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Propiedades del elemento. Nombre, símbolo y nª: Berilio, Be, 4 Serie química: Metales alcalinotérreos Grupo, periodo, bloque: 2, 2, s Densidad, dureza.

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4 Propiedades del elemento. Nombre, símbolo y nª: Berilio, Be, 4 Serie química: Metales alcalinotérreos Grupo, periodo, bloque: 2, 2, s Densidad, dureza mohs: 1,848g/cm 3 5,5 Peso atómico: 9,01g Punto de ebullición: 2772º C Punto de fusión: 1277º C Radio atómico: 111,3 pm Radio covalente: 89 pm Grupo,periodo,bloque: 2, 2, s Estructura cristalina: Hexagonal Calor específico: 1825 J/(kg.K) Electronegatividad: 1,57 (Pauling) Conductividad eléctrica: 31,35 × 10 6 /m Ω Conductividad térmica: 201 W/(m·K)

5 Composición química del berilio. Entalpía de vaporización: 292,40 kJ/ mol Entalpía de fusión: 12,20 kJ/ mol Presión de vapor: 4180 Pa Velocidad del sonido: m/s -1ª Potencial de ionización: 899,5 kJ/mol -2ª Potencial de ionización: 1757,1 kJ/mol - 3ª Potencial de ionización: 14848,7 kJ/mol

6 Estados alotrópicos: CRISTALOGRAFÍA ESTRUCTURA CRISTALINA:Hexagonal DIMENSIONES DE LA CELDA / PM:a=228.55, c= GRUPO ESPACIAL:P6 3 /mmc

7 Historia del berilio. Friedrich Wöhler AñoDescubridoresNacionalidades 1828Friedrich Wöhler y A.A. BussyAlemania Francia El berilio (del griego βερυλλoς berilo) o glucinio (del inglés glucinium y éste del griego γλυκυς, dulce) por el sabor de sus sales, fue descubierto por Vauquelin en 1798 en forma de óxido en el berilo y la esmeralda. Friedrich Wöhler y A. A. Bussy de forma independiente aislaron el metal en 1828 mediante reacción de potasio con cloruro de berilio. Antes de obtenerse como metal, ya era conocido el berilo, silicato de aluminio y berilio, y el óxido de berilo, descubierto en por el francés Louis Nicolas Vauquelin ( ) analizando una esmeralda del Perú. Los compuestos de berilio tienen un sabor dulce y por ello el óxido recibió el nombre de glucina, pero como los compuestos de itrio también tienen un sabor azucarado, Klaproth ( ) optó por cambiar el nombre por el actual de berilio Su nombre se refiere a pálido o blanquecino debido a que sus sales, son de colores blancos o transparentes. Es uno de los elementos más tóxicos, ya que inhalado puede provocar neumonía y también puede incrementar la posibilidad de dañar el ADN y desarrollar cáncer. Todavía, en Francia, se le suele llamar glucinio en lugar de berilio. En se aisló por primera vez como metal simultáneamente, y de forma independiente, en Francia por Antonine Alexandre Brutus Bussy ( ) y en Alemania por Friedrick Wöhler ( ).

8 Características generales : El berilio, metal raro, no ferroso es uno de los metales estructurales más ligeros, su densidad está cerca de la tercera parte del aluminio. Es un metal gris,verde, azul, incoloro de peso ligero con una fuerza tensil elevada, muy duro y muy elástico. Sus propiedades químicas están entre las del aluminio y las del manganeso. Su nombre se refiere a pálido o blanquecino debido a que sus sales, son de colores blancos o transparentes Silicato de berilio y aluminioBerilio

9 Abundancia : El berilio es un elemento notable posee su resistencia a la tracción y corrosión y su peso ligero. El berilio se encuentra en 30 minerales diferentes,el berilio, siendo los más importantes berilo es el más abundante y tiene altas concentraciones de óxido de berilio; y bertrandita, principales fuentes del berilio comercial, crisoberilo y fenaquita.Y también tiene formas preciosas, las cuales son la aguamarina y la esmeralda. Y en el mundo, se encuentra la mayor producción de Berilio, en Estados Unidos, Rusia y China siendo también donde se encuentran las más grandes reservas. Constituye aproximadamente un.006% de la corteza terrestre. Ocupa el lugar 51 en abundancia de los elementos naturales en la corteza terrestre. EsmeraldaAguamarina

