Получение гидроксида бериллия из бериллата калия


Бериллий. Получение и свойства металлического бериллия, применение в технике бериллия и его сплавов. Гидроксид бериллия, его амфотерность. Соли бериллия и бериллаты, их гидролиз.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 10Следующая ⇒

Бериллий — элемент главной подгруппы второй группы, второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 4. Бериллий — относительно твердый, но хрупкий металл серебристо-белого цвета. Имеет высокий модуль упругости — 300 ГПа (у сталей — 200—210 ГПа). На воздухе активно покрывается стойкой оксидной плёнкой BeO.

В виде простого вещества в XIX веке бериллий получали действием калия на безводный хлорид бериллия:

В настоящее время бериллий получают, восстанавливая его фторид магнием:

Либо электролизом расплава смеси хлоридов бериллия и натрия. Исходные соли бериллия выделяют при переработке бериллиевой руды.

Для бериллия характерна только одна степень окисления +2. Соответствующий гидроксид амфотерен, причем как основные (с образованием Be2+), так и кислотные (с образованием [Be(OH)4]2-] свойства выражены слабо.

По многим химическим свойствам бериллий больше похож на алюминий, чем на находящийся непосредственно под ним магний (проявление "диагонального сходства").

Металлический бериллий относительно мало реакционноспособен при комнатной температуре. В компактном виде он не реагирует с водой и водяным паром даже при температуре красного каления и не окисляется воздухом до 600 °C. Порошок бериллия при поджигании горит ярким пламенем, при этом образуются оксид и нитрид. Галогены реагируют с бериллием при температуре выше 600 °C, а халькогены требуют еще более высокой температуры. Аммиак взаимодействует с бериллием при температуре выше 1200 °C с образованием нитрида Be3N2, а углерод дает карбид Ве2С при 1700 °C. С водородом бериллий непосредственно не реагирует.

Бериллий легко растворяется в разбавленных водных растворах кислот (соляной, серной, азотной), однако холодная концентрированная азотная кислота пассивирует металл. Реакция бериллия с водными растворами щелочей сопровождается выделением водорода и образованием гидроксобериллатов:

Be + 2NaOH(р) + 2h3O = Na2[Be(OH)4] + h3

При проведении реакции с расплавом щелочи при 400—500 °C образуются диоксобериллаты:

Be + 2NaOH(ж) = Na2BeO2 + h3

Три «но» бериллия.

Это прежде всего хрупкость металла. Она намного ус­ложняет процесс его механической обработки, затрудняет получение больших листов бериллия и сложных профилей, необходимых в тех или иных конструкциях. Пред­принимаются упорные попытки устранить этот недоста­ток. Но, несмотря на некоторые успехи (изготовление металла высокой чистоты, различные технологические усовершенствования), получение пластичного бериллия продолжает оставаться трудной проблемой.

Второе — токсичность бериллия. Тщательный контроль за чистотой воздуха, особые сис­темы вентиляции, возможно большая автоматизация про­изводства — все это позволяет успешно бороться с ток­сичностью элемента № 4 и его соединений.

И наконец, третье и очень важное «но» бериллия — его высокая стоимость. Цена 1 кг бериллия в США сей­час более 300 долларов, т. е. бериллий в несколько раз дороже титана.

Однако рост потребления всегда приводит к технологи­ческим усовершенствованиям, которые в свою очередь спо­собствуют уменьшению издержек производства и цены. В будущем спрос на бериллий возрастет еще больше: ведь этот металл человечество начало применять всего не­сколько десятилетий. И, конечно, достоинства элемента № 4 возьмут верх над его недостатками.

Основной минерал бериллия — бе­рилл относится, как известно, к полудрагоценным камням. Но ког­да говорят о четырех его разновидностях — изумруде, аквамарине, воробьевите и гелиодоре, то приставку «полу» отбрасывают. Изум­руды, особенно весом больше 5 каратов, ценятся не меньше брил­лиантов.

Получить изумруды искусствен­ным путем гораздо труднее, чем большинство других драгоценных камней. Главная причина в том, что берилл — сложное комплекс­ное соединение. Однако ученые смогли имитировать природные ус­ловия, в которых происходило образование минерала: изумруды «рождаются» при очень высоком давлении (150 тыс. атм) и высо­кой температуре (1550° С). Искусственные изумруды могут ис­пользоваться в электронике.

