Son Haberler

Berilyum Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

-
Eylül 14, 2022
Berilyum Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

Berilyum, 1950’li senelere kadar “glusinyum” olarak öğrenilen bir elementtir. Elastik, hafif ve sert olan berilyum, tatlı ancak zehirli bir metaldir.

Berilyum Nedir? Özellikleri, Kullanımı

Berilyum, dünyada ender bulunan elementlerdendir. Elde edilmesi pahalı olan berilyumun kullanım alanları da hudutlu. Alüminyum ile eş kimyevi özellikler gösteren berilyum, atom fiziğinin büyümesinde ehemmiyetli bir rol oynamıştır. Nükleer teknolojide kullanılan ehemmiyetli bir elementtir. Pahalı olması nedeniyle genellikle bazı alaşım ve bileşiklerle beraber kullanılıyor. İmali de hudutlu rakamdaki ülkede yapılan ve adı pek dinlenmeyen berilyum, ehemmiyetli mahsullerde kritik misyonlar üstlenir.

Tarihçe

Berilyumun keşfedilmesi 18. asrın sonlarına doğru asıllaşıyor. Fransız kimyacı Louis-Nicolas Vaquelin, 1798 senesinde beril ve zümrüt kristalleri arasında oksit halde berilyum keşfetti. 1828 senesinde de kimyacılar Friedrich Wöhler ve Antoine Bussy, birbirlerinden bağımsız olarak baryum klorürü potasyumla indirgeyerek metal berilyum elde etti. Beril minerali, 1925 senesine kadar sadece mücevherlerde ve takılarda bedelli taş olarak kullanıldı.

İngiliz atom fizikçisi James Chadwick, 1932 senesinde berilyumun alfa parçacıklarına tutunarak ışıma yaptığını tespit etti. Chadwick, berilyuma yoğunlaşarak yaptığı deneyler neticeyi alfa parçacıkları ile bombardıman edilen berilyumdan dışarı fırlayan yüksüz parçacıkları gözlemledi. Bu parçacıklara da nötron ismini verdi. Böylece varlığından şüphelenilen nötronu keşfetmiş oldu. 1942 senesinde İtalyan kuantum fizikçisi Enrico Fermi, bazı berilyum alaşımları ile radyoaktivite oluşturma deneyleri yaptı. Fermi, uranyum üzerinde yaptığı deneylerde ilk teftişli çekirdek dağılınması tepkilerini berilyum kapsayan bir nötron kaynağından yararlanarak reelleştirdi.

Berilyum, 1950’li senelere kadar “glusinyum” olarak öğreniliyordu. Yunanca “tatlı” anlamındaki “glukus” kelimesinden türetilen glusinyum, berilyum bileşiklerinin tatlı olması nedeniyle uzun seneler berilyum elementi varsayılmıştı.


Kimyevi Özellikleri

Periyodik element cetvelinin 2-A grubunda, alkali elementler arasında yer alan berilyumun kimyevi simgeyi “Be”dir. Atom numarası 4, atom ağırlığı 9,012’dir. Erime noktası 1287, kaynama noktası 2470 derecedir. Çelik grisi rengindedir. Çelikderi elastik, alüminyumdan hafif ve sert bir metaldir. En hafif metallerdendir. Başka bir ifadeyle; hafif ve kırılgan metallerin en sertlerinden biridir. Kimyevi özellikleri bakımından alüminyum ve magnezyumla eşlik gösterir. Metallere özgü özelliklerin bir haylisini barındırır. Başka Bir Deyişle metalik ve ametalik özellikler gösterir. Metalik berilyum, çok serttir ve çelik gibi parlaktır.