10 Variedades del berilio: Esmeralda, ColombiaBerilioEsmeralda Silicato de berilioSilicato de berilo y aluminioGemas de berilo

11 Variedades de berilio: organigrama Berilio FenaquitaBertranditaCrisoberilo:

12 Variedades de berilio: Fenaquita La fenaquita es un mineral de formación termal o pneumatolítica, de gran dureza (Dureza Mohs 7½ a 8) y presenta una densidad de 2,99 g/cm3. Transparente, en la antigüedad se le confundía con el cuarzo de ahí su nombre "phenakos" impostor. La fenaquita, (Be2SiO4) que posee sistema cristalino trigonal romboédrico. La fenaquita suele ser incolora, aunque también puede aparecer en tonalidades rosadas y amarillo vino. Presenta brillo vítreo vivo, y brillo graso cuando es pulida,existen yacimientos de fenaquita en Namibia,

13 Bertrandita Raya de color blanco. Berillo vítreo. Transparente. Color incoloro, amarillo pálido. Dureza Densidad 2,59 g/cm3. Sistema ortorrómbico Su formula es :ser 4 [(OH) 2 | Si 2 O 7 ] tiene un sistema: Ortorrómbico, es incoloro, de color amarillo pálido, brillo vítreo, dureza:6 - 7

14 Crisoberilo: Crisoberilo es un nombre, derivado de las palabras griegas klusos oro y "berullos" berilo, que significa berilo dorado y, a pesar de tal nombre, nada tiene que ver con el mineral berilo. Como gema se conoce en tres variedades - todas de brillo entre vítreo y graso- : El Crisoberilo de tonalidad amarillenta, la Alejandrita verde esmeralda bajo la luz del sol y tono rojizo a la luz artificial, y el Ojo de Gato de color verde parduzco oscuro, iridiscente. Crisoberilo Ojo de gato Alejandrina

15 Minas de berilio: Y en el mundo, se encuentra la mayor producción de Berilio, en Estados Unidos, Rusia y China siendo también donde se encuentran las más grandes reservas. Constituye aproximadamente un.006% de la corteza terrestre. Ocupa el lugar 51 en abundancia de los elementos naturales en la corteza terrestre.

16 Forma de Obtención y Purificación: La primera vez que se aisló el metal puro, fue con Friedrich Wöhler y A. A. Bussy mediante una reacción de potasio con cloruro de berilio. Sin embargo, también puede obtenerse como metal puro mediante los procesos de sulfato, fluoruro o cloruro a partir del Berilio. Actualmente la obtención del Berilio es a través de reducción de fluoruro de Berilio con Magnesio. La producción mundial varía entre las 3,000 y 4,000 toneladas por año. Se cree que las reservas mundiales superan las 80,000 toneladas. Debido a que es muy reactivo, cuando está en agua, es muy fácil que encuentre algún elemento con el cual reaccionar, y así, se vuelve insoluble en el agua, por lo que es muy poca la concentración de Berilio que se puede encontrar en el agua. Todos estamos expuestos al Berilio diariamente debido a que se encuentran pequeñas partículas de éste elemento en el aire que respiramos, en los alimentos y el agua que consumimos. Cloruro de berilio. Gemas de berilio