Сферы применения бериллия не ограничи­ваются «высокой» техникой. С изделиями из никель-бериллиевых сплавов (содержание Be не превышает 1,5%) можно встретиться и в повседневной жизни. Из этих сплавов изготавливают хирур­гические инструменты, иглы для подкожных инъекций, литые ме­таллические зубы. Из сплава «элинвар» (никель, бериллий, воль­фрам) в Швейцарии делают пружины для часов. Медно-бериллиевый сплав в США используют для изготовления втулок пишуще­го механизма шариковых ручек.

Сейчас известно более ты­сячи материалов, приобретающих при температуре, близкой к аб­солютному нулю, свойство сверхпроводимости. В их числе — метал­лический бериллий. Будучи сконденсирован в виде тонкой пленки на холодную подложку, бериллий становится сверхпроводником при температуре около 8 К.

Гидроксид бериллия Be(OH)2— полимерное соединение, нерастворимое в воде. Оно проявляет амфотерные свойства:

Be(OH)2 + 2КOH =К2[Be(OH)4],

Be(OH)2 + 2HСl = BeСl2 + 2h3O.

Соединения бериллия.

1. Сульфат бериллия

Формула :BeSO4-4h3O

Получается как промежуточный продукт при обработке рудного концентрата h3SO4; нагреванием. ВеО с конц. h3SO4. Представляет собой бесцветные кристаллы. При 400° обезвоживается, при 550-600 разлагается, не доходя до плавления. Водный раствор имеет кислую реакцию.

2. Фторид бериллия

Формула :BeF2

Применяется для получения металлического Be. Получается термическим разложением (Nh5)2BeF4. Представляет собой бесцветные гигроскопические кристаллы. Хорошо растворим в воде. Взаимодействует с фторидами щелочных металлов.

3. Бериллаты.

Бериллаты — химические соединения, представляющие собой соли амфотерного гидроксида бериллия Be(OH)2, который диссоциирует преимущественно с отщеплением протона:

Бериллаты представляет бесцветные или белые кристаллические вещества, устойчивые на воздухе только в отсутствие следов влаги. В присутствие влаги или при растворении воде бериллаты легко гидролизируют, с образованием гидроксида бериллия и соответствующей щелочи:

При растворении бериллатов в разбавленных щелочных растворах образуется более устойчивые комплексные соединения — гидроксобериллаты:

Бериллаты легко реагируют с кислотами различной силы и концентрации, с образованием гидроксида бериллия или соответствующей соли бериллия:

Так же в присутствие влаги бериллаты легко реагируют с диоксидами углерода и серы, различными оксидами азота и т.п.

Бериллаты образуются в различных условиях. Наиболее распространен способ высокотемпературного синтеза при взаимодействии оксида или гидроксида бериллия с оксидами, гидроксидами или карбонатами щелочных металлов:

При растворении бериллия, а также его оксида или гидроксида в концентрированных растворах щелочей образуются гидроксобериллаты:

На использовании бериллатов щелочных металлов основан один из методов разделения бериллия и алюминия.

 

Магний. Получение магния из минерального сырья. Физические и химические свойства металлического магния. Оксид и гидроксид магния. Карбонаты магния. Гидролиз растворимых солей магния. Применение магния в форме металла и в виде сложных соединений.

Магний — элемент главной подгруппы второй группы, третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 12.

Магний — серебристо-белый очень легкий металл, почти в 5 раз легче меди, в 4,5 раза легче железа; даже алюми­ний в 1,5 раза тяжелее магния. Плавится магнпй при 651° С, но в обычных условиях расплавить его довольно трудно: нагретый на воздухе до 550° С, он вспыхивает и мгновенно сгорает ослепительно ярким пламенем. Полоску магниевой фольги легко поджечь обыкновенной спичкой, а в атмосфере хлора магний самовозгорается даже при комнатной температуре.

При горении магния (внимание, любители загара!) вы­деляется большое количество ультрафиолетовых лучей и тепла — чтобы нагреть стакан ледяной воды до кипения, нужно сжечь всего 4 г магния.

На воздухе магний быстро тускнеет, так как покрыва­ется окисной пленкой. Эта пленка служит надежным пан­цирем, предохраняющим металл от дальнейшего окисле­ния.

