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鈹（Beryllium）是(shi)第二周期第二主(zhu)族元素，原(yuan)子序數為4，元素符號Be，是(shi)一(yi)種灰白色的堿(jian)土金屬(shu)，屬(shu)六方晶系(xi)，質硬，有展(zhan)性。鈹及其(qi)化合物(wu)都(dou)有劇毒(du)。鈹既能溶(rong)于(yu)酸也能溶(rong)于(yu)堿(jian)液，是(shi)兩(liang)性金屬(shu)，鈹主(zhu)要用(yong)于(yu)原(yuan)子能反應堆(dui)材(cai)料，宇航工程材(cai)料，各種合金，X射線透射窗等。

2017年10月(yue)27日(ri)，世(shi)界(jie)衛生組(zu)織(zhi)國際癌(ai)癥研究機構公布的致(zhi)癌(ai)物(wu)(wu)清(qing)單初步(bu)整理(li)參(can)考，鈹在1類致(zhi)癌(ai)物(wu)(wu)清(qing)單中。

發現簡史

1798年(nian)，法國化(hua)學家沃(wo)克蘭(lan)（Vauquelin Niclas Louis，1763~1829）對(dui)綠柱(zhu)石和祖(zu)母綠進行化(hua)學分析時發現了鈹(pi)(pi)。但是，單(dan)質鈹(pi)(pi)在三十年(nian)后的(de)1828年(nian)由德國化(hua)學家維勒（Friedrich Woler，1800~1882）用金屬鉀還原熔融的(de)氯化(hua)鈹(pi)(pi)而得(de)到的(de)。

克(ke)拉普(pu)羅特(te)曾經(jing)分析(xi)過秘(mi)魯出(chu)產的(de)綠(lv)(lv)玉(yu)石(shi)(shi)(shi)，但他卻(que)沒能(neng)發(fa)現鈹。柏格曼也曾分析(xi)過綠(lv)(lv)玉(yu)石(shi)(shi)(shi)，結(jie)論(lun)(lun)是(shi)一(yi)種鋁(lv)和鈣的(de)硅酸鹽(yan)。18世紀末，化學家沃克(ke)蘭應法國礦(kuang)物學家阿羽伊的(de)請求對金綠(lv)(lv)石(shi)(shi)(shi)和綠(lv)(lv)柱(zhu)石(shi)(shi)(shi)進行了(le)(le)化學分析(xi)。沃克(ke)蘭發(fa)現兩者的(de)化學成分完全(quan)相(xiang)同，并發(fa)現其(qi)中含(han)有(you)一(yi)種新(xin)元素，稱它為Glucinium，這一(yi)名(ming)詞來自希臘文glykys，是(shi)甜的(de)意(yi)思(si)，因(yin)為鈹的(de)鹽(yan)類有(you)甜味。沃克(ke)蘭在1798年2月15日(ri)在法國科學院(yuan)宣讀了(le)(le)他發(fa)現新(xin)元素的(de)論(lun)(lun)文。由于釔的(de)鹽(yan)類也有(you)甜味，后來維勒把它命名(ming)為Beryllium，它來源(yuan)于鈹的(de)主要礦(kuang)石(shi)(shi)(shi)──綠(lv)(lv)柱(zhu)石(shi)(shi)(shi)的(de)英文名(ming)稱beryl。

礦藏分布

已知含鈹(pi)(pi)(pi)礦(kuang)物有(you)30多種，但直到(dao)1968年，其(qi)中僅綠柱石(shi)具有(you)工(gong)業價值。綠柱石(shi)是一種鈹(pi)(pi)(pi)鋁硅(gui)酸鹽，其(qi)通(tong)式為(wei)Be3Al2(SiO3)6，理論(lun)上(shang)含BeO近14%。實(shi)際上(shang)BeO含量一般為(wei)9~13%；主要產于(yu)巴西、阿根(gen)廷、印度(du)、南非等。中國新疆、江西等地也出產。1968年開始使用含水硅(gui)鈹(pi)(pi)(pi)石(shi)制鈹(pi)(pi)(pi)。含水硅(gui)鈹(pi)(pi)(pi)石(shi)中氧化(hua)鈹(pi)(pi)(pi)的理論(lun)含量為(wei)39~42%，但是工(gong)業礦(kuang)物呈高(gao)度(du)分散狀態，氧化(hua)鈹(pi)(pi)(pi)含量只有(you)1.7~2.5%，主要產于(yu)美(mei)國。