Berilyum, bazı elementlerle alaşım oluşturur. En ehemmiyetli berilyum alaşımı, bakır alaşımıdır. Nikel, demir ve alüminyumla da alaşımlar oluşturabilir. Kullanıldığı alaşımlara sertlik kazandırır. Bakır alaşımları korozyona ve metal bitkinliğine dayanıklı özellikler gösterirken, nikel alaşımları makine parçalarında yüksek sıcaklıklara direnç kazandırır. Bazı bileşikleri genellikle renksizdir ve zehirlidir. En ehemmiyetli berilyum bileşiği berilyum oksittir. Bayağı sıcaklıklarda hava oksidasyonuna dirençlidir ve gevrektir. Elektriği ve ısıyı iyi derecede iletir. Sıcaklık çoğaldıkça hava oksidasyonuna mukavemeti düşer. Oksitlendiğinde yüzeyin ince bir film katmanı oluşur. Bu özelliği, alüminyumdaki “eloksal kaplama” özelliği ile benzeşir. Bu katman berilyuma asitlere karşı oldukça direnç kazandırır. Magnetik özelliği yoktur. Atom numarası ufak olduğu için x ışınlarına karşı yüksek oranda iletkendir. Seyreltik klorür, nitrat, sülfat gibi asitlerle tepkimeye girer. Alkalilerle tepkimesi sırasında hidrojen sarihe çıkar. Berilyum tuzları, sulu çözeltilerde hidrolizlenir ve asit özelliği gösterir. Yükseltgenebilen alaşımlarda yüzeyde gözetici bir katman oluşturur. Berilyum organik bileşikler de oluşturur. Alkiller, ariler gibi bazı organometalik bileşiklerde doğrudan karbona bağlanır.

Yerkabuğundaki kor kayaçların takribî yüzde 0,0006 oranında berilyum kapsadığı varsayım edilmektedir. Çok ender bulunan bir elementtir. Genellikle beril mineralinden elde edilir. Tabiatta özgür halde bulunmaz. Laboratuvar etrafında elde edilemez. En ehemmiyetli berilyum minerali “beril”dir. Beril dışında 30’a yakın mineralden elde edilebilir. Berilyum bakımından zengin öbür mineraller şunlardır; bertrandit, krizoberil, fenasit.

Tabiattaki berilyumun tek kararlı izotopu “berilyum-9”dur. Yarılanma ömrü takribî 3 milyon yıldır. Kendiliğinden iki alfa parçacığına dönüşen suni izotopu ise “berilyum-8”dir. Berilyum, radyum gibi alfa parçacıkları yayan muhtelif maddelerle karıştırılınca nötron kaynağı oluşturmaktadır.


Beril Nedir?

Beril minerali, ender bulunan berilyumun ehemmiyetli bir kaynağıdır. En ekonomik berilyum bileşiğidir. Yeşil zümrütgillerden bedelli bir taştır. Kimyevi yöntemi “berilyum alüminyum siklosilikat” Be3Al2Si6O18 biçimindedir. Kristal formu, yeşilin tonlarındaki rengi ve sertliği ile öbür minerallerden ufalar. Sertlik kıymeti 7,5-8 arasındadır. Transparan veya yarı transparan yaradılışları, sırçası parlaklığı vardır. Kristal sistemi hegzagonaldır. Çok ufak veya metrelerce büyük kristal ebatları vardır.

Beril; renksiz, beyaz, sarih yeşil, mavimsi yeşil, yeşilimsi sarı, pembemsi turuncu gibi renklerde bulunabilir. Genellikle zümrüt rengindedir ve bu rengi içeriğindeki krom sağlar. Koyu yeşil formuna “zümrüt veya smorag”, mavimsi gri formuna “akuamarin”, kırmızı formuna “aleksandrit”, sarı formuna “heliodor”, pembe formuna da “margarit”, sezyum kapsayan pembe formuna “vorobijit”, yeşil kırmızı formuna “krizoberil” ismi verilir.

Berilin bileşikleri, alaşımları ve tuzları uçak sanayisi, floresan lambaları ve x ışını tüplerinde kullanılır. Berilin muhtelif renklerdeki formları da ziynet taşı olarak seçim edilen taşlardır.

Beril yaradılış ve yatakları şunladır; granit pegmatitler, biyotit şistler, grayzenler, pnömatolik hidrotermal damarlar…

Bunları Öğreniyor musunuz?

