ബെറിലിയം

ബെറിലിയം ആൽക്കലൈൻ ലോഹങ്ങളുടെ കുടുംബത്തിൽപ്പെട്ട മൂലകമാണ്. ചാരനിറത്തിലുള്ളതും ശക്തവും ഭാരക്കുറവുള്ളതും പൊട്ടുന്നതുമായ (brittle) ഒരു ആൽക്കലൈൻ ലോഹമാണിത്. ലോഹസങ്കരങ്ങളുടെ കടുപ്പം വർദ്ധിക്കുന്നതിനുള്ള ഉപാധിയായാണ് ഇതിന്റെ പ്രധാന ഉപയോഗം. ബെറിലിയം കോപ്പർ ഇത്തരം ഒരു സങ്കരമാണ്.

Beryllium, ₀₀Be

Beryllium
Pronunciation	/bəˈrɪliəm/ ​(bə-RIL-ee-əm)
Appearance	white-gray metallic
Standard atomic weight Ar°(Be)
	9.0121831±0.0000005 9.0122±0.0001 (abridged)
Beryllium in the periodic table
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson – ↑ Be ↓ Mg lithium ← beryllium → boron
Group	group 2 (alkaline earth metals)
Period	period 2
Block	s-block
Electron configuration	[He] 2s2
Electrons per shell	2, 2
Physical properties
Phase at STP	Be-wl: solid
Melting point	1560 K ​(1287 °C, ​2349 °F)
Boiling point	2742 K ​(2469 °C, ​4476 °F)
Density (near r.t.)	1.85 g/cm3
when liquid (at m.p.)	1.690 g/cm3
Critical point	5205 K,  MPa (extrapolated)
Heat of fusion	12.2 kJ/mol
Heat of vaporization	292 kJ/mol
Molar heat capacity	16.443 J/(mol·K)
Vapor pressure P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 1462 1608 1791 2023 2327 2742
Atomic properties
Oxidation states	ഫലകം:Element-symbol-to-oxidation-state-entry
Electronegativity	Pauling scale: 1.57
Ionization energies	1st: 899.5 kJ/mol 2nd: 1757.1 kJ/mol 3rd: 14,848.7 kJ/mol (more)
Atomic radius	empirical: 112 pm
Covalent radius	96±3 pm
Van der Waals radius	153 pm
Spectral lines of beryllium
Other properties
Natural occurrence	primordial
Crystal structure	​hexagonal close-packed (hcp)
Thermal expansion	11.3 µm/(m⋅K) (at 25 °C)
Thermal conductivity	200 W/(m⋅K)
Electrical resistivity	36 nΩ⋅m (at 20 °C)
Magnetic ordering	diamagnetic
Molar magnetic susceptibility	−9.0·10−6 cm3/mol
Young's modulus	287 GPa
Shear modulus	132 GPa
Bulk modulus	130 GPa
Speed of sound thin rod	12,890 m/s (at r.t.)
Poisson ratio	0.032
Mohs hardness	5.5
Vickers hardness	1670 MPa
Brinell hardness	590–1320 MPa
CAS Number	7440-41-7
History
Discovery	Louis Nicolas Vauquelin (1798)
First isolation	Friedrich Wöhler & Antoine Bussy (1828)
Isotopes of beryllium

ഗുണങ്ങൾ

ഇതിന്റെ അണുസംഖ്യ 4-ഉം, പ്രതീകം Be-ഉം, സംയോജകത 2-ഉം ആണ്. മറ്റു കനം കുറഞ്ഞ ലോഹങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് ഇതിന്റെ ദ്രവണാങ്കം വളരെ കൂടുതലാണ്. ഇലാസ്തികത ഇരുമ്പിനെ അപേക്ഷിച്ച് മൂന്നിലൊന്ന് കൂടുതലാണ്. ബെറിലിയം നല്ല ഒരു താപചാലകമാണ് , കാന്തികഗുണങ്ങൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നുമില്ല. നൈട്രിക് അമ്ലത്തിനെ വരെ ചെറുത്തു നിൽക്കാനുള്ള കഴിവ് ഇതിനുണ്ട്. എക്സ് രശ്മികൾ ഇതിലൂടെ തടസമില്ലാതെ പ്രവഹിക്കുന്നു. റേഡിയം, പൊളോണിയം തുടങ്ങിയ മൂലകങ്ങളിലെന്ന പോലെ, ആൽഫാ കണങ്ങൾ ഇതിൽ പതിച്ചാൽ ന്യൂട്രോണുകളെ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു. ഒരു ദശലക്ഷം ആൽഫാകണങ്ങൾക്ക് 30 ന്യൂട്രോണുകൾ എന്ന കണക്കിനാണ് ഈ ഉത്സർജ്ജനം. അന്തരീക്ഷവായുവിൽ നിന്നുമുള്ള ഓക്സീകരണം സാധാരണ താപ മർദ്ദ നിലയിൽ ഇത് ചെറുക്കുന്നു. ശബ്ദത്തിന്റെ വേഗത മറ്റെല്ലാ മൂലകങ്ങളിലും വച്ച് ഏറ്റവും അധികം ബെറിലിയത്തിലാണ്. 12500 മീറ്റർ പ്രതി സെക്കന്റ് ആണ് ബെറിലിയത്തിലൂടെയുള്ള ശബ്ദത്തിന്റെ വേഗത.

