Оксид бериллия - Beryllium oxide

Оксид бериллия
Модель элементарной ячейки, шара и стержня оксида бериллия
BeO sample.jpg
Имена
Предпочтительное название IUPAC
Окись бериллия (II)
Систематическое название ИЮПАК
Оксобериллий
Другие имена
Бериллия, Термалокс, Бромеллит, Термалокс 995.[1]
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
3902801
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.013.758 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 215-133-1
MeSHбериллий + оксид
Номер RTECS
  • DS4025000
UNII
Номер ООН1566
Характеристики
БытьО
Молярная масса25.011 г · моль−1
ВнешностьБесцветные стекловидные кристаллы
ЗапахБез запаха
Плотность3,01 г / см3
Температура плавления 2507 ° С (4545 ° F, 2780 К)
Точка кипения 3900 ° С (7050 ° F, 4170 К)
0,00002 г / 100 мл
Ширина запрещенной зоны10,6 эВ
Теплопроводность330 Вт / (К · м)
1.719
Структура
Шестиугольный
P63MC
C6v
Тетрагональный
Линейный
Термохимия
25,5 Дж / (К · моль)
13,73–13,81 Дж / (К · моль)
−599 кДж / моль[2]
−582 кДж / моль
Опасности
Главный опасностиОчень токсичен, канцероген
Паспорт безопасностиВидеть: страница данных
Пиктограммы GHSGHS06: Токсично GHS08: Опасность для здоровьяGHS09: Опасность для окружающей среды
Сигнальное слово GHSОпасность
H301, H315, H317, H319, H330, H335, H350, H372
P201, P260, P280, P284, P301 + 310, P305 + 351 + 338
NFPA 704 (огненный алмаз)
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
2062 мг / кг (мышь, перорально)
NIOSH (Пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
TWA 0,002 мг / м3
C 0,005 мг / м3 (30 минут), с максимальным пиком 0,025 мг / м3 (как Be)[3]
REL (Рекомендуемые)
Ca C 0,0005 мг / м3 (как Be)[3]
IDLH (Непосредственная опасность)
Ca [4 мг / м3 (как Be)][3]
Родственные соединения
Другой анионы
Теллурид бериллия
Другой катионы
Страница дополнительных данных
Показатель преломления (п),
Диэлектрическая постоянная (εр), так далее.
Термодинамический
данные
Фазовое поведение
твердое тело – жидкость – газ
УФ, ИК, ЯМР, РС
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Оксид бериллия (BeO), также известный как бериллия, является неорганическое соединение с формула BeO. Это бесцветное твердое вещество является заметным электрическим изолятором с более высокой теплопроводностью, чем любой другой неметалл, кроме алмаз, и превосходит большинство металлов.[4] Как аморфное твердое тело, оксид бериллия белый. Его высокая температура плавления позволяет использовать его в качестве огнеупорный материал.[5] Встречается в природе как минерал бромеллит. Исторически и в материаловедении оксид бериллия назывался глюцина или оксид глюциния.

Подготовка и химические свойства

Оксид бериллия можно получить кальцинирование (запекание) карбонат бериллия, обезвоживание гидроксид бериллия, или зажигающий металлический бериллий:

BeCO3 → BeO + CO2
Будь (ОН)2 → BeO + H2О
2 Be + O2 → 2 BeO

При воспламенении бериллия на воздухе образуется смесь BeO и нитрида. Быть3N2.[4] В отличие от оксидов, образованных другими элементами 2-й группы (щелочноземельные металлы), оксид бериллия является амфотерный а не базовый.

Оксид бериллия, образующийся при высоких температурах (> 800 ° C), инертен, но легко растворяется в горячей воде. бифторид аммония (NH4HF2) или раствор горячего концентрата серная кислота (ЧАС2ТАК4) и сульфат аммония ((NH4)2ТАК4).

Структура

BeO кристаллизуется в гексагональной вюрцит структура, состоящая из тетраэдра Be2+ и O2− центры, как лонсдейлит и w-BN (с обоими из которых это изоэлектронный ). Напротив, оксиды более крупных металлов группы 2, т. Е. MgO, CaO, SrO, BaO, кристаллизуются в кубической мотив каменной соли с октаэдрической геометрией о дикатионах и дианионах.[4] При высокой температуре структура переходит в тетрагональную форму.[6]