Химические свойства магния довольно своеобразны. Он легко отнимает кислород и хлор у большинства элементов, не боится едких щелочей, соды, керосина, бензина и мине­ральных масел. В то же время он совершенно не выносит действия морской и минеральной воды и довольно быстро растворяется в них. Почти не реагируя с холодной прес­ной водой, он энергично вытесняет водород из воды го­рячей.

Mg (раск.) + Н2О = MgO + h3↑

Mg + 2HCl = MgCl2 + h3

2Mg + О2 = 2MgO;

3Mg + N2 = Mg3N2

Земная кора богата магнием — в ней содержится более 2,1% этого элемента. Лишь шесть элементов периодиче­ской системы встречаются на Земле чаще магния. Он вхо­дит в состав почти двухсот минералов. Но получают его в основном из трех — магнезита, доломита и карналлита.

В нашей стране богатые месторожения магнезита рас­положены на Среднем Урале (Саткинское) и в Оренбург­ской области (Халиловское). А в районе города Соликам­ска разрабатывается крупнейшее в мире месторождение карналлита. Доломит — самый распространенный из маг­нийсодержащих минералов — встречается в Донбассе, Московской и Ленинградской областях и многих других местах.

Получают металлический магний двумя способами — электротермическим (нли металлотермическим) и электро­литическим. Как явствует из названий, в обоих процессах участвует электричество. Но в первом случае его роль сво­дится к обогреву реакционных аппаратов, а восстанавли­вают окись магния, полученную из минералов, каким-либо восстановителем, например углем, кремнием, алюминием. Этот способ довольно перспективен, в последнее время он находит все большее применение. Однако основной про­мышленный способ получения магния — второй, электро­литический.

Электролитом служит расплав безводных хлоридов маг­ния, калия и натрия; металлический магний выделяется на железном катоде, а на графитовом аноде разряжаются ионы хлора. Процесс идет в специальных ваннах электро- лизерах. Расплавленный магний всплывает на поверхность ванны, откуда его время от времени выбирают вакуум-ков­шом и затем разливают по формам.

Но на этом процесс не заканчивается: в таком магнии еще слишком много примесей.

Поэтому неизбежен второй этап — очистка магния. Ра­финировать магний можно двумя путями — переплавкой и флюсами или возгонкой в вакууме. Смысл первого метода общеизвестен: специальные добавки — флюсы — взаимодействуют с примесями и превращают их в соединения, ко­торые легко отделить от металла механическим путем. Второй метод — вакуумная возгонка — требует более слож­ной аппаратуры, но с его помощью получают более чистый магний. Возгонку ведут в специальных вакуум-аппара­тах—стальных цилиндрических ретортах. «Черновой» металл помещают на дно реторты, закрывают ее и выкачи­вают воздух. Затем нижнюю часть реторты нагревают, а верхняя все время охлаждается наружным воздухом. Под действием высокой температуры магний возгоняет­ся — переходит в газообразное состояние, минуя жидкое. Пары его поднимаются и конденсируются на холодных стенках верхней части реторты.

Таким путем можно получать очень чистый металл, со­держащий свыше 99,99% магния.

Но не только земная кора богата магнием — практиче­ски неисчерпаемые и постоянно пополняющиеся запасы его хранят голубые кладовые океанов и морей. В каждом кубометре морской воды содержится около 4 кг магния. Всего же в водах мирового океана растворено более 6.1016 т этого элемента.

Как добывают магний из моря? Морскую воду смешива­ют в огромных баках с известковым молоком, приготовлен­ным из перемолотых морских раковин. При этом образует­ся так называемое магнезиальное молоко, которое высу­шивается и превращается в хлорид магния. Ну, а дальше в ход идут электролитические процессы.

Услугами магния широко пользуется медицина: всем хорошо знакома «английская соль» MgSО4.7H2О. При приеме внутрь она служит надежным и быстродействую­щим слабительным, а при внутримышечных или внутри­венных вливаниях снимает судорожное состояние, умень­шает спазмы сосудов. Чистая окись магния (жженая магнезия) применяется при повышенной кислотности желудочного сока, изжоге, отравлении кислотами. Пере­кись магния служит дезинфицирующим средством при желудочных расстройствах.