ചരിത്രം

ബെറിലിയത്തിന്റെ അയിര്

ബെറിലിയം എന്ന നാമം ഗ്രീക്ക് ഭാഷയിലെ ബെറില്ലോസ്, ബെറിൽ എന്നീ പദങ്ങളിൽ നിന്നുമാണ് ഉണ്ടായത്. പ്രാകൃത, ദ്രാവിഡഭാഷകളിൽ നിന്നുമാണ് ഇതിന്റെ മൂലം എന്നും കരുതുന്നു. ഇതിനെ ലവണങ്ങളുടെ മധുരരസം മൂലം ഇതിന്റെ ഗ്ലുസിനിയം (ഗ്രീക്കു ഭാഷയിലെ മധുരം എന്നർത്ഥമുള്ള ഗ്ലൈക്കിസ് എന്ന പദത്തിൽ നിന്നും) എന്നായിരുന്നു മുൻപ് വിളിച്ചിരുന്നത്. 1798-ൽ ലൂയിസ് വാക്വെലിൻ ആണ് ഓക്സൈഡ് രൂപത്തിൽ ഇത് ആദ്യമായി കണ്ടെത്തിയത്. പൊട്ടാസ്യവും ബെറിലിയം ക്ലോറൈഡും തമ്മിൽ പ്രതിപ്രവർത്തിപ്പിച്ച് 1828-ൽ ഫ്രൈഡ്രിക് വോളറും എ.എ. ബസ്സിയും (ഇരുവരും സ്വതന്ത്രമായിത്തന്നെ) ബെറിലിയം വേർതിരിച്ചെടുത്തു.

ലഭ്യത

മരതകം

ലോകത്ത് അറിയപ്പെടുന്ന ഏകദേശം 4000 ധാതുക്കളിൽ 100 എണ്ണത്തിലും ബെറിലിയം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ബെർട്രാൻഡൈറ്റ് (Be₄Si₂O₇(OH)₂), ബെറിൽ (Al₂Be₃Si₆O₁₈), ക്രൈസോബെറിൽ(Al₂BeO₄), ഫെനാകൈറ്റ് (Be₂SiO4) എന്നിവയാണ് ഇതിൽ പ്രധാനപ്പെട്ടവ. ബെറിലിന്റെ ശുദ്ധമായ രൂപമാണ് അക്വാമറൈൻ, മരതകം എന്നീ രത്നങ്ങൾ.

ബെറിലിയത്തിന്റെ വ്യാവസായിക സ്രോതസ്സ് ബെറിലും ബെർട്രാൻഡൈറ്റുമാണ്. 1957 വരെ ഇത് വ്യാവസായികമായി ലഭ്യമല്ലായിരുന്നു. ഇന്ന് ഇതിന്റെ ഉൽപ്പാദനം ബെറിലിയം ഫ്ലൂറൈഡും മഗ്നീഷ്യവുമായുള്ള നിരോക്സീകരണപ്രവർത്തനം വഴിയാണ് നടത്തുന്നത്.

BeF₂ + Mg → MgF₂ + Be

ഉപയോഗങ്ങൾ

സമചതുരാകൃതിയിലുള്ള ബെറിലിയത്തിന്റെ പാളി ഉരുക്കു ചട്ടയിൽ പിടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇത് ഒരു എക്സ്-കിരണ സൂക്ഷ്മദർശിനിയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനാണ്. ബെറിലിയം എക്സ്-കിരണങ്ങൾക്കൊഴികെ മറ്റു തരംഗങ്ങൾക്ക് അതാര്യമാണ്.