В паровой фазе оксид бериллия присутствует в виде дискретных двухатомные молекулы. На языке теория валентной связи, эти молекулы можно описать как принимающие зр орбитальная гибридизация на обоих атомах с одним σ (между одним зр орбиталь на каждом атоме) и один π связь (между выровненными п орбитали на каждом атоме, ориентированные перпендикулярно оси молекулы). Теория молекулярных орбиталей дает несколько иную картину без каких-либо ограничений. сеть сигма-склеивание (потому что 2s орбитали двух атомов объединяются, образуя заполненную сигма-связывающую орбиталь и заполненную сигма * антисвязывающую орбиталь) и две пи-связи, образованные между обеими парами п орбитали, ориентированные перпендикулярно оси молекулы. Сигма-орбиталь, образованная п орбитали, выровненные вдоль оси молекулы, незаполнены. Соответствующее основное состояние ... (2sσ)2(2sσ *)2(2pπ)4 (как в изоэлектронном C2 молекула), где обе связи можно рассматривать как дативные связи от кислорода к бериллию.[7]

Приложения

Можно выращивать качественные кристаллы гидротермально, или иным образом Метод Вернейля. По большей части оксид бериллия производится в виде белого аморфного порошка, спеченный в более крупные формы. Примеси, такие как углерод, могут придавать различные цвета бесцветным кристаллам-хозяевам.

Спеченный оксид бериллия очень стабильный керамика.[8] Оксид бериллия используется в ракетных двигателях[9] и как прозрачный защитное покрытие на алюминизированный зеркала телескопа.

Оксид бериллия используется во многих высокоэффективных полупроводник части для таких приложений, как радиооборудование, потому что оно хорошо теплопроводность а также является хорошим электрическим изолятором. Он используется в качестве наполнителя в некоторых материалах для термоинтерфейса, таких как термопаста.[10] Немного силовые полупроводниковые приборы использовали керамику из оксида бериллия между кремний чип и металлическое монтажное основание корпуса для достижения более низкого значения термическое сопротивление чем аналогичная конструкция оксид алюминия. Он также используется как структурный керамика для высокопроизводительных микроволновых устройств, вакуумные трубки, магнетроны, и газовые лазеры. BeO был предложен в качестве замедлитель нейтронов для военно-морского флота высокотемпературный реакторы с газовым охлаждением (MGCR), а также НАСА Килопауэр ядерный реактор для космического применения.[11]

Безопасность

BeO - это канцерогенный в виде порошка[12] и может вызвать хроническое заболевание легких аллергического типа бериллиоз. После обжига в твердую форму с ним безопасно обращаться, если он не подвергается механической обработке, в результате которой образуется пыль, чистая поломка выделяет немного пыли, но дробление или измельчение могут представлять опасность.[13] Керамика из оксида бериллия не является опасным отходом в соответствии с федеральным законодательством США.[нужна цитата ]

Рекомендации

  1. ^ «Оксид бериллия - Резюме соединения». PubChem Compound. США: Национальный центр биотехнологической информации. 27 марта 2005 г. Идентификационные и связанные записи. Получено 8 ноября 2011.
  2. ^ Зумдал, Стивен С. (2009). Химические принципы 6-е изд.. Компания Houghton Mifflin. ISBN  978-0-618-94690-7.
  3. ^ а б c Карманный справочник NIOSH по химической опасности. "#0054". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  4. ^ а б c Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  978-0-08-037941-8.
  5. ^ Раймонд Аврелий Хиггинс (2006). Материалы для инженеров и техников. Newnes. п.301. ISBN  0-7506-6850-4.
  6. ^ А. Ф. Уэллс (1984). Структурная неорганическая химия (5-е изд.). Оксфордские научные публикации. ISBN  0-19-855370-6.
  7. ^ Основы спектроскопии. Союзные издатели. п. 234. ISBN  978-81-7023-911-6. Получено 29 ноябрь 2011.
  8. ^ Гюнтер Петцов, Фриц Алдингер, Сигурд Йёнссон, Петер Велге, Вера ван Кампен, Томас Менсинг, Томас Брюнинг «Бериллий и соединения бериллия» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана 2005, Wiley-VCH, Weinheim. Дои:10.1002 / 14356007.a04_011.pub2
  9. ^ Ропп, Ричард К. (31 декабря 2012 г.). Энциклопедия соединений щелочноземельных металлов. Newnes. ISBN  9780444595539.
  10. ^ Грег Беккер; Крис Ли; Зучен Линь (2005). «Теплопроводность в усовершенствованной микросхеме - новое поколение термопастей дает преимущества». Расширенная упаковка: 2–4. Архивировано из оригинал 21 июня 2000 г.. Получено 2008-03-04.
  11. ^ МакКлюр, Патрик; Постон, Дэвид; Гибсон, Марк; Боуман, Шерил; Кризи, Джон (14 мая 2014 г.). «Концепция космического реактора KiloPower - Исследование реакторных материалов». Получено 21 ноября 2017.
  12. ^ «Информационный бюллетень об опасных веществах» (PDF). Департамент здравоохранения и обслуживания пожилых людей Нью-Джерси. Получено 17 августа, 2018.
  13. ^ «Безопасность оксида бериллия». Американская Бериллия. Получено 2018-03-29.

внешняя ссылка