Берилій
Ковалентної зв’язок між аніоном і атомом амфотерного элемен; Закінчуючи характеристику окремих властивостей берилію, без. Властивостей берилію можуть бути зроблені такі предваритель; Цьому особливості поведениЯ берилію у процесах кристаллиза; Халькофильности. Головну роль серед мінералів грають силика; Структура атома берилію 1s 2s. На зовнішньої оболчке він имеет. Ных процесах мусковитизации і… Читати ще >
Берилій (реферат, курсова, диплом, контрольна)
Сполуки берилію як коштовного каміння були из;
вестны ще давнини. З давніх-давен люди шукали і разраба;
тывали родовища аквамаринів, смарагдів і берилів. Есть.
свідчення, що ще у період Єгипетських фараонов.
разрабатывавлись смарагдові копальні в Аравійської пустыни.
Однак у кінці 18 століття хіміки запідозрили, що у бер;
риллах є якась новий невідома елемент. У 1798 году.
французький хімік Воклен виділив із берилла окис «La terree.
du beril ", відрізнялася від окису алюмінію. Ця окис прида;
валу солей солодкий смак, не утворювала квасцов, растворя;
лася в розчині карбонату амонію і осаджувалася оксалатом.
чи тартратом калію. Металевий берилій уперше по;
лучен в 1828 року відомим німецьким ученим Велером і однов;
ременно французким ученным Блюссеном, який одержав поро;
шок металевого берилію востановлением хлористого берил;
лія металическим калием.
Промислове отримання берилію почалося лише у 20-х.
роках нашого століття. До сорокових років масштаби произ;
водства застосування берилію були великі. Проте якщо з отк;
рытием властивостей берилію, що зумовили його використання в.
атомної енергетики попит нею сильно зріс. Що у свою.
чергу призвела до розвитку дослідницьких и.
геолого-розвідувальних робіт у цій области.
1. Хімічні і химико-физические свойства.
бериллия.
Берилій (Be) — має атомний номер 4 і атомний вес.
9.0122. Він перебуває у другому періоді періодичної системы.
і очолює головну підгрупу 2 групи, у якому также.
входять магній, кальцій, стронцій, барій і радій. Электронная.
структура атома берилію 1s 2s. На зовнішньої оболчке він имеет.
два електрона, що притаманним елементів этой.
групи. Електронна структура зовнішньої оболонки іона каждого.
з цих елементів з зарядом +2 відповідає электронной.
структурі інертного газу з атомним номером на дві единицы.
менше номери аналізованого елемента. Берилій вещество.
сіро-сталевого кольору; при кімнатної температурі металличес;
київ берилій має щільно упаковану гексагональную решет;
ку, таку решітці магния.
Атомний (металевий) радіус берилію дорівнює 1.13 А.
Збільшення і заряду ядра при сохраненнии конфигурации.
електронних оболонок є причиною різкого уменьшения.
атомного і іонного радіусів берилію проти соседним.
літієм. Після відриву валентных електронів атом берилію об;
роззує іон типу шляхетних газів, й має, подібно литию,.
всього одну електронну оболонку, але характеризується значи;
тельно меншими розмірами і компактністю. Істинний ионный.
радіус берилію — 0,34 А є найменшим серед металлов.
Потенціали іонізації у берилію рівні (відповідно для.
першого, другого, третього і четвертого електронів) I1−9,28;
I2−18,12; I3−153,1; I4−216,6 еВ. На кривою потенціалів иона;
зации берилій займає одне з чільних місць. Останнє со;
— 2 ;
ответсвует його малому радіусу і характеризує берилій как.
елемент особливо охоче який чи свої електрони, що в.
першу чергу виявляє міру хімічної активності эле;
мента. Той самий чинник має вирішальне значення в образование.
тієї чи іншої типу хімічного зв’язку при з'єднання бериллия.
коїться з іншими елементами. З погляду электроотрицательности.