Но медициной не ограничиваются области применения соединений магния. Так, окись магния используют в про­изводстве цементов, огнеупорного кирпича, в резиновой, промышленности. Перекись магния («новозон») применя­ют для отбелки тканей. Сернокислый магний используют в текстильной и бумажной промышленности как протраву при крашении, водный раствор хлорида магния — для при­готовления магнезиального цемента, ксилолита и других синтетических материалов. Карбонат магния MgCО3 нахо­дит применение в производстве теплоизоляционных мате­риалов.

И, наконец, еще одно обширное поле деятельности магния — органическая химия. Магниевый порошок исполь­зуют для обезвоживания таких важных органических ве­ществ, как спирт п анилин. Магнийорганические соедине­ния широко применяют при синтезе многих органических веществ.

И еще в одной грандиозной работе — аккумуляции сол­нечной энергии — участвует магний. Он входит в состав хлорофилла, который поглощает солнечную энергию и с ее помощью превращает углекислый газ и воду в сложные органические вещества (сахар, крахмал и др.), необходи­мые для питания человека и животных. Без хлорофилла не было бы жизни, а без магния не было бы хлорофилла — в нем содержится 2% этого элемента. Много ли это? Суди­те сами: общее количество магния в хлорофилле всех ра­стений Земли составляет около 100 млрд. т! Элемент № 12 входит и в состав практически всех живых организмов.

Итак, деятельность магния в природе и народном хозяй­стве весьма многогранна.

Окись магния (Жженая магнезия)

Формула : MgO

Применяется в составе магнезиальных цементов; для изготовления огнеупоров; в качестве наполнителя в резиновой промышленности. Получается тяжелая магнезия для цементов и строительных материалов обжигом магнезита при 700°, для огнеупоров - при 1500-1800°. Легкую магнезию получают прокаливанием карбоната или основного карбоната магния.

Представляет собой белый порошок. Легкая магнезия растворяется в кислотах, с водой дает Mg(OH)2. Тяжелая магнезия кислотостойка, в воде практически нерастворима. Технический продукт содержит примеси СаО, Аl2O3, SiO2 и др.

Гидроксид магния — неорганический гидроксид щелочноземельного металла магния. Относится к классу нерастворимых оснований.

При стандартных условиях гидроксид магния представляет собой бесцветные кристаллы с гексагональной решёткой. При температуре выше 350 °C разлагается на оксид магния и воду. Поглощает углекислый газ и воду из воздуха с образованием основного карбоната магния. Гидроксид магния практически нерастворим в воде. Является сильным основанием. Встречается в природе в виде минерала брусита.

Получение:

Взаимодействие растворимых солей магния с щелочами:

Взаимодействие раствора хлорида магния с обожжённым доломитом:

Взаимодействие металлического магния с парами воды:

Химические свойства:

Разложение при нагревании до 350 °C:

Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации):

Взаимодействие с кислотными оксидами с образованием соли и воды:

Гидроксид магния используется в качестве пищевой добавки, для связывания диоксида серы, как флокулянт для очистки сточных вод, в качестве огнезащитного средства в термопластических полимерах (полиолефины, ПВХ), как добавка в моющие средства, для получения оксида магния, рафинирования сахара, в качестве компонента зубных паст.

В медицине его применяют в качестве лекарства для нейтрализации кислоты в желудке, а также как очень сильное слабительное.

Карбонат магния, магний углекислый, MgCO3 — магниевая соль угольной кислоты.

Бесцветные кристаллы, плотность 3,037 г/см³. При 500 °C заметно, а при 650 °C полностью разлагается на MgO и CO2. Растворимость карбоната магния в воде незначительна (22 мг/л при 25 °C) и уменьшается с повышением температуры. При насыщении CO2 водной суспензии MgCO3 последний растворяется вследствие образования гидрокарбоната Мg(HCO3)2. Из водных растворов в отсутствие избытка CO2 выделяются основные карбонаты магния. С карбонатами ряда металлов карбонат магния образует двойные соли, к которым относится и природный минерал доломит MgCO3·CaCO3.

Карбонат магния широко распространён в природе в виде минерала магнезита.

Основной карбонат магния 3MgCO3·Mg(OH)2·3h3O (так называемая белая магнезия) применяют как наполнитель в резиновых смесях, для изготовления теплоизоляционных материалов.

