铍是在矿石中的一种元素,在恒星核合成过程中产生,是宇宙中较为稀有的元素之一。
铍的基本物理性质
分类 | 稀有金属 |
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原子序号・原子量 | 4(9.012182) |
电子配置 | 2s2 |
密度 | 1848kg/m3 |
熔点 | 1282℃ |
沸点 | 2970℃ |
硬度 | 5.5 |
色・形状 | 銀白色・固体 |
存在度 | 地球 1.5ppm、宇宙0.73 |
克拉克值 | 0.0006% |
发现者 | 路易 – 尼古拉·沃克兰(1798年) |
主要的同位素 | 7Be(EC, 53.12日)、9Be(100%)、10Be(β, 1.51✕106年) |
用途例 | 铍ー铜合金(Be–Cu)、X射线源、高温频音箱、宇宙望远镜的反射镜、中子减速材料 |
前后的元素 | 锂ー铍ー硼 |
祖母绿和海蓝宝石的主要成分
铍是在1798年,沃克兰在绿柱石(Be3Al2Si6O18)中发现的。绿柱石是祖母绿与海蓝宝石的原料。
由于铍舔一下有甜味,最开始其名字来自于希腊语中的「甜」glukos一词,转化为金属名的glucinium。
在这之后,由于甜的物质太多了,最终名字改为与绿柱石的Beryl相关的Berylium。
中国有句古话,美好的事物中经常隐藏着危险。而「甜的」金属元素铍,在现在的科技条件下已经被证实是有一定致癌性与肝功能毒性的。
顺便说一句,绿柱石本来是无色的,由于不纯物质的混入才显色,而显绿色的是祖母绿,水蓝色的则是海蓝宝石。铍是种银白色的脆的金属,在空气中表变会迅速被氧化成BeO形成表面氧化膜,所以耐腐蚀,具有很高的持久性。
路易 – 尼古拉·沃克兰
1763–1829年。法国化学家。巴黎大学教授。除了铍以外,他还发现了铬。除了元素的发现,天冬酰胺,苹果酸也是其发现的。
*铍在1828年被沃勒纯化分离并命名。
中子的减速材料
在核电发电中,特别是核裂变反应中,核裂变形成的新的中子,在进行下一次核裂变前,必须要降低能量变成能量相对低的中子才能进行下一次核裂变。因此「减速材料」是必须的。
而铍由于原子半径非常小,散射面积就会很大,与H2O、D2O、C一起作为种子的减速・反射材料使用。
核裂变的示意图(出处:太湖科普资源网)
宇宙望远镜的反射镜
宇宙望远镜,正如其名,是从宇宙中观察其他天体的望远镜。
由于是用火箭发射进入宇宙轨道,所以在材料选择上必须使用能够承受剧烈震动的,坚硬并且重量较轻的材料。另外在宇宙中,也必须承受极低温,并且不影响其功能运作。
而铍正好满足上述要求,被用于宇宙望远镜的反射镜上。
扬声器振动膜
铍也被用于扬声器的振动膜(音波与电信号相互转换的器件)。最近,也被开发用于耳机上的振动膜(正确的说应该是铍-铜合金的振动膜)。中国的小米科技是首次利用铍-铜合金,开发用于振动膜的。
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