Parlatılmış berilyum, bayağı koşullardan etkilenmeden parlaklığını senelerce koruyabilir.
Berilyum tuzları tatlıdır; ancak zehirlidir. Düşük bir ölçüyü dahi vefatlara neden olabilir. Cilde temas halinde ten cerahatine yol açar.
Berilyumun toz parçacıklarının veya buğusunun solunması “berilyoz” ismi verilen akciğer hastalığına yol açar.
Berilyumun imali ve elde edilmesi alüminyumdan takribî 200 kat, titanyumdan 3 kat daha pahalıdır.
Berilyum, muhtelif metal oksitlerle renklenir ve zümrüt ve akuamarin gibi bedelli taşları oluşturur.
Zümrüt, kromoksit kapsayan beril minerali formudur.
Berilyuma yüzde 3 oranında bakır katıldığında oluşan alaşım, bakırın kopma mukavemetini 6 kat artırır.
Bakırla oluşturduğu alaşım, darbe neticeyi oluşan kıvılcımlanmaları önler.
Berilyum, magnezyumun alevlenme özelliğini eksiltir; gümüş alaşımlarının kararmasını önler.
Berilyum, x ışınlarını alüminyumdan 17 kat daha çok geçirir.


Hangi Mahsullerde Kullanılır?

Berilyum, ender bulunması ve imal maliyetleri nedeniyle kullanıldığı alanlar da hudutlu olan bir elementtir. Kimyevi özellikleri nedeniyle bilgisayar parçalarında kullanılan maddelerdendir. Sertleştirici olarak metalürji metalik uygulamalarda ve uzay teknolojilerinde kullanılan elementlerdendir. Yüksek sıcaklık altında çalışan makine parçaları, berilyum-nikel alaşımından üretilir.

Üstün nötron yansıtıcısı ve yavaşlatıcısı özelliği nedeniyle nükleer reaktörler için bedelli bir elementtir. Berilyum ve radyum alaşımı proton kaynağı olarak nükleer sistemlerde kullanılır. X ışınlarını iletkenlik oranı yüksek olduğu için x ışını lambalarının pencerelerinde kullanımı yaygındır. Ağır iş cihazlarının fren tamburalarında dayanıklı malzeme olarak seçim edilen berilyum, soğutma sistemi tertibatlarının da aranan metallerindendir. Berilyum seramikleri, göz operasyonlarında kullanılan lazerlerde kullanılır.

Berilyumdan yapılan alet ve malzemeler; yüksek güçlü mikrodalga uygulamalarında kullanılan manyetik klistronlarda efor rakımcı, manyetik telekomünikasyon makinelerinde, x ışını dedektörlerinde, röntgen makinelerinde mikroskobik entegre devrelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Berilyum bileşiklerinden berilyum oksit; yüksek sıcaklıklarda nükleer cihazlarda kullanılan seramik malzemelerin imalinde, berilyum klorür; Friedel Crafts tepkimesinde katalizör olarak, alkalik berilyum karbonat; berilyum tuzlarında başlangıç maddesi olarak kullanılır.

Berilyumun bileşik ve alaşımlarının kullanıldığı bazı mahsuller şunlardır: Jiroskop, röntgen tüplerinin pencereleri, uçaklar, füzeler, uzay vasıtaları, seramik eşyalar, özel sırçalar, irtibat uyduları, saat zemberekleri, kaynaklar, elektrik iletişimleri, elektrotlar, eskimeye dirençli yaylar, nükleer yakıt kaplamaları, kurşun, ivme ölçer, güdüm aygıtları, barut imal aletleri, enjeksiyon iğneleri, cerrahi müdahale aletleri, uzay mekikleri, uzay teleskopları, nükleer silahlar, ses makineleri ve aletleri…


Berilyum Rezervleri Nerelerde Bulunur?

Berilyum rezervleri bakımından zengin ülkeler Brezilya, Arjantin, Afrika ve Hindistan’dır. Kuzey Amerika, İngiltere, Zimbabwe, Namibya, Norveç ve İspanya’da da berilyum kapsayan mineral yatakları bulunmaktadır. Türkiye’de Kütahya’nın Simav ilçesine bağlı Söğütçük köyünde ve Manisa’nın Gördes ilçesinde bağlı Kozluca köyünde pegmatitler için berilyum kaynağı olan beril minerali madenleri bulunmaktadır. Berilyum imali yapılan ülkeler Amerika Birleşik Devletleri, Çin ve Kazakistan’dır.