берилій поруч із алюмінієм може расматриваться як типич;
ный перехідний елемент між электроположительными атомами.
металів, легко віддають свої електрони, і типовими комп;
лексообразователями, мають тенденцію до утворення кова;
лентной связи.
У нейтральних розчинах гидроокилы берилію дисоциируют.
по схеме:
2+ _ + 2;
Be + OH = Be (OH) = H BeO = 2H + [BeO ].
2 2 2 2.
У лужних розчинах, містять атоми лужних элемен;
тов, здійснюється можливість виникнення більш прочной.
ковалентної зв’язок між аніоном і атомом амфотерного элемен;
та. Відбувається освіту комплексу, міцність якого в.
першу чергу визначається концентрацією елементів з низким.
значенням электроотрицательности, тобто лугів. Бериллий.
цих умовах поводиться як комплексообразователь.
У кислих розчинах, що характеризуються високої концентра;
цией водневого іона, елементи з низьким значення электроот;
рицательности, подібні бериллию, можуть перебуває у форме.
вільних, позитивно заряджених іонів, тобто. є ка;
тионами.
Властивості основности елемента, як відомо характеризу;
ются також велечиной ионого потенціалу w/r, выражающего.
енергію силовим полем іона. Як слід було очікувати, малень;
київ іон берилію відрізняється великою ионого потен;
циала, рівної 5,88.
Отже, характером своїх хімічних свойств,.
повністю визначених особливостями будівлі електронних обо;
лочек атома, берилій належить до типовим амфотерным эле;
ментам.
Металевий берилій розчиняється в соляної і разбав;
ленній азотної кислоті, соціальній та водних розчинах гидрооки;
цей натрію і калію із водню й утворенням бе;
риллатов з загальної формулою М Ве О.
Найцікавіше з погляду можливої точки зрения.
можливої роль природних процесах представляють галоидные.
і карбонатні сполуки. Фтористий і хлористий бериллий.
є стійкі сполуки, дуже добре раст;
воримые у питній воді. Обидва вони широко легкоплавки (температура плавления.
фтористого берилію 577, хлористого берилію 405) і относи;
тельно легко сублимируются. У той самий час нейтральний карбо;
нат берилію майже нерозчинимо у воді й є дуже неп;
рочным соединением.
У слабко лужної і кислої середовищі у присутності определен;
ного кількості электроположительных атомів лужних метал;
лови притаманним берилію є освіту комплек;
сов типа:
— 3 ;
У цьому все комплекси берилію є малопрочными.
сполуками, що потенційно можуть існувати лише у определен;
ных інтервалах лужності растворов.
У такий спосіб підставі загального огляду химических.
властивостей берилію можуть бути зроблені такі предваритель;
ные висновки, що характеризують можливу роль різних соеди;
нений берилію в геохимической історію цього роду элемента.
1) за умов істотно кислої середовища при низькою кон;
центрации в розчинах электроположительных атомів щелочей.
берилій, найімовірніше, може мігрувати у вигляді прек;
расно розчинних і легко-летучих галоидных сполук ;
фторидів і хлоридов;
2) в слабокислой і лужної середовищах у присутності дроста;
точного кількості электроположительных атомів лугів миг;
рація берилію може здійснюватися у формі разлчных комп;
лексных бериллатов, які мають різну стійкість в заваи;
симости від характеру среды;
3) істотно лужне середовище деяких випадках также.
може призвести до міграції берилію у вигляді бериллатов.
чи карбонатбериллатов, легко зруйнованих при понижении.
лужності раствора;
4) міграція розчинних у питній воді сполук берилію может.
здійснюватися як і істинних, і у надкритических раст;
злодіїв, оскільки сполуки, розчинні в рідкої воді, лег;
до розчиняються й у надкритической фазі води, даючи ненасы;
щенные такими сполуками растворы;
Закінчуючи характеристику окремих властивостей берилію, без.
уважного аналізу яких навряд чи возжможно правильно.
його минералогию і зрозуміти особливості поведінки в.