17 Proceso de obtención del berilio: La obtención del berilio consta en tratar berilio pulverizado con ácido sulfúrico se obtiene sulfato de berilio; este se calienta obteniéndose oxido, que sirve para la preparación de otros compuestos. El metal se obtiene por electrólisis del fluoruro o del cloruro anhidro fundido, o bien por reducción del cloruro con sodio o magnesio. El magnesio se puede obtener a) por electrólisis del cloruro de magnesio anhidro fundido, al que se añade algo de cloruro sódico o de potasio para reducir el punto de fusión e incrementar la conductividad. Unas calderas de hierro colado o de acero sirven de cátodo, una barra de grafito como ánodo, protegido por una campana de porcelana través de la cual escapa el cloro; el magnesio sube por la superficie del electrolito contenido en el compartimiento exterior, pues tiene menor densidad que la de las sales fundidas. También se produce magnesio por electrólisis de una mezcla de oxido de magnesio en un baño de fluoruromagnésico fundido. b) Otros métodos, el magnesio se puede obtener calentando el carbonato o el hidróxido y reduciendo el oxido formado mediante el carbón. La reacción se verifica fuera del contacto del aire; el vapor de magnesio se reduce a polvo enfriándolo con una corriente de hidrogeno o gas natural enfriado, para evitar que la reacción MgO + C Û MgO + CO se invierta. Existe un método para la reducción de oxido de magnesio con ferrosilicio y dolmita calcinada (MgO y CaO) se calienta en retortas de acero a 1150ºC. el silicio reduce el oxido de magnesio; 2MgO + Si 2Mg­ + SiO2 La cal se combina con el SiO2 para formar silicato cálcico, el magnesio se condensa en el revestimiento refrigerante.

18 Reacciones químicas en el proceso : Este elemento presenta un carácter más anfótero que los otros elementos de este grupo. Su átomo tiene el menor radio atómico y es comparativamente bastante electronegativo. Es por ello que al reaccionar con otro átomo, generalmente la diferencia en la electronegatividad no es muy grande y el Be forma uniones covalentes. Por la acción del aire, se recubre de una capa de Be O que preserva el metal de un ataque posterior, por otro lado el Be O presenta reactividad con el agua, probablemente su comportamiento deba ser atribuido al hecho de que la unión de esos dos elementos, se realiza mediante enlaces covalentes. En los demás óxidos, las uniones son de tipo iónico. Por las mismas reacciones expuestas anteriormente, la cubierta de Be O formada, determina que el berilio no sea atacado por el acido nítrico. El berilio puede reaccionar con los hidróxidos alcalinos, en solución acuosa, por su carácter anfótero, con desprendimiento de H. Be + OH + H2O H Be O + H Esta reacción, recalcamos, no se produce con los demás elementos del grupo ns. El hidróxido de berilio por su comportamiento anfótero, reacciona con exceso de álcalis, formando berilatos. Be (OH) + Na OH Na Be O + H2O El carburo de berilio, de formula Be C reacciona con agua produciendo metano.

19 Isótopos: ZNombre del núclidoVida MediaSpinAbundancia(%)Masa atómica(uma) 4Berilio -753,28 días3/20,007,017 4Berilio -9Estable3/20,009,012 4Berilio años ,013 El Be-9 es el único isótopo estable. El Be-10 se produce en la atmósfera terrestre al bombardear la radiación cósmica el oxígeno y nitrógeno.Dado que el berilio tiende a existir en disolución acuosa con niveles de pH menores de 5,5, este berilio atmosférico formado es arrastrado por el agua de lluvia (cuyo pH suele ser inferior a 5,5); una vez en la tierra, la solución se torna alcalina precipitando el berilio que queda almacenado en el suelo durante largo tiempo (vida media de 1,5 millones de años) hasta su desintegración en B -10. El Be-10 y sus productos hijo se han empleado para el estudio de los procesos de erosión, formación a partir de regolito y desarrollo de suelos lateríticos, así como las variaciones en la actividad solar y la edad de masas heladas. El hecho de que el Be-7 y el Be-8 sean inestables tiene profundas consecuencias cosmológicas, ya que ello significa que elementos más pesados que el berilio no pudieron producirse por fusión nuclearen el big bang. Más aün, los niveles energéticos nucleares del Be-8 son tales que posibilitan la formación de carbonoy con ello la vida (véase proceso triple alfa).

20 Aleaciones: COBRE-BERILIO Las aleaciones de Cobre-Berilio aúnan en un solo material propiedades tales como: una muy alta conductividad eléctrica y térmica, una resistencia mecánica comparable con la de los aceros, una buena formabilidad o la mayor resistencia a la perdida de fuerza inicial del muelle, con estabilidad a temperaturas de hasta 150ºC. Otras propiedades incluyen: no magnéticas, antichispa, muy tenaz miniminizan el agarre en el roce entre piezas o entre roscas etc… Aplicaciones: Productos forjados, tales como fleje, varilla, barra, plancha, etc. en aleaciones de CuBe y NiBe con varias composiciones. Aleación Madre de CuBe 4% Be, AlBe 6% Be y NiBe 10% Be. Lingotes de aleaciones de CuBe, con contenidos del 0,2% al 3% Be. Se trata de aleaciones muy especiales cuyas propiedades difieren completamente de las del cobre. Presenta una alta o muy alta resistencia mecánica, excelente resistencia a la oxidación en caliente y a la corrosión bajo fatiga. Elevada resistencia al desgaste y al choque sin producir chispas. Es amagnética. Los cupro - berilios conservan sus características mecánicas hasta 300 C recién comienzan a disminuir en forma manifiesta por encima de los 350 C. Su conductividad es de ± 30% I.A.C.S. cuando se requiere una conductividad de ± 50% I.A.C.S. se puede recurrir a la aleación Cu-Co2-Be, con características mecánicas un poco inferiores pero con un sostenimiento térmico de sus propiedades mecánicas mas elevado aun que los otros Cu-Be. Presenta un elevado limite elástico por lo cual se lo emplea en piezas que deban soportar ciclos continuos de deformación.

21 Aleación imposible : LITIO & BERILIO. Valiéndose del modelado por ordenador, complementado con alguna intuición, un grupo de científicos de las universidades de Harvard y Cornell han descubierto las condiciones hipotéticas en las que el litio y el berilio, apretados juntos bajo centenares de miles de atmósferas de presión, forman aleaciones estables, y posiblemente superconductoras. La superconductividad es la conducción eléctrica con resistencia cero. Si bien ambos elementos figuran entre los más simples, su combinación sería muy compleja, con capas de electrones formando láminas casi bidimensionales entre los prietamente empaquetados núcleos. Aunque el berilio por sí solo no es superconductor, muchas de las características de este elemento indican que podría formar parte de un compuesto superconductor. Los científicos se preguntaron si de algún modo podían combinan el litio con el berilio para conseguir que cada uno aportase las características idóneas en un compuesto superconductor integrado por ambos. Sin embargo, un superconductor en la Tierra no es muy útil si requiere que se mantenga a centenares de miles de atmósferas de presión. Y aún más difícil que mantener dicha compresión es predecir si las aleaciones retendrán sus estructuras peculiares cuando sean devueltas a las presiones atmosféricas normales. Así que los investigadores están buscando nuevas formas de realizar la compresión. Esto puede significar ir más allá de las técnicas mecánicas y llegar hasta la utilización de elementos o compuestos químicos que, agregados a la mezcla, pudieran servir para desarrollar la función de compresión.

22 Aplicaciones: Añadiendo berilio a algunas aleaciones se obtienen a menudo productos con gran resistencia al calor, mejor resistencia a la corrosión, mayor dureza, mayores propiedades aislantes y mejor calidad de fundición. Muchas piezas de los aviones supersónicos están hechas de aleaciones de berilio, por su ligereza, rigidez y poca dilatación. Otras aplicaciones utilizan su resistencia a los campos magnéticos, y su capacidad para no producir chispas y conducir la electricidad. El berilio se usa mucho en los llamados sistemas de multiplexado. A pequeña escala, un único hilo hecho con componentes de berilio de gran pureza puede transportar cientos de señales electrónicas. Puesto que los rayos X atraviesan fácilmente el berilio puro, el elemento se utiliza en las ventanas de los tubos de rayos X. El berilio y su óxido, la berilia, se usan también en la generación de energía nuclear como moderadores en el núcleo de reactores nucleares, debido a la tendencia del berilio a retardar o capturar neutrones. Aunque los productos del berilio son seguros de usar y manejar, los humos y el polvo liberados durante la fabricación son altamente tóxicos. Deben tomarse precauciones extremas para evitar respirar o ingerir las más mínimas cantidades. Las personas que trabajan con óxido de berilio utilizan capuchas diseñadas especialmente. El berilio y su óxido se utilizan cada vez más en la industria. Aparte de su importancia en la fabricación de los aviones y los tubos de rayos X, el berilio se usa en ordenadores o computadoras, láser, televisión, instrumentos oceanográficos y cubiertas protectoras del cuerpo. Elemento de aleación, en aleaciones cobre-berilio con una gran variedad de aplicaciones. En el diagnóstico con rayos X se usan delgadas láminas de berilio para filtrar la radiación visible, así como en la litografía de rayos X para la reproducción de circuitos integrados. Moderador de neutrones en reactores nucleares. Por su rigidez, ligereza y estabilidad dimensional, se emplea en la construcción de diversos dispositivos como giróscopos, equipo informático, muelles de relojería e instrumental diverso. El óxido de berilio se emplea cuando es necesaria elevadas conductividad térmica y propiedades mecánicas, punto de fusión elevado y aislamiento eléctrico. Antaño se emplearon compuestos de berilio en tubos fluorescentes, uso abandonado por la beriliosis.