理化性質

鈹是鋼灰色金(jin)屬輕金(jin)屬。鈹的硬度(du)比同族金(jin)屬高(gao)，不像鈣、鍶、鋇可以用刀(dao)子切割。

比熱(re)容(rong)：1.82J/gK 蒸發熱(re)：292.4KJ/mol 熔(rong)化熱(re)：12.2KJ/mol 導電(dian)率：0.313×106/cm

導熱(re)系數：2.01W/(cm·K)莫氏硬度(du)：5.5原子半徑：112pm共價半徑：90pm

蒸氣壓：4180Pa

第一(yi)電離能：899.5kJ/mol

第(di)二(er)電離能：1757kJ/mol

第三電離能：14848.7kJ/mol

同位素

鈹(pi)共(gong)有12個(ge)同位(wei)素，其中有1個(ge)是穩定的。

符號 Z(p) N(n) 質量(u) 半衰期 原子核自旋 相對豐(feng)度

Be 4 1 5.04079(429)# (1/2+)#

Be 4 2 6.019726(6) 5.0(3)E-21 s 0+

[0.092(6) MeV]

Be 4 3 7.01692983(11) 53.22(6) d 3/2-

Be 4 4 8.00530510(4) 67(17)E-18 s 0+

[6.8(17)eV]

Be 4 5 9.0121822(4) 穩(wen)定 3/2- 1

Be 4 6 10.0135338(4) 1.51(6)E+6 a 0+

Be 4 7 11.021658(7) 13.81(8) s 1/2+

Be 4 8 12.026921(16) 21.49(3) ms 0+

Be 4 9 13.03569(8)

Be 4 10 14.04289(14) 4.84(10) ms 0+

Be 4 11 15.05346(54)# ＜200 ns

Be 4 12 16.06192(54)# ＜200 ns 0+

Be 4 13 17.0485# ＜200 ns #(假想粒子)

化學性質

鈹(pi)和(he)鋰一樣，在(zai)空氣(qi)中(zhong)形(xing)成(cheng)保護性氧(yang)化層，故(gu)在(zai)空氣(qi)中(zhong)即使紅熱時也(ye)很(hen)穩定。不溶于冷(leng)水(shui)，微溶于熱水(shui)，可(ke)溶于稀鹽酸，稀硫酸和(he)氫氧(yang)化鉀溶液(ye)而放(fang)出(chu)氫。金屬鈹(pi)對于無氧(yang)的(de)(de)金屬鈉即使在(zai)較高的(de)(de)溫度下(xia)，也(ye)有明顯的(de)(de)抗腐蝕性。鈹(pi)價態為+2價，可(ke)以形(xing)成(cheng)聚(ju)合(he)物(wu)以及(ji)具有顯著熱穩定性的(de)(de)一類共價化合(he)物(wu)。

鈹的反常性質

Be原(yuan)(yuan)子的價電(dian)子層(ceng)結(jie)構為(wei)2s2，它的原(yuan)(yuan)子半徑(jing)(jing)為(wei)89pm，Be2+離子半徑(jing)(jing)為(wei)31pm，Be的電(dian)負(fu)性(xing)為(wei)1.57。鈹(pi)(pi)由于(yu)原(yuan)(yuan)子半徑(jing)(jing)和離子半徑(jing)(jing)特別小，電(dian)負(fu)性(xing)又相對較高，所以(yi)鈹(pi)(pi)形成共價鍵(jian)的傾向(xiang)比較顯著，不像同(tong)族其(qi)它元素主要形成離子型化合物(wu)。因(yin)此鈹(pi)(pi)常表(biao)現出不同(tong)于(yu)同(tong)族其(qi)它元素的反(fan)常性(xing)質。