природних процесах, слід зазначити, що властивості мно;
гих сполук берилію, цікавих в геохимическом отноше;
нді, вивчені цілком недостаточно.
2. Поширення і мінералогія бериллия.
Берилій попри малий іонний номер належить до ред;
кім елементам. Зміст їх у земної корі оцінюється в.
настящее період від 6*10^-4 до 2*10^-4. Таку малу распрост;
раненность Ве пояснюють її спроможністю взаємодіяти с.
протонами і нейтронами високих енергії. На користь цього объ;
яснения свідчить те, що берилію мало — в атмосфере.
сонця і зірок, а міжзоряному просторі, де условия.
для ядерних реакції несприятливі його кількість різко воз;
стане. Але поруч із процесом безперервного розпаду його ато;
мов, також у результаті численних ядерних реакциим идет.
процес новоутворення його изотопов.
.
— 4 ;
Берилій має сенс тільки один стійкий ізотоп, але кроме.
нього також відомі ізотопи з безліччю 7,8,9,10.
Ізотопи берилію Таблиця 1.
???
? Ізотопи? Маса? Період ?
?? ? піврозпаду ?
???
? Ве- 7? 7.0192? 52.9 дня ?
? Ве- 8? 8.0078? < 5*10^-14 сек ?>
? Ве- 9? 9.0150? стабільний ?
? Ве- 10? 10.0168? 2.7*106 років ?
???
Зміст ізотопів берилію в метероритах потверждают.
гіпотезу космічної дефіцитності берилію. Однак у отдельных.
метеоритах відзначається зміст берилію близький до его.
середньому змісту в земної коре.
Для виведення середнього змісту берилію в земної коре.
був використано дуже багато середніх объединенных.
проб систематично відібраних з різних магматическим мас;
сивам. На підставу цих даних був вирахувано кларк бериллия,.
який виявився дорівнює 3.5* 10^-4.
При формування земної кори берилій переймався в.
залишкової магмі у її затвердіння. Таке концент;
рирование в залишкових магматичних породах має большое.
значення, оскільки завдяки йому елемент виявляється более.
доступним, ніж було б очікувати враховуючи його малую.
поширеність в земної коре.
У природі мінерали берилію утворюються у дуже различ;
ных умовах, будучи присутніми переважають у всіх типах мінеральних месторож;
дений, крім власне магматичних. У цьому на;
ибольшее число бериллиевых мінералів відомо в пегматитах.
Нині у природі відомо 40 мінералів берил;
лія, вивчених здебільшого цілком недостаточно.
Переважна більшість бериллиевых мінералів є ред;
кими або дуже рідкісними і відомі є лише одна чи двох мес;
торождениях земної кулі. Розподіл бериллиевых минера;
вилов за класами хімічних сполук дуже нерівномірно и.
визначається литофильностью його атома за повної отсутствии.
халькофильности. Головну роль серед мінералів грають силика;
ти 65% від загальної кількості мінералів, менше значення имеют.
окисли і фосфати. Сульфіди серед мінералів берилію отсутс;
вуют повністю, що підкреслює литофильность цього элемен;
та.
.
— 5 ;
Розподіл бериллиевых минералов.
за класами Таблиця 2.
???
? Класи? Типові? У? % від общ ?
?? представники? мінер? числа ?
???
? Окисли? Хризоберил? 3? 7.5 ?
? Силікати? Гельвин, Даналит? 26? 65.0 ?
?? Берил, Фенакит? ? ?
?? Гадолинит? ? ?
? Бораты? Родицит? 2? 5.0 ?
? Антимонаты? Сведенборгит? 1? 2.5 ?
? Фосфати? Бериллонит? 7? 17.5 ?
? Карбонаты? Бериллийтенгерит? 1? 2.5 ?
???
3. Геохімія бериллия.
У геохімічних процесах берилій поводиться як типич;
але литофильный елемент. За класифікацією Перельмана бериллий.
належить до слабко мигрирующим элементам.