В медицине и в качестве пищевой добавки E504 используется основной карбонат магния 4MgCO3·Mg(OH)2·nh3O

Спортивная магнезия 4MgCO3·Mg(OH)2·4h3O используется для подсушивания рук и, как следствие, увеличения надежности хвата.

Карбонат магния необходим в производстве стекла, цемента, кирпича.

 




Факты, формула, свойства, использование гидроксида бериллия, данные по безопасности

Гидроксид бериллия, также известный как гидратированный бериллий и дигидроксид бериллия, представляет собой гидроксид металла, который обладает амфотерными свойствами (ведет себя как кислота и основание) и химически представлен Be (OH) 2 [1, 2] . Чистый гидроксид бериллия встречается в природе в виде редкого орторомбического минерала бегоита и очень редкого моноклинного клинобехоита [3] .

Идентификация гидроксида бериллия

Номер CAS 13327-32-7 [1]
PubChem CID 518753 [1]
ChemSpider ID 24110 [4]
Номер ЕС 236-368-6 [1]
Номер ООН 1566 [1]
Номер RTECS DS3150000 [1]
Ключ InChI WPJWIROQQFWMMK-UHFFFAOYSA-L [1]

Гидроксид бериллия

Как получают гидроксид бериллия

Чистый гидроксид бериллия синтезируется как побочный продукт при извлечении бериллия из минеральной руды берилла (Be 3 Al 2 Si 6 O 18 ) или бертрандита (Be 4 Si 2 H 2 O 9 ) [5] .Руда плавится, затвердевает, измельчается, а затем обрабатывается серной кислотой для получения водорастворимого сульфата [5] . Сульфат подвергается нескольким процедурам химической экстракции, так что все загрязнители удаляются, и гидроксид бериллия образуется в виде осадка [5] .

Реакции с другими соединениями

Гидроксид бериллия и гидроксид натрия

Когда концентрированный раствор гидроксида натрия реагирует с гидроксидом бериллия, он растворяется с образованием тетрагидроксобериллата натрия [2, 6] :

Be (OH) 2 + 2NaOH → Na 2 [Be (OH) 4 ]

Гидроксид бериллия и соляная кислота

Он реагирует с разбавленной соляной кислотой с образованием хлорида бериллия, как показано следующим химическим уравнением [2] :

Be (OH) 2 + 2HCl → BeCl 2 + 2H 2 O

Свойства и характеристики гидроксида бериллия

Общие свойства

Молярная масса / молекулярный вес 43.026 г / моль [1]

Физические свойства

Цвет и внешний вид Белый непрозрачный кристаллический порошок [7]
Плотность 1,92 г см -3 [7]
Точка плавления 138 ° C, 280,4 ° F (разлагается) [7]
Температура кипения Н / Д [7]
Состояние вещества при комнатной температуре Цельный
Растворимость Растворим в горячем гидроксиде натрия и кислотах, мало растворим в разбавленной щелочи [8]
Растворимость в воде Практически не растворим в воде (0.0000023965 г на л) [8]
Теплоемкость (C) 1.443 Дж К -1

Атомные свойства

Кристаллическая структура Линейные с тетраэдрическими центрами из бериллия

Структура гидроксида бериллия

Что используется для

  • В качестве источника при производстве бериллия и его оксида [8] .
  • В тормозных системах, двигателях, высотомерах и точных инструментах в аэрокосмической промышленности [9] .
  • Производство антиблокировочных тормозных систем, компонентов рулевого колеса и датчиков подушек безопасности [9] .
  • Производство медицинских лазерных компонентов, окон для рентгеновских трубок и зубных коронок [9] .
  • Производство компонентов ядерных реакторов, систем наведения ракет и теплозащитных экранов в оборонной промышленности [9] .

Это безопасно

Гидроксид бериллия является канцерогенным веществом, и его многократное воздействие при контакте, вдыхании или проглатывании может вызвать органную токсичность [1] .Также опасен для водных организмов [1] .

