने से शुद्ध किया जाता है।

बेरिलियम अपेक्षाकृत स्थिर पिघलने वाले बिंदु के साथ एकमात्र स्थिर प्रकाश धातु है। हालांकि यह आसानी से क्षार और गैर-ऑक्सीकरण एसिड द्वारा हमला किया जाता है, बेरिलियम तेजी से एक पक्षपाती ऑक्साइड सतह फिल्म बनाता है जो सामान्य परिस्थितियों में धातु को आगे के वायु ऑक्सीकरण से बचाता है। ये रासायनिक गुण, इसकी उत्कृष्ट विद्युत चालकता, उच्च ताप क्षमता और चालकता, ऊंचे तापमान पर अच्छे यांत्रिक गुणों और लोच के बहुत उच्च मापांक (स्टील की तुलना में एक तिहाई अधिक) के साथ मिलकर इसे संरचनात्मक और थर्मल अनुप्रयोगों के लिए मूल्यवान बनाते हैं। बेरिलियम की आयामी स्थिरता और उच्च पॉलिश लेने की क्षमता ने इसे अंतरिक्ष, सैन्य और चिकित्सा अनुप्रयोगों में और अर्धचालक विनिर्माण में दर्पण और कैमरा शटर के लिए उपयोगी बना दिया है। अपने कम परमाणु भार के कारण बेरिलियम एक्स-रे को एल्युमीनियम के साथ-साथ 17 बार प्रसारित करता है और एक्स-रे ट्यूब के लिए खिड़कियां बनाने में इसका बड़े पैमाने पर उपयोग किया गया है। बेरिलियम को गाइरोस्कोप, एक्सेलेरोमीटर और कंप्यूटर भागों में जड़त्वीय मार्गदर्शन उपकरणों और मिसाइलों, विमानों और अंतरिक्ष वाहनों के लिए अन्य उपकरणों के लिए गढ़ा गया है, और इसका उपयोग भारी शुल्क ब्रेक ड्रम और इसी तरह के अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है जिसमें एक अच्छा सिंक सिंक महत्वपूर्ण है। तेजी से न्यूट्रॉन को धीमा करने की इसकी क्षमता ने परमाणु रिएक्टरों में काफी आवेदन पाया है।

बहुत सारे बेरिलियम का उपयोग कठोर मिश्र धातुओं के कम-प्रतिशत घटक के रूप में किया जाता है, विशेष रूप से मुख्य घटक के रूप में तांबा के साथ, लेकिन यह भी स्प्रिंग्स जैसे उत्पादों के लिए निकल और लौह-आधारित मिश्र धातुओं के साथ उपयोग किया जाता है। बेरिलियम-कॉपर (2 प्रतिशत बेरिलियम) का उपयोग उपकरणों के लिए किया जाता है जब स्पार्किंग खतरनाक हो सकता है, जैसा कि पाउडर कारखानों में। बेरिलियम स्वयं स्पार्किंग को कम नहीं करता है, लेकिन यह तांबे को मजबूत करता है (6 के कारक से), जो प्रभाव के लिए स्पार्क्स नहीं बनाता है। ऑक्सीकरण योग्य धातुओं में जोड़े जाने वाले बेरिलियम की छोटी मात्रा सतह फिल्मों की रक्षा करती है, मैग्नीशियम में ज्वलनशीलता को कम करती है और चांदी की धातुओं में धूमिल होती है।

न्यूट्रॉन की खोज (1932) ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी सर जेम्स चैडविक द्वारा रेडियम स्रोत से अल्फा कणों द्वारा बमिलियम बम से निकाले गए कणों के रूप में की गई थी। तब से बेरिलियम एक अल्फा एमिटर जैसे रेडियम, प्लूटोनियम या एमरिकियम के साथ मिश्रित होकर न्यूट्रॉन स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया गया है। रेडियम परमाणुओं के रेडियोधर्मी क्षय द्वारा जारी अल्फा कण बेरिलियम के परमाणुओं के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, उत्पादों के बीच, न्यूट्रॉन ऊर्जा की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ - लगभग 5 × 10 ⁶ इलेक्ट्रॉन वोल्ट (ईवी) तक। यदि रेडियम को एनकैप्सुलेट किया जाता है, तो भी, ताकि अल्फा कणों में से कोई भी बेरिलियम तक नहीं पहुंचता है, 600,000 ईवी से कम ऊर्जा के न्यूट्रॉन रेडियम के क्षय उत्पादों से अधिक-मर्मज्ञ गामा विकिरण द्वारा उत्पादित होते हैं। बेरिलियम / रेडियम न्यूट्रॉन स्रोतों के उपयोग के ऐतिहासिक रूप से महत्वपूर्ण उदाहरणों में जर्मन रसायनज्ञ ओटो हैन और फ्रिट्ज़ स्ट्रैसमैन और ऑस्ट्रियाई मूल के भौतिक विज्ञानी लिसे मित्नर द्वारा यूरेनियम की बमबारी शामिल है, जिसके कारण परमाणु विखंडन (1939) की खोज हुई, और यूरेनियम में ट्रिगरिंग हुई। इटली में जन्मे भौतिक विज्ञानी एनरिको फर्मी (1942) द्वारा पहली नियंत्रित-विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया।

केवल स्वाभाविक रूप से होने वाला आइसोटोप स्थिर बेरिलियम -9 है, हालांकि 11 अन्य सिंथेटिक आइसोटोप ज्ञात हैं। उनका आधा जीवन 1.5 मिलियन वर्ष (बेरिलियम -10 के लिए, जो बीटा क्षय से गुजरता है) से 6.7 × 10 × ¹⁷ सेकंड बेरिलियम -8 (जो दो-प्रोटॉन उत्सर्जन द्वारा तय होता है) तक होता है। सूर्य में बेरिलियम -7 (53.2-दिन का आधा जीवन) का क्षय मनाया गया सौर न्यूट्रिनो का स्रोत है।