（1）鈹由(you)于表(biao)面易形成致密的保護(hu)膜而不與(yu)水作用(yong)，而同族其它(ta)金屬鎂、鈣(gai)、鍶、鋇均易與(yu)水反應。

（2）氫氧化(hua)鈹是(shi)兩性(xing)的，而(er)同族其它元素(su)的氫氧化(hua)物均是(shi)中強堿或強堿性(xing)的。

（3）鈹鹽(yan)強(qiang)(qiang)烈地水(shui)解生成(cheng)四面(mian)體型的離子(zi)[Be(H2O)4]2+，Be-O鍵很強(qiang)(qiang)，這就削弱(ruo)了O-H鍵，因此(ci)水(shui)合(he)鈹離子(zi)有失去(qu)質子(zi)的傾向(xiang)：

因此鈹鹽在純水中(zhong)是(shi)酸(suan)性的。而(er)同(tong)族其他元(yuan)素（鎂除(chu)外(wai)）的鹽均沒有水解作用。

生成物

1、氧化鈹

鈹在氧氣中燃燒，或鈹的(de)(de)碳酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)、硝酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)、氫氧化(hua)(hua)物加(jia)熱分(fen)解(jie)，都可以得到白(bai)色末狀的(de)(de)氧化(hua)(hua)鈹BeO，它的(de)(de)熔(rong)點為2803K，難溶(rong)(rong)于(yu)水，也(ye)不(bu)容易溶(rong)(rong)于(yu)乙醇，可用做耐高溫材(cai)料。BeO是共價(jia)型的(de)(de)，并具有44的(de)(de)硫(liu)化(hua)(hua)鋅(xin)（閃(shan)鋅(xin)礦型）結構。BeO不(bu)溶(rong)(rong)于(yu)水，但(dan)能溶(rong)(rong)于(yu)酸(suan)(suan)生(sheng)成(cheng)的(de)(de)鈹鹽(yan)(yan)(yan)，也(ye)能溶(rong)(rong)于(yu)堿生(sheng)成(cheng)的(de)(de)鈹酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)(yan)，BeO是兩性氧化(hua)(hua)物。

2、氫氧化鈹

氫(qing)氧化鈹是(shi)白(bai)色(se)固體，在水中溶解(jie)度較小(xiao)，它是(shi)兩性氫(qing)氧化物(wu)，溶于酸形成Be2+，溶于堿形成[Be(OH)4]2-。

3、氫化鈹

Be不能與(yu)H2直接化(hua)合生成氫(qing)化(hua)鈹(pi)，但用氫(qing)化(hua)鋁鋰還原氯化(hua)鈹(pi)可以制得氫(qing)化(hua)鈹(pi)。

氫化鈹是共價型化合(he)物，它的結(jie)構類似于乙硼烷的結(jie)構，在兩個Be原子之間形(xing)成了氫橋鍵。

每個(ge)(ge)Be原(yuan)子(zi)(zi)同四個(ge)(ge)H原(yuan)子(zi)(zi)相聯結(jie)，每個(ge)(ge)H原(yuan)子(zi)(zi)生成(cheng)兩(liang)個(ge)(ge)鍵。由于Be原(yuan)子(zi)(zi)只有(you)2個(ge)(ge)價電子(zi)(zi)，在氫化(hua)鈹中(zhong)沒有(you)足夠(gou)的電子(zi)(zi)去(qu)形(xing)成(cheng)正常的電子(zi)(zi)對鍵（即兩(liang)個(ge)(ge)原(yuan)子(zi)(zi)之間共用兩(liang)個(ge)(ge)電子(zi)(zi)），氫化(hua)鈹是缺電子(zi)(zi)化(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)。因此(ci)在Be-H-Be橋狀(zhuang)結(jie)合(he)(he)中(zhong)，生成(cheng)“香蕉形(xing)”的三中(zhong)心兩(liang)電子(zi)(zi)鍵。這(zhe)是一個(ge)(ge)簇狀(zhuang)化(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)。