Артикул:

  1. Гидроксид бериллия - Pubchem.ncbi.nim.nih.gov
  2. Некоторые химические вещества бериллия нетипичны для группы 2 - Chemguide.co.uk
  3. Дигидроксид бериллия (13327-32-7) - Chemchart.com
  4. Гидроксид бериллия - Chemspider.com
  5. Источники бериллия - Berylium.com
  6. Реакция гидроксида бериллия с гидроксидом натрия - Chemiday.com
  7. Гидроксид бериллия - Americanelements.com
  8. Гидроксид бериллия - Chemicalbook.com
  9. Анализ рынка гидроксида бериллия по применению (аэрокосмическая, автомобильная, биомедицинская, оборонная, электротехническая и телекоммуникационная), по регионам (Северная Америка, Европа, Азиатско-Тихоокеанский регион, Латинская Америка и Ближний Восток и Африка), 2014–2025 гг. - Grandviewresearch.com
.

Бериллий

Химический элемент бериллий относится к щелочноземельным металлам. Чистый бериллий был открыт в 1828 году Фридрихом Велером и Антуаном Бюсси.

Зона данных

Классификация: Бериллий - щелочноземельный металл
Цвет: стально-серый
Атомный вес: 9.01218
Состояние: цельный
Точка плавления: 1278 o C. 1551.2 К
Температура кипения: 2469 o C, 2742 K
Электронов: 4
Протонов: 4
Нейтронов в наиболее распространенном изотопе: 5
Электронные оболочки: 2,2
Электронная конфигурация: 1 с 2 2 с 2
Плотность при 20 o C: 1.848 г / см 3
Показать больше, в том числе: тепла, энергии, окисления, реакций,
соединений, радиусов, проводимости
Атомный объем: 4,9 см 3 / моль
Состав: ГПУ: гексагональный плотно упакованный
Твердость: 5,5 МОС
Удельная теплоемкость 1,82 Дж г -1 К -1
Теплота плавления 7.895 кДж моль -1
Теплота распыления 324 кДж моль -1
Теплота испарения 297 кДж моль -1
1 st энергия ионизации 899,5 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации 1757,1 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации 14848.7 кДж моль -1
Сродство к электрону 0 кДж моль -1
Минимальная степень окисления 0
Мин. общее окисление нет. 0
Максимальное число окисления 2
Макс. общее окисление нет. 2
Электроотрицательность (шкала Полинга) 1,57
Объем поляризуемости 5.6 Å 3
Реакция с воздухом сильнодействующий, w / ht ⇒ BeO, Be 3 N 2
Реакция с 15 M HNO 3 нет
Реакция с 6 M HCl легкая ⇒ H 2
Реакция с 6 М NaOH мягкий ⇒ H 2 , [Be (OH) 4 ] 2
Оксид (оксиды) ВеО 3
Гидрид (-ы) BeH 2
Хлорид (ы) BeCl 2
Атомный радиус 112 вечера
Ионный радиус (1+ ион)
Ионный радиус (2+ ионов) 45 часов
Ионный радиус (3+ ионов)
Ионный радиус (1-ионный)
Ионный радиус (2-ионный)
Ионный радиус (3-ионный)
Теплопроводность 200 Вт м -1 K -1
Электропроводность 25 x 10 6 См -1
Температура замерзания / плавления: 1278 o C. 1551.2 К

Бериллиевая фольга. Изображение: Deglr6328 (Ref. 6.)

Три разновидности берилла (слева) и изумруд (справа). Формула берилла и изумруда: Be 3 Al 2 (SiO 3 ) 6 . Разные цвета вызваны следами разных элементов. Например, изумруды окрашены следами ионов хрома 3+ (сине-зеленый) или ванадия 3+ (желто-зеленый). (5) Изображения Рино Криса и Яна Аркестейнов.

Гексагональная кристаллическая структура BeO (оксид бериллия). Изучение кристаллов берилла и изумруда дало ключ к разгадке существования нового элемента бериллия. Изображение с твердотельного накопителя

Открытие бериллия

Доктор Дуг Стюарт

В 1798 году во Франции Рене Хой увидел сходство кристаллических структур и свойств берилла и изумруда. Берилл может быть разных цветов. Изумруд зеленый. (См. Изображения слева.)

Хаю задался вопросом, могут ли берилл и изумруд, несмотря на их разные цвета, быть сделаны из одних и тех же элементов.Он подошел к Николя Луи Воклену, французскому химику, специализирующемуся на анализе, и попросил его взглянуть. (1)

Воклен открыл новое сладкое вещество в изумруде и берилле. Теперь мы называем это вещество бериллией, ВеО. Несмотря на сладкий вкус, теперь мы знаем, что бериллий и его соединения имеют h

.