Зміст берилію в гірських породах Таблиця 2.
???
? Найменування породи? Зміст Ве ?
?? 10-4 ?
???
? Ультраосновные породи? Менш 0,2 ?
? Габбро-нориты? Менш 0,2 ?
? Габро? 0,3 ?
? Середні породи? 0,8 — 0,9 ?
? Кислі породи? 1 — 32 (порівн 5) ?
? Лужні породи? 5 — 20 (порівн 7) ?
???
При розгляд поширення берилію в магматичес;
ких гірських породах, треба сказати, що берилій не накап;
ливается над ультроосновных, над основних магмах, присутс;
твую у яких в багато разів менших кількостях, ніж його среднее.
кларк в земної коре.
Отже геохимическая історія берилію в земной.
корі повністю пов’язані з історією освіти кислих і щелоч;
ных магм, заключающих у собі понад 95% атомів берилію. При.
цьому особливості поведениЯ берилію у процесах кристаллиза;
ции кислих і лужних магм визначаються першу чергу ге;
охимической специфікою цих істотно відмінних друг от.
друга процессов.
Незначна зміст берилію в гранітному розплаві иск;
лючает можливість освіту індивідуалізованих берил;
лиевых мінералів. У той самий час отсутсвие в розплаві высоко;
валентных катионів, які б компенсувати вхожде;
ние берилію в кристалическую грати силікатів, затрудняет.
і обмежує захоплення берилію породообразующими минералами.
гранітів. Отже, обмежений розсіювання берилію в.
продуктах головною фази кристалізації гранітній магми приво;
— 6 ;
дит для її нагромадженню продукти кінцевої стадії кристалли;
зации. Особливо різке, стрибкоподібне збагачення поздних.
магматичних продуктів бериллием, очевидно, відбувається в.
процесі кристализации кварцу гранітів, мало при;
нимающего берилію на свій грати. З цією процесом связано.
поява на пізніх стадіях формування гранитнов распла;
ввв, еманації і розчинів, в різної стадії обогащенной.
бериллием. Подальша доля цих утворень, определяю;
щаяся загальними закономірностями становлення конкретного магма;
тического вогнища і геохимической спецификацией, вкрай разно;
образна.
Сліди їхньої діяльності ми бачимо широко распространне;
ных процесах мусковитизации і грейзенизации гранітів, когда.
у процесі зміни гранітів концентрації берилію возрас;
тане вдвічі проти кількістю в биотитовых и.
інших гарнитов, не порушених процесом мусковитизации.
Найяскравіше ці процеси протікають у процесі образова;
ния постматических родовищ берилію, що призводять до об;
разованию родовищ містять багато тисяч тонн этого.
елемента. Найвищу можливе содержаниме берилію, присутс;
вующего як изоморфной домішки в мінералах гранитов.
може становити 15−20 *10^-4%.
Кілька підвищену розсіювання берилію спостерігається в.
гранітах з підвищеним зміст рідкісних земель.
Зупиняючись на особливості поведінки берилію в ще;
лочгых магмах слід підкреслити такі чинники, вли;
яющие долю берилію у тих процессах:
1) високий кларк рідкісних земель.
2) тривале участь высоковалентных катионів в процес;
сах минералообразования.
3) підвищена лужність среды.
Наведені фактори полегшують изоморфный захоплення берилію в.
процесі кристализации породообразующих елементів, препятс;
вуя концентрації берилію. Незважаючи, істотно более.
високий вміст берилію порівняно з середнім кларком.
літосфери, найбільш типовою особливістю її поведінки в.
лужних породах є рассеяние.
Поява концентрації берилію в лужних породах можно.
очікувати у процесі перерозподілу берилію у процесі ши;
рокомасштабной альбитизации порід, містять підвищену ко;
личество бериллия.
Геохимическая історія берилію в пегматитовом процессе.
може бути яскравим прикладом послемагматической концентраци;
їй рассеяного элемента.