4、氯化鈹

氯(lv)化鈹是共價型化合物，在(zai)空氣(qi)中會吸潮并(bing)由于水(shui)解而發煙：

BeCl2+H2O=BeO+2HCl

氯化鈹(pi)能升華并且(qie)不傳導電流。無(wu)水(shui)氯化鈹(pi)是聚合型(xing)的(BeCl?)?。

5、硫化鈹

硫化鈹（BeS）是灰白色粉末，相對密度2.36。可由氯(lv)化鈹和無水硫化氫(qing)反(fan)應得到。

6、碳化鈹

碳化鈹(pi)（Be2C）為黃紅色(se)固體，遇水分解。由鈹(pi)粉(fen)和優質石墨粉(fen)反(fan)應得(de)到。

7、鈹的配合物

由于鈹是缺電(dian)子(zi)原(yuan)子(zi)，它的鹵化物是路易(yi)斯酸，容易(yi)與電(dian)子(zi)對給予(yu)體形(xing)成(cheng)配合物或加合物。因此鈹能生成(cheng)許多配合物。

1923年美國物理化學家路易(yi)斯提出酸(suan)(suan)堿(jian)電(dian)(dian)子(zi)理論(lun)認為(wei)(wei)：凡(fan)是可以(yi)接(jie)受電(dian)(dian)子(zi)對(dui)的(de)物質稱為(wei)(wei)酸(suan)(suan)，凡(fan)是可以(yi)給(gei)出電(dian)(dian)子(zi)對(dui)的(de)物質稱為(wei)(wei)堿(jian)。酸(suan)(suan)是電(dian)(dian)子(zi)對(dui)接(jie)受體，堿(jian)是電(dian)(dian)子(zi)對(dui)給(gei)予體。

鈹還(huan)能生(sheng)成(cheng)(cheng)許多穩定的(de)(de)(de)螯(ao)合物(wu)。例如(ru)將(jiang)氫氧化(hua)(hua)鈹與(yu)醋酸(suan)一(yi)起(qi)蒸(zheng)發，就生(sheng)成(cheng)(cheng)了堿式醋酸(suan)鈹Be4O(CH3COO)6。這是(shi)一(yi)個共(gong)(gong)價(jia)(jia)化(hua)(hua)合物(wu)，其中(zhong)4個Be原子包圍著(zhu)一(yi)個中(zhong)心O原子，6個醋酸(suan)根(gen)Ac-則沿著(zhu)四(si)面體的(de)(de)(de)6條棱邊而排布。這個配合物(wu)是(shi)共(gong)(gong)價(jia)(jia)的(de)(de)(de)，并且(qie)能夠被蒸(zheng)餾，可(ke)用于鈹的(de)(de)(de)提純。

在鈹的其他螯(ao)合(he)(he)(he)物(wu)中，如草酸鈹鹽、萘酚配(pei)合(he)(he)(he)物(wu)和乙酰(xian)丙(bing)酮配(pei)合(he)(he)(he)物(wu)等，在這些螯(ao)合(he)(he)(he)物(wu)中，鈹原子都是(shi)(shi)四面體地被包圍著。鈹的化合(he)(he)(he)物(wu)有極(ji)高的毒性(xing)就是(shi)(shi)由于它們(men)有極(ji)高的溶解(jie)度和它們(men)很容易形成配(pei)合(he)(he)(he)物(wu)之故(gu)。

鈹鋁性質比較

在周期表中(zhong)，鈹與第IIIA族中(zhong)的鋁處(chu)于對(dui)角(jiao)線位置，它們的性質十(shi)分相似。

1．標準(zhun)電極電勢相近：都是(shi)活潑金屬。

2．都是親(qin)氧(yang)元素，金(jin)屬表(biao)面易形成氧(yang)化物保護膜，都能(neng)被濃(nong)HNO?鈍化。

3．均為兩性金(jin)屬。氫氧化物也均呈(cheng)兩性。

4．氧化物(wu)BeO和Al2O3都具有(you)高(gao)熔點、高(gao)硬(ying)度。

5．BeCl2和AlCl3都是缺電子的共價型化合物(wu)，通過(guo)橋鍵形成(cheng)聚(ju)合分(fen)子。

6．鈹鹽、鋁鹽都易水解(jie)(jie)，水解(jie)(jie)顯酸性。

7．碳(tan)化鈹Be2C像Al4C3一樣，水(shui)解時(shi)產生甲烷(wan)。

盡管Be和Al有許多相似的化學性質，但兩(liang)者在人(ren)體內(nei)的生理(li)作用極不(bu)相同。人(ren)體能容納適(shi)量(liang)的鋁，卻不(bu)能有一點兒鈹(pi)，吸入少(shao)量(liang)的BeO，就有致命的危險。