Химия бериллия нетипичного группы 2

Когда бериллий образует ион 2+, он теряет 2 электрона на 2s-орбитали. Это оставляет 2 уровня совершенно пустым.

Двухуровневые орбитали реорганизуются (гибридизуются), образуя четыре равные орбитали, каждая из которых может принимать неподеленную пару электронов от молекулы воды. На следующей диаграмме 1s-электроны не учитываются. Они не имеют отношения к связи.

Каждая молекула воды, конечно, имеет две неподеленные пары электронов.Показан только один из них, чтобы не загромождать диаграмму.

Обратите внимание, что после того, как четыре молекулы воды соединились таким образом, на уровне связывания больше не останется места. Используются все пустые орбитали исходного иона бериллия.

Молекулы воды располагаются так, чтобы разойтись как можно дальше друг от друга, что указывает на углы тетраэдра. Следовательно, ион имеет тетраэдрическую форму.

Гидратация магния

Вы можете подумать, что магний будет вести себя точно так же, но на 3-м уровне доступны трехмерные орбитали, а также 3s и 3p.

Когда ион магния образуется, он оставляет пустые 3s, 3p и 3d орбитали. Когда этот ион гидратирован, он использует 3s-орбиталь, все три 3p-орбитали и две 3d-орбитали. Они реорганизованы, чтобы оставить в общей сложности шесть пустых орбиталей, которые затем используются для связывания.

Почему магний останавливается на шести водах? Почему он также не использует оставшиеся трехмерные орбитали? Физически невозможно разместить вокруг магния больше шести молекул воды - они занимают слишком много места.

А как насчет других ионов в группе 2?

Чем больше ионы, тем меньше у них тенденции к образованию правильных координационных связей с молекулами воды. Ионы становятся настолько большими, что они недостаточно привлекательны для неподеленных пар молекул воды, чтобы образовать формальные связи - вместо этого молекулы воды имеют тенденцию более свободно группироваться вокруг положительных ионов.

Однако там, где они образуют координационные связи с водой, они будут 6-координированы, как и магний.

Амфотерный означает, что он может реагировать как с кислотами, так и с основаниями с образованием солей.

Прочие гидроксиды группы 2

Все остальные гидроксиды металлов 2-й группы являются основными. Они реагируют с кислотами с образованием солей. Например:

Гидроксид кальция реагирует с разбавленной соляной кислотой с образованием хлорида кальция и воды.

Гидроксид бериллия

Гидроксид бериллия реагирует с кислотами, образуя растворы солей бериллия.Например:

Но он также реагирует с основаниями, такими как раствор гидроксида натрия. Гидроксид бериллия реагирует с гидроксидом натрия с образованием бесцветного раствора тетрагидроксобериллата натрия.

Он содержит комплексный ион [Be (OH) 4 ] 2-. Название описывает этот ион. Tetra означает четыре; гидроксо относится к группам ОН; бериллат показывает, что бериллий присутствует в виде отрицательного иона.Окончание «съел» всегда показывает, что ион отрицательный.

Давайте посмотрим на это как на простую схему потока, исходя из ионов бериллия в растворе:

Это показывает, что если вы добавите ионы гидроксида к ионам бериллия в растворе, вы сначала получите осадок гидроксида бериллия. Но если вы добавите больше гидроксид-ионов, осадок снова растворится, чтобы получить раствор, содержащий ионы тетрагидроксобериллата.

Гидроксид бериллия реагирует с основанием (гидроксид-ионами) и поэтому должен иметь кислотные свойства.

Но если вы добавите кислоту к тетрагидроксобериллат-ионам, вы снова получите осадок гидроксида бериллия. А если вы добавите еще больше кислоты, вы вернетесь к исходным ионам бериллия в растворе.

Поскольку гидроксид бериллия реагирует с кислотой, он должен обладать как основными, так и кислотными свойствами - он амфотерный.

Простое объяснение происходящего

Нам нужно взглянуть на это еще раз, но более подробно об ионе бериллия в растворе - другими словами, как Be (H 2 O) 4 2+ .

Очень маленький положительно заряженный ион бериллия в центре комплекса притягивает электроны в молекулах воды к себе - мы говорим, что он оказывает сильное поляризующее действие на молекулы воды.

Бериллий оказывает такое сильное поляризующее действие на молекулы воды, что ионы водорода очень легко удаляются из них.

Раствор гидроксида натрия содержит ионы гидроксида, которые являются мощными основаниями. Если вы добавите нужное количество раствора гидроксида натрия, вы получите осадок того, что обычно называют «гидроксидом бериллия», но который структурно немного сложнее этого!

Продукт (кроме воды) представляет собой нейтральный комплекс с ковалентной связью.Все, что случилось с исходным комплексным ионом, - это то, что два иона водорода были удалены из молекул воды.

Вы получаете осадок нейтрального комплекса из-за отсутствия на нем заряда. Между этим нейтральным комплексом и молекулами воды недостаточно притяжения, чтобы перевести его в раствор.

Что произойдет, если добавить больше гидроксид-ионов?

Добавление большего количества гидроксид-ионов к нейтральному комплексу оттягивает больше ионов водорода от молекул воды с образованием тетрагидроксобериллат-иона:

Гидроксид бериллия растворяется, потому что нейтральный комплекс превращается в ион, который будет достаточно притягиваться к молекулам воды.

Что произойдет, если добавить кислоту к осадку гидроксида бериллия (нейтральный комплекс)?

Изначально удаленные ионы водорода просто заменяются. Осадок растворяется по мере повторного образования исходного гидратированного иона бериллия.

Давайте снова посмотрим на это как на схему, чтобы вы могли сравнить ее с приведенной выше:

Гидроксид бериллия (нейтральный комплекс) является амфотерным, поскольку он может реагировать с основанием и кислотой.В каждом случае все, что происходит, - это то, что вы либо удаляете ионы водорода из молекул воды, либо заменяете их.

Почему этого не происходит, например, с гидроксидом кальция?

Гидроксид кальция действительно ионный - и содержит простые ионы гидроксида, OH - . Они реагируют с ионами водорода из кислоты с образованием воды - и поэтому гидроксид реагирует с кислотами.

Однако не существует эквивалента нейтральному комплексу.Добавление большего количества гидроксид-ионов из основания не имеет никакого эффекта, потому что им не с чем взаимодействовать.

.

Гидроксид бериллия (Be (OH) 2) | 13327-32-7 - Guidechem

NTP 10-й отчет по канцерогенам. Обзор рака IARC: Группа 1 IMEMDT Монографии IARC по оценке канцерогенного риска химических веществ для человека. 58 (1993), стр. 41. (Всемирная организация здравоохранения, Международное агентство по изучению рака, Лион, Франция .:) (Отдельные копии можно заказать в Центре публикаций ВОЗ США, 49 Sheridan Avenue, Albany, NY 12210); Достаточные доказательства для человека IMEMDT Монографии МАИР по оценке канцерогенного риска химических веществ для человека.58 (1993), стр. 41. (Всемирная организация здравоохранения, Международное агентство по изучению рака, Лион, Франция .:) (Отдельные копии можно заказать в Центре публикаций ВОЗ США, 49 Sheridan Avenue, Albany, NY 12210); Достаточные доказательства для животных IMEMDT Монографии МАИР по оценке канцерогенного риска химических веществ для человека. 1 (1972), стр. 17. (Всемирная организация здравоохранения, Международное агентство по изучению рака, Лион, Франция .:) (Единичные копии можно заказать в Центре публикаций ВОЗ в США, 49 Sheridan Avenue, Albany, NY 12210); Достаточные доказательства для животных IMEMDT Монографии МАИР по оценке канцерогенного риска химических веществ для человека.23 (1980), стр. 143. (Всемирная организация здравоохранения, Международное агентство по изучению рака, Лион, Франция .:) (Единичные копии можно заказать в Публикационном центре ВОЗ США, 49 Sheridan Avenue, Albany, NY 12210); Достаточные доказательства для животных IMEMDT Монографии МАИР по оценке канцерогенного риска химических веществ для человека. 58 (1993), стр. 41. (Всемирная организация здравоохранения, Международное агентство по изучению рака, Лион, Франция .:) (Единичные копии можно заказать в Публикационном центре ВОЗ США, 49 Sheridan Avenue, Albany, NY 12210).Бериллий и его соединения находятся в Списке права на информацию сообщества. Отмечено в реестре EPA TSCA.

.

Смотрите также