23 Fotos de aplicaciones: Altavoces: Una pulgada de berilio y aluminio Espejo de 85 cm fabricado de berilio ligero Aditivo impermeabilizante del cemento: hecho a base de fluosilicato de magnesio Aplicación del berilio en la industria espacial

24 Más aplicaciones: Consolas compuestas de berilio. Radiografía. Ventanas de tubos de rayos X.Coche compuesto de berilio.

25 Efectos nocivos del berilio: El berilio y sus compuestos son extremadamente tóxicos. Las intoxicaciones son producidas fundamentalmente por la inhalación del polvo o por su contacto con la piel, que se manifiesta en irritaciones y lesiones en las vías respiratorias (bronquitis, neumonía, dermatitis, la denominada "enfermedad del berilio" o beriliosis). Si se introducen esquirlas, fragmentos o polvos del metal en la piel, se producen en esos lugares úlceras e inflamaciones que conducen a las más severas dermatitis que se conocen. La ingesta rara vez produce intoxicación, puesto que la resorción del berilio es mínima. La intoxicación crónica puede provocar la muerte. En experimentos con animales, el berilio indujo el desarrollo de carcinomas pulmonares. En Alemania, las afecciones producidas por el berilio o sus compuestos se cuentan entre las enfermedades profesionales de declaración obligatoria. La exposición prolongada produce una acumulación de berilio en los huesos y en el hígado. El período de latencia puede prolongarse, en el caso de la asimilación crónica, a más de cinco años. El berilio y sus sales son tóxicas y potencialmente carcinógenas. La beriliosis crónica es una afección pulmonar causada por exposición al polvo de berilio catalogada como enfermedad profesional. Los primeros casos de neumonitis química aguda por exposición al berilio se produjeron en 1933 en Europa y en 1943 en los Estados Unidos; en 1946 se describieron los primeros casos de beriliosis entre los trabajadores de una planta de fabricación de tubos fluorescentes en Massachusetts. La beriliosis se asemeja a la sarcoidosis en muchos aspectos, lo que dificulta en ocasiones el diagnóstico. Aunque la utilización de compuestos de berilio en lámparas fluorescentes se interrumpió en 1949, la exposición profesional se produce en las industrias nuclear y aeroespacial, en el refino del metal y en la fusión de las aleaciones que lo contienen, en la fabricación de dispositivos electrónicos y en la manipulación de otros materiales que contienen berilio. El berilio y sus compuestos deben manipularse con mucho cuidado, extremando las precauciones cuando durante la actividad pueda generarse polvo de berilio ya que la exposición prolongada al polvo de berilio puede causar cáncer de pulmón La sustancia puede manipularse con seguridad siempre y cuando se sigan ciertos procedimientos. Si éstos se desconocen no debe intentarse la manipulación del berilio. El berilio puede también causar reacciones alérgicas en personas que son hipersensibles a los productos químicos. Estas reacciones pueden ser muy agudas y pueden hacer que la persona caiga fuertemente enferma, una afección conocida como enfermedad crónica por berilio. Los síntomas son debilidad, cansancio y problemas respiratorios. Algunas personas que sufren de esta enfermedad pueden desarrollar anorexia y las manos y pies se les ponen azules. En algunas personas puede causar la muerte.