毒性

鈹(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)如(ru)氧化(hua)(hua)(hua)鈹(pi)(pi)(pi)(pi)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)鈹(pi)(pi)(pi)(pi)、氯化(hua)(hua)(hua)鈹(pi)(pi)(pi)(pi)、硫化(hua)(hua)(hua)鈹(pi)(pi)(pi)(pi)、硝酸(suan)鈹(pi)(pi)(pi)(pi)等(deng)毒(du)(du)性(xing)(xing)較大，而金(jin)屬鈹(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)毒(du)(du)性(xing)(xing)相(xiang)對(dui)比較小(xiao)些。鈹(pi)(pi)(pi)(pi)是全身性(xing)(xing)毒(du)(du)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)。毒(du)(du)性(xing)(xing)的(de)大小(xiao)，取決于入體途徑、不同鈹(pi)(pi)(pi)(pi)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)理化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)質(zhi)及(ji)實驗動物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)種(zhong)類。一般而言，可溶(rong)(rong)性(xing)(xing)鈹(pi)(pi)(pi)(pi)的(de)毒(du)(du)性(xing)(xing)大，難溶(rong)(rong)性(xing)(xing)的(de)毒(du)(du)性(xing)(xing)小(xiao)；靜脈(mo)注入時毒(du)(du)性(xing)(xing)最(zui)大，呼吸道次之，經口及(ji)經皮(pi)毒(du)(du)性(xing)(xing)最(zui)小(xiao)。鈹(pi)(pi)(pi)(pi)進入人體后，難溶(rong)(rong)的(de)氧化(hua)(hua)(hua)鈹(pi)(pi)(pi)(pi)主要儲存(cun)在肺部，可引起(qi)肺炎。可溶(rong)(rong)性(xing)(xing)的(de)鈹(pi)(pi)(pi)(pi)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)主要儲存(cun)在骨骼、肝臟(zang)、腎臟(zang)和淋巴(ba)結等(deng)處，它(ta)們可與血漿蛋白作用(yong)，生成蛋白復合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)，引起(qi)臟(zang)器或組織的(de)病變而致癌。鈹(pi)(pi)(pi)(pi)從人體組織中排泄(xie)出去的(de)速(su)度極其緩慢。因此，接觸鈹(pi)(pi)(pi)(pi)及(ji)其化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)要格外小(xiao)心。

應用領域

鈹作為一種新興(xing)材料日益被重(zhong)視，鈹是(shi)原子能、火箭、導彈、航空(kong)、宇(yu)宙航行以及冶金工業中(zhong)不可(ke)缺少的寶貴材料。

1、在所有的(de)金屬中，鈹透過X射(she)(she)線的(de)能力最強，有金屬玻璃之(zhi)稱(cheng)，所以鈹是制造X射(she)(she)線管小(xiao)窗口不可取代的(de)材料。

