أكسيد البريليوم (بيو): التركيب والخصائص والاستخدامات - كيمياء - 2026

و أكسيد البريليوم (بيو) هو مادة السيراميك، في بالإضافة إلى القوة العالية والمقاومة الكهربائية، لديها القدرة الدافعة لمثل هذه الحرارة العالية التي تجعل جزءا من المفاعلات النووية، متجاوزا حتى المعادن في الملكية الأخيرة.

بالإضافة إلى فائدتها كمواد اصطناعية ، يمكن أيضًا العثور عليها في الطبيعة ، على الرغم من ندرتها. يجب أن يتم التعامل معها بحذر ، حيث أن لها القدرة على إلحاق ضرر جسيم بصحة الإنسان.

نموذج للهيكل البلوري لأكسيد البريليوم ، بقلم بن ميلز ، من ويكيميديا ​​كومنز

في العالم الحديث ، لوحظ كيف أجرى العلماء المرتبطون بشركات التكنولوجيا أبحاثًا لتطوير مواد متقدمة لتطبيقات متخصصة تمامًا ، مثل تلك التي تلبي مواد أشباه الموصلات وتلك الخاصة بصناعة الطيران.

وكانت نتيجة ذلك اكتشاف المواد التي منحتنا ، بفضل خصائصها المفيدة للغاية وقوة تحملها العالية ، الفرصة للمضي قدمًا في الوقت المناسب ، مما سمح لنا بنقل تقنيتنا إلى مستويات أعلى.

التركيب الكيميائي

يتكون جزيء أكسيد البريليوم (ويسمى أيضًا "البريليوم") من ذرة بريليوم وذرة أكسجين ، وكلاهما منسق في اتجاه رباعي السطوح ، ويتبلور في هياكل بلورية سداسية تسمى wurtzites.

هذه البلورات لها مراكز رباعي السطوح، التي تحتلها كن ²⁺ وO ^2-. في درجات الحرارة العالية ، يصبح هيكل أكسيد البريليوم من النوع رباعي الزوايا.

يتم الحصول على أكسيد البريليوم من خلال ثلاث طرق: تكليس كربونات البريليوم ، أو تجفيف هيدروكسيد البريليوم ، أو اشتعال البريليوم المعدني. أكسيد البريليوم المتكون في درجات حرارة عالية خامل في طبيعته ، ولكن يمكن إذابته بمركبات مختلفة.

BeCO ₃ + Heat → BeO + CO ₂ (التكليس)

Be (OH) ₂ → BeO + H ₂ O (الجفاف)

2 Be + O ₂ → 2 BeO (اشتعال)

أخيرًا ، يمكن تبخير أكسيد البريليوم ، وفي هذه الحالة سيكون على شكل جزيئات ثنائية الذرة.

الخصائص

يحدث أكسيد البريليوم في الطبيعة على شكل بروميليوم ، وهو معدن أبيض يوجد في بعض رواسب الحديد والمنغنيز المعقدة ، ولكنه يوجد بشكل شائع في شكله الاصطناعي: مادة صلبة بيضاء غير متبلورة تحدث كمسحوق..

أيضًا ، الشوائب المحتبسة أثناء الإنتاج ستعطي عينة الأكسيد ألوانًا متنوعة.

تقع نقطة انصهارها عند 2507 درجة مئوية ، ونقطة غليانها عند 3900 درجة مئوية ، ولها كثافة تبلغ 3.01 جم / سم ³.

وبنفس الطريقة ، فإن ثباته الكيميائي مرتفع بشكل كبير ، حيث يتفاعل فقط مع بخار الماء عند درجات حرارة قريبة من 1000 درجة مئوية ، ويمكنه تحمل عمليات تقليل الكربون وهجمات المعادن المنصهرة في درجات حرارة عالية.

كما أن قوتها الميكانيكية جيدة ويمكن تحسينها بتصميمات وتصنيع مناسب للاستخدامات التجارية.

الموصلية الكهربائية

أكسيد البريليوم مادة خزفية شديدة الثبات ، وبالتالي فهي تتمتع بمقاومة كهربائية عالية إلى حد ما تجعلها من أفضل المواد العازلة للكهرباء ، إلى جانب الألومينا.

لهذا السبب ، تُستخدم هذه المادة بشكل شائع في المعدات الكهربائية المتخصصة عالية التردد.

توصيل حراري

يتمتع أكسيد البريليوم بميزة كبيرة من حيث الموصلية الحرارية: يُعرف بأنه ثاني أفضل مادة موصلة للحرارة بين غير المعادن ، ويحتل المرتبة الثانية بعد الماس ، وهو مادة نادرة وغالية الثمن إلى حد كبير.

بالنسبة للمعادن ، فإن النحاس والفضة فقط ينقلان الحرارة بشكل أفضل عن طريق التوصيل من أكسيد البريليوم ، مما يجعله مادة مرغوبة للغاية.

نظرًا لخصائصها الممتازة في توصيل الحرارة ، فقد شاركت هذه المادة في إنتاج مواد مقاومة للحرارة.

الخواص البصرية

نظرًا لخصائصه البلورية ، يتم استخدام أكسيد البريليوم لتطبيق مادة شفافة فوق بنفسجية في بعض الشاشات المسطحة والخلايا الكهروضوئية.

وبالمثل ، يمكن إنتاج بلورات عالية الجودة ، لذا تتحسن هذه الخصائص اعتمادًا على عملية التصنيع المستخدمة.

المخاطر الصحية

أكسيد البريليوم مركب يجب التعامل معه بحذر شديد ، لأنه يحتوي في المقام الأول على خصائص مسرطنة ، والتي تم ربطها بالاستنشاق المستمر لغبار أو أبخرة هذه المادة.

تلتصق الجزيئات الصغيرة في مراحل الأكسيد هذه بالرئتين ، ويمكن أن تؤدي إلى تكوين أورام أو مرض يعرف باسم البريليوس.

البريليوس هو مرض ذو معدل وفيات متوسط ​​يتسبب في عدم كفاءة التنفس والسعال وفقدان الوزن والحمى وتكوين الأورام الحبيبية في الرئتين أو الأعضاء المصابة الأخرى.

هناك أيضًا مخاطر صحية ناتجة عن التلامس المباشر لأكسيد البريليوم مع الجلد ، حيث أنه مادة أكالