Оксид бериллия — амфотерный оксид, имеющий химическую формулу BeO.
| Оксид бериллия | |
|---|---|
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Оксид бериллия |
| Хим. формула | BeO |
| Рац. формула | BeO |
| Физические свойства | |
| Состояние | твёрдое |
| Молярная масса | 25,01158 г/моль |
| Плотность | 3,01 г/см³ |
| Термические свойства | Температура |
| • плавления | 2530 °C |
| • кипения | 4120 °C |
| Мол. теплоёмк. | 25,5 Дж/(моль·К) |
| Теплопроводность | при 100°С 209,3 Вт/(м·K) | Энтальпия |
| • образования | 589,2 кДж/моль |
| Давление пара | при 2000°С 0,003 атм |
| Химические свойства | Растворимость |
| • в воде | 0,00005 г/100 мл |
| Оптические свойства | |
| Показатель преломления | 1,719 |
| Структура | |
| Кристаллическая структура | гексагональная |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 1304-56-9 |
| PubChem | 14775 |
| Рег. номер EINECS | 215-133-1 |
| SMILES |
[Be]=O
|
| InChI |
1S/Be.O
LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N
|
| RTECS | DS4025000 |
| ChEBI | 62842 |
| Номер ООН | 1566 |
| ChemSpider | 14092 |
| Безопасность | |
| Токсичность | высокотоксичен, канцерогенен, ирритант |
| Пиктограммы ECB |    |
| NFPA 704 |
|
В зависимости от способа получения, при стандартных условиях, оксид бериллия представляет собой белое кристаллическое или аморфное вещество без вкуса и запаха, очень малорастворимое в воде. Растворяется в концентрированных минеральных кислотах и щелочах, хорошо растворим в щелочных расплавах.
Как и все соединения бериллия, очень ядовит.
Оксид бериллия является одним из 2 (так же существует оксид бериллия 1), бинарным соединением бериллия с кислородом, хотя в паровой фазе над ВеО при температуре около 2000°С было отмечено присутствие полимеров типа (ВеО)3 и (ВеО)4.
Получение и свойства
В природе оксид бериллия встречается в виде минерала бромеллита.
Получают оксид бериллия термическим разложением гидроксида бериллия и некоторых его солей (например, нитрата, основного ацетата, карбоната и др.) при температуре от 500 до 1000°С. Полученный таким образом оксид представляет собой белый аморфный порошок. В виде кристаллов оксид бериллия может быть получен нагреванием до высокой температуры (плавлением) аморфной формы или, например, при кристаллизации из расплавленных карбонатов щелочных металлов.
Упругость пара ВеО незначительна, поэтому в отсутствие паров воды это наименее летучий из всех тугоплавких оксидов. Примесь таких оксидов, как MgO, CaO, Al2O3, SiO2, ещё больше понижает летучесть ВеО из-за химического взаимодействия между ними. В присутствии паров воды при 1000—1800°С летучесть оксида бериллия сильно возрастает в связи с образованием газообразного гидроксида бериллия.
Оксид бериллия обладает очень высокой теплопроводностью. При 100° С она составляет 209,3 Вт·м−1·К−1, что больше, чем теплопроводность любых неметаллов (кроме алмаза и карбида кремния) и большинства металлов (кроме меди, серебра, золота, алюминия и ряда их сплавов). При понижении температуры теплопроводность оксида бериллия сперва растёт (370 Вт·м−1·К−1 при 300 К), достигая максимума (13 500 Вт·м−1·К−1) при 40 К, затем понижается (47 Вт·м−1·К−1 при 4 К).
Химические свойства
Реакционная способность оксида бериллия зависит от способа его получения и от степени прокаливания. Повышение температуры при прокаливании ведет к увеличению размера зерен (то есть к уменьшению удельной поверхности), а, следовательно, и к уменьшению химической активности соединения.
Прокаленный при температуре не выше 500 °С, оксид бериллия растворяется в водных растворах кислот и щелочей (даже разбавленных), образуя соответствующие соли и гидроксобериллаты. Например:
Выше 1000 °С оксид бериллия реагирует с хлором, при этом в присутствии угля данная реакция идет легче и при гораздо меньших температурах (600—800°С):
Хлорирование тетрахлорметаном протекает при температуре 450—700 °С:
Гораздо труднее оксид бериллия взаимодействует с бромом, сведений же о взаимодействии ВеО с иодом нет.
Оксид бериллия реагирует далеко не всеми обычно применяемыми восстановителями. В частности, для восстановления бериллия из оксида применимы лишь кальций, магний, титан и уголь (при высокой температуре). Кальций и магний могут быть использованы в качестве восстановителя при температуре ниже 1700 °С и атмосферном давлении, титан применим при давлении ниже 0,001 мм рт. ст. и 1400 °С:
В обоих случаях бериллий получается загрязненным, так как технически очень трудно разделить продукты реакции.
Использование угля более предпочтительно, но реакция с ним идет лишь при температурах выше 2000 °С:
Оксид бериллия при температурах ниже 800 °С устойчив по отношению к расплавленным щелочным металлам (литию, натрию и калию) и почти совсем не реагирует с церием, платиной, молибденом, торием и железом; только при 1800 °C взаимодействует с никелем, кремнием, титаном и цирконием.
Применение
Сочетание высокой теплопроводности и небольшого коэффициента термического расширения позволяет использовать оксид бериллия в качестве термостойкого материала, обладающего значительной химической инертностью.
Токсичность
Оксид бериллия очень ядовит и канцерогенен, по токсикологии NFPA 704 ему присвоена высшая токсичность.