• ലോഹസങ്കരങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് - 2.5% ബെറിലിയം ചേർത്താണ് ബെറിലിയം-കോപ്പർ ഉണ്ടാ‍ക്കുന്നത്. കൂടിയ താപ, വൈദ്യുത ചാലകത, കടുപ്പം, ബലം, കുറഞ്ഞ ഭാരം, കാന്തികത ഇല്ലായ്മ, തുരുമ്പെടുക്കാതിരിക്കുക എന്നീ ഗുണങ്ങൾ മൂലം ഈ സങ്കരം സ്പോട്ട് വെൽഡിങിനു വേണ്ട ഇലക്ട്രോഡുകൾ, സ്പ്രിങ്ങുകൾ, പണി ഉപകരണങ്ങൾ, വൈദ്യുത ബന്ധങ്ങൾ എന്നിവയുടെ നിർമ്മാണം പോലെയുള്ള വിവിധ വ്യാവസായിക ആവശ്യങ്ങൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• ഇതിന്റെ കടുപ്പവും കുറഞ്ഞ ഭാരവും ഉയർന്ന താപനില താങ്ങാനുള്ള കഴിവും, പ്രതിരോധ, വ്യോമയാന മേഖലകളിൽ വേഗതയേറിയ വിമാനങ്ങൾ, മിസൈലുകൾ, ശൂന്യാകാശവാഹനങ്ങൾ, വാർത്താവിനിമയ ഉപഗ്രഹങ്ങൾ എന്നിവയുടെ നിർമ്മാണപ്രവർത്തനങ്ങൾക്കുപയുക്തമാക്കുന്നു.
• എക്സ് കിരണങ്ങളുടെ നിരീക്ഷണത്തിന് ബെറിലിയത്തിന്റെ വളരെ കട്ടികുറഞ്ഞ പാളി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ബെറിലിയം ദൃശ്യപ്രകാശത്തിന് അതാര്യവും എക്സ് കിരണങ്ങൾക്ക് സുതാര്യവുമാണ്.
• പ്രത്യേകതരത്തിലുള്ള അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിന് പി-ടൈപ് ഡോപന്റ് ആയി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• എക്സ്-റേ ലിത്തോഗ്രഫിയിൽ മൈക്രോസ്കോപ്പിക് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളുടെ പുനർനിർമ്മാണത്തിന് ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• വിദൂരവിനിമയ മേഖലയിൽ ശക്തിയേറിയ മൈക്രോവേവ് ട്രാൻസ്മിറ്ററുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഉയർന്ന കാന്തികതയുള്ള ക്ലിസ്ട്രോണുകളെ ക്രമീകരിക്കുന്നതിന് ബെറിലിയം കൊണ്ടുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• ന്യൂട്രോണുകളെ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നത് കുറവായതിനാൽ ആണവ റിയാക്റ്ററുകളിൽ റിഫ്ലെക്റ്റർ ആയും മോഡറേറ്ററായും ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• മേൽപ്പറഞ്ഞ കാരണം കൊണ്ടുതന്നെ ആണ്വായുധങ്ങളിലും ഈ ലോഹം ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• ഗൈറോസ്കോപ്പുകൾ, വിവിധതരം കമ്പ്യൂട്ടർ ഘടകങ്ങൾ, ഘടികാര സ്പ്രിങ്ങുകൾ, എന്നിങ്ങനെ കനംകുറഞ്ഞതും, കടുപ്പം, കൃത്യത എന്നിവ കൂടിയതുമായ ഉപകരണങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിന്.
• കൂടിയ താപ ചാലകത, ബലം, കടുപ്പം മുതലായ ഗുണങ്ങൾ ആവശ്യമുള്ള ഉപയോഗങ്ങൾക്ക് ബെറിലിയം ഓക്സൈഡ് എന്ന ബെറിലിയം സംയുക്തം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇതിന്റെ ദ്രവണാങ്കവും ഉയർന്നതാണെന്നതും മറ്റു താപചാലകങ്ങളിൽ നിന്നും വിപരീതമായി ഇത് ഒരു വൈദ്യുത അചാലകമാണെന്നതുമാണ് പ്രധാന പ്രത്യേകതകൾ.
• മുൻ‌കാലങ്ങളിൽ ബെറിലിയം സംയുക്തങ്ങൾ ഫ്ലൂറസെന്റ് വിളക്കുകളുടെ നിർമ്മാണത്തിനായി ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. ഇത്തരം വ്യവസായമേഖലയിലെ തൊഴിലാളികളിൽ കണ്ടു വന്നിരുന്ന ബെറിലിയോസിസ് എന്ന അസുഖം മൂലമാണ് ഇതിന്റെ ഉപയോഗം നിർത്തിയത്.
• ശൂന്യാകാശവാഹനങ്ങളുടെ നിർമ്മാണം, ശൂന്യാകാശ ദൂരദർശിനികളിലെ ദർപ്പണങ്ങളുടെ നിർമ്മാണം എന്നീ മേഖലകളിലും ബെറിലിയം കൂടുതലായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ആരോഗ്യപ്രശ്നങ്ങൾ