26 Efectos del berilio en el medio ambiente: El berilio entra en el aire, agua y suelo como resultado de procesos naturales y actividades humanas. Esto ocurre de forma natural en el medio ambiente en pequeñas cantidades. El hombre añade berilio a través de la producción de metal y de la combustión de carbón y aceite. El berilio existe en el aire en pequeñas partículas de polvo. Entra en el agua durante los procesos de desintegración de suelos y rocas. Las emisiones industriales añaden berilio al aire y al agua residual y éstas serán posteriormente traspasadas al agua. Normalmente precipita en el sedimento. El berilio como elemento químico está presente en los suelos en pequeñas cantidades de forma natural, pero las actividades humanas han incrementado esos niveles de berilio. Es probable que el berilio no se mueva hacia la zona profunda del suelo y no entre en contacto con el agua subterránea. Ciertos elementos químicos reaccionan con el berilio en el agua haciéndolo insoluble. Esto es bueno, porque la forma insoluble del berilio en agua causa mucho meno daño a los organismos que la forma soluble. El berilio no se acumula en los cuerpos de los peces, pero algunas frutas y vegetales como son los frijoles y las peras pueden contener niveles significantes de berilio. Estos niveles pueden entrar en los animales cuando esos alimentos son consumidos, pero por suerte la mayoría de los animales excretan el berilio rápidamente a través de los órganos excretores como el sistema urinario y fecal. Las pruebas de laboratorio han indicado que es posible que el berilio produzca cáncer y cambios en el ADN de los animales, aunque de momento no hay evidencia el estudios de campo que respalde estos descubrimientos.

27 Advertencia del peligro del berilio: EL COSH El mantenimiento, la reparación y la demolición de lugares donde se haya utilizado berilio puede propagar el polvo de berilio que se encuentra en el piso, tuberías y otras superficies. Algunas personas pueden resultar afectadas si respiran pequeñas cantidades de polvo o emanaciones del berilio o sus aleaciones, cerámicas o sales, haciendo que se vuelvan sensibles a este metal. Esa sensibilidad es como una alergia. Aun la exposición a pequeñas cantidades puede empeorar la enfermedad y puede seguir empeorando aun después de que la exposición haya cesado. La persona puede tener erupciones en la piel o una herida que no se le cura hasta que las partículas de berilio hayan sido eliminadas. Si desarrolla una alergia (o sensibilidad) al berilio, podría tener la enfermedad crónica del berilio que en inglés se conoce con la abreviatura CBD. La CBD puede tratarse, pero no curarse y algunas veces puede ocasionar la muerte. La CBD es una enfermedad de los pulmones, pero puede también afectar los nódulos linfáticos, el bazo, el hígado, los riñones, el corazón y la piel. La enfermedad crónica del berilio puede provocar una tos constante, tos con sangre, dificultad para respirar, dolor en el pecho, fiebre, sudores nocturnos, palpitaciones del corazón, pérdida de apetito y pérdida de peso. Menos de un 1% de los trabajadores de la construcción y de mantenimiento en el sector nuclear que han estado expuestos a este metal han contraído la enfermedad crónica del berilio. En los trabajos donde los trabajadores han inhalado mayormente berilio, como los maquinistas en operaciones donde se usa berilio, entre el 10 y el 14% han padecido de la CBD. Pueden pasar meses o hasta 30 años para que la CBD se manifieste después de una primera exposición al berilio; el promedio es de 10 a 15 años. PRECAUCIONES: Si tiene que trabajar cerca del berilio, protéjase para evitar que entre en contacto con su piel y para evitar inhalarlo: Trabaje en áreas bien ventiladas donde haya una buena vía de escape y el aire esté siendo monitoreado regularmente para comprobar el contenido de berilio. Antes de entrar a un área de trabajo donde se haya utilizado berilio, pida ver los resultados del monitoreo del contenido del mismo. Antes de comenzar a trabajar, póngase ropa de trabajo: camisa, pantalones y zapatos. Después de su turno y antes de salir del trabajo, báñese, límpiese cuidadosamente las manos y el pelo y póngase su mudada normal. No coma, beba ni fume donde pudiera haber berilio.

28 Gráfica: Be-10 en los últimos 10 años

29 Fin Trabajo realizado por: -Cortes Elena Abad Ruiz. -Luis Arévalo Villa. -Begoña Carretero Domínguez. 1º AB


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