Накапливась з розвитком пегматитового процесу после.
формування зон графічного і среднезернистого пегматита,.
і виділення великих мономинеральных блоків микроклин-перти;
тов, берилій концентрується в залишкових збагачених лету;
чими порцій пегматитового расплава-раствора. Нарешті оп;
ределенный момент, зазвичай відповідальний закінчення формирования.
великих мономинеральных блоків, за умов сильного пересы;
щения кремнієм, накопичення натрію і летючих компонентів нач;
инается формування головного бериллиевого мінералу гранит;
ных пегматитов — берилла, триваючого на стадії пневмато;
— 7 ;
лито-гидротермальных замещений.
У період формування пегматитов особливості концентра;
ции і міграції берилію тісно пов’язані з поведінкою летучих.
складових частин пегматитового расплава-раствора. Подобная.
зв’язок чітко виявляється в освіту найвищих кон;
центраций бериллиевых мінералів, у апікальних ділянках пегма;
титовых тел.
У обстановці відносно високій концентрації щелочей,.
властивій аналізованого періоду формування пегма;
титов, соціальній та присутності галоидов і вуглекислоти, играю;
щих роль активних экстракторов-минерализаторов, перенесення бе;
риллия здійснено у формі рухливих комплексних соедине;
ний типу хлорбериллатов, фторбериллатов і карбонат берилла;
тов целочных металів мігруючих у процесі формирование.
пегматита в надкритических, а пізніше у водних розчинах в.
центральні частини пегматитовых тіл й у верхнии горизонты.
пегматитовой инъекции.
Отже, при перенесення берилію у вигляді мобильных.
комплексних галоидных чи карбонатних сполук з щелочными.
металами випадання берилію в тверду фазу як бериллие;
вых мінералів можна подати як складного процесу распада.
рухливих сполук берилію і зв’язування їх у формі труд;
але розчинних силикатах берилію і алюмінію. Вирішальне зна;
чение, очевидно, має зміна режиму кислотно-щелоч;
ности розчинів у бік зростання рН, і навіть появления.
рідкої фази М Про, легко що викликає гідроліз таких непрочных.
сполук, як хлорбериллаты та інших. Роль осадителя бериллия.
теж відіграє фосфор, утворюючий з бериллием ряд стійких в.
звичайних гидротермальных умовах минералов.
У скарнах висока концентрація фтору, при сравнительно.
низькою концентрації лугів призводить до переносу берилію в.
вигляді фторидів і фторбериллатов. У цьому важливого значення в.
зменшення міграційної здібності берилію має увеличе;
ние значення pH минералообразующего розчину, происходящее.
під впливом зв’язування атомів фтору кальцієм які вміщали по;
род.
Геохимическая історія берилію в мезоі эпитермальном.
процесі вивчена слабко, проте наявність концентрації берил;
лія, пов’язаних із порівняно низькотемпературними карбонат;
ными жилами, і навіть присутність бериллиеввых мінералів в.
жилах альпійського типу говорить про досить широкому диапазо;
на її міграції в гидротермальных условиях.
У жильних утвореннях, формування яких происходило.
в обстновке високої концентрації карбонат іона, перенесення бе;
риллия здійснювався в карбонатної форме.
Особливості міграції берилію у сфері гипергенеза изу;
чены ще досить. У цьому треба сказати той факт,.
більшість бериллиевых мінералів, мають значительное.
поширення, дуже стійко стосовно агентам хи;
мического вивітрювання. Всі ці мінерали у процесі выветри;
вания содержщих їх порід піддаються переважно механичес;
кому руйнації, рассеяваясь у процесі ерозії з обломочным.
матеріалом. Незначний питому вагу мінералів бериллия.
перешкоджає освіті россыпных родовищ бериллия.
У бокситах відзначається незначне збільшення концент;
рації берилію, як цього можна було б очікувати, учитывая.
подібність берилію і алюминия.
У глинах у зв’язку з високим іонним потенціалом бериллия.