• ബെറിലിയവും അതിന്റെ ലവണങ്ങളും വിഷവസ്തുക്കളും അർബുദ‍ജന്യവുമാണ്.
• ബെറിലിയോസിസ് ബെറിലിയം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഒരു ശ്വാസകോശരോഗമാണ്. ബെറിലിയം മൂലമുള്ള രോഗങ്ങൾ 1933-ൽ യുറോപ്പിലും 1943-ൽ ഐക്യനാടുകളിലുമാണ് ആദ്യമായി രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുള്ളത്.

അമേരിക്കയിലെ മസ്സാച്ചുസെറ്റ്സിലെ ഫ്ലൂറസെന്റ് വിളക്കുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്ന വ്യവസായശാലകളിലെ തൊഴിലാളികളിൽ 1946-ലാണ് ബെറിലിയോസിസ് ആദ്യമായി കണ്ടെത്തിയത്. സാർ‌‍യ്‌ഡോസിസ് രോഗവുമായി ഏറെ സാമ്യമുള്ള രോഗലക്ഷണങ്ങളാണ് ബെറിലിയോസിസിനുമുള്ളത്. അതിനാ‍ൽ രോഗനിർണയം അൽപ്പം ബുദ്ധിമുട്ടേറിയതാണ്.

ഇക്കാരണം കൊണ്ട് ഫ്ലൂറസെന്റ് വിളക്കുകളുടെ നിർമ്മാണരംഗത്തുനിന്ന്` ബെറിലിയത്തെ 1949 മുതൽ പൂർണമായി ഒഴിവാക്കി. എങ്കിലും ആണവോർജ്ജം, ശൂന്യാകാശം, ബെറിലിയം ഉൽപ്പാദനം, ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണ നിർമ്മാണം എന്നീ മേഖലകളിലുള്ള ഇതിന്റെ ഉപയോഗം ആരോഗ്യപ്രശ്നങ്ങൾക്ക് ഹേതുവാണ്.

മുൻ‌കാലങ്ങളിലെ ഗവേഷകർ ബെറിലിയത്തിന്റെ സംയുക്തങ്ങളെ രുചിച്ചു മധുരം നോക്കിയാണ്, ഇതിന്റെ സാന്നിധ്യം മനസ്സിലാക്കിയിരുന്നത്. ഇക്കാലത്ത് ബെറിലിയത്തെ തിരിച്ചറിയാൻ പ്രത്യേക ഉപകരണങ്ങളാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. കൂടാതെ ഇതിനെ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിൽ ആളുകൾ വളരെ ശ്രദ്ധ ചെലുത്താറുണ്ട്. എന്തെന്നാൽ ഇതിന്റെ പൊടി പോലും ശ്വാസകോശാർബുദം ഉണ്ടാകുന്നതിന് കാരണമാണ്.

മൂലകങ്ങളുടെ ആവർത്തനപ്പട്ടിക

H

He

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

La

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Fr

Ra

Ac

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Cn

Nh

Fl

Mc

Lv

Ts

Og

ക്ഷാരലോഹങ്ങൾ

ക്ഷാരീയമൃത്തികാലോഹങ്ങൾ

ലാന്തനൈഡുകൾ

ആക്റ്റിനൈഡുകൾ

സംക്രമണ ലോഹങ്ങൾ

മറ്റു ലോഹങ്ങൾ

അർദ്ധലോഹങ്ങൾ

അലോഹങ്ങൾ

ഹാലൊജനുകൾ

ഉൽകൃഷ്ട വാതകങ്ങൾ

രാസസ്വഭാവം കൃത്യമായി മനസ്സിലാക്കാൻ പറ്റിയിട്ടില്ലാത്ത മൂലകങ്ങൾ