2、鈹是(shi)原子(zi)(zi)能(neng)(neng)工(gong)業之寶。在(zai)原子(zi)(zi)反(fan)(fan)應堆(dui)里，鈹是(shi)能(neng)(neng)夠提供大(da)量(liang)中(zhong)子(zi)(zi)炮彈的中(zhong)子(zi)(zi)源（每秒(miao)鐘內能(neng)(neng)產生幾十萬個中(zhong)子(zi)(zi)）；鈹對快中(zhong)子(zi)(zi)有很強的減速作(zuo)用(yong)，可以使裂變反(fan)(fan)應連續不(bu)斷地(di)進行下去，所以鈹是(shi)原子(zi)(zi)反(fan)(fan)應堆(dui)中(zhong)最(zui)好(hao)的中(zhong)子(zi)(zi)減速劑。為了防止中(zhong)子(zi)(zi)跑出反(fan)(fan)應堆(dui)危及工(gong)作(zuo)人員(yuan)的安全，反(fan)(fan)應堆(dui)的四(si)周得有一(yi)圈中(zhong)子(zi)(zi)反(fan)(fan)射(she)層，用(yong)來強迫那些企(qi)圖跑出反(fan)(fan)應堆(dui)的中(zhong)子(zi)(zi)返回(hui)反(fan)(fan)應堆(dui)中(zhong)去。鈹的氧化物(wu)不(bu)僅能(neng)(neng)夠像鏡子(zi)(zi)反(fan)(fan)射(she)光線那樣把中(zhong)子(zi)(zi)反(fan)(fan)射(she)回(hui)去，而且熔點高，特(te)別(bie)能(neng)(neng)耐高溫，是(shi)反(fan)(fan)應堆(dui)里中(zhong)子(zi)(zi)反(fan)(fan)射(she)層的最(zui)好(hao)材料(liao)。

3、鈹(pi)是優秀的(de)宇(yu)航(hang)材料。人造(zao)衛星的(de)重量每增(zeng)加一公斤，運(yun)載火箭的(de)總重量就要(yao)增(zeng)加大約(yue)500kg。制造(zao)火箭和衛星的(de)結(jie)構材料要(yao)求(qiu)重量輕(qing)、強度大。鈹(pi)比常(chang)用的(de)鋁(lv)和鈦都輕(qing)，強度是鋼的(de)四(si)倍。鈹(pi)的(de)吸熱能力強，機械性能穩定。

4、在(zai)冶(ye)金(jin)工業中，含(han)鈹1%~3.5%的青銅叫做鈹青銅，機械性能比鋼好，且抗腐蝕(shi)性好，還保(bao)持(chi)有很高(gao)的導電性。被用(yong)來制造手表里的游絲，高(gao)速軸承(cheng)，海底電纜等。

5、含有一定數量鎳的鈹青銅(tong)受撞擊(ji)時不(bu)產生(sheng)火花，利用這一奇(qi)妙的性質，可(ke)制作石(shi)油、礦山工業專用的鑿子、錘子、鉆頭等，防(fang)(fang)止火災和爆(bao)炸事(shi)故(gu)。含鎳的鈹青銅(tong)不(bu)受磁鐵吸(xi)引，可(ke)制造防(fang)(fang)磁零件(jian)。

工業用鈹(pi)大部(bu)分(fen)以氧化鈹(pi)形(xing)態(tai)用于鈹(pi)銅合金的(de)生產小(xiao)部(bu)分(fen)以金屬鈹(pi)形(xing)態(tai)應(ying)(ying)用，另有小(xiao)量用做(zuo)氧化鈹(pi)陶瓷(ci)等。40年(nian)(nian)代(dai)前(qian)金屬鈹(pi)用做(zuo)X光窗和中子源等，從40年(nian)(nian)代(dai)中期(qi)到(dao)60年(nian)(nian)代(dai)初，主(zhu)要(yao)用于原子能(neng)領(ling)(ling)域(yu)，如利用鈹(pi)能(neng)使中子增殖作試(shi)驗反(fan)應(ying)(ying)堆的(de)反(fan)射層、減速劑和核武器部(bu)件等。1956年(nian)(nian)慣(guan)性導航系統首次使用鈹(pi)陀(tuo)螺，從此開(kai)辟了(le)鈹(pi)應(ying)(ying)用的(de)重要(yao)領(ling)(ling)域(yu)。60年(nian)(nian)代(dai)鈹(pi)的(de)主(zhu)要(yao)用途(tu)轉入航天與航空領(ling)(ling)域(yu)，用于制造飛行器的(de)部(bu)件。

X射線對鈹(pi)有很高的透過能力。鈹(pi)核被(bei)中子(zi)、粒(li)子(zi)、氘核及γ射線撞擊或照射時產生中子(zi)，因此鈹(pi)是一種中子(zi)源材料(liao)。鈹(pi)原子(zi)的熱(re)中子(zi)吸(xi)收截面為0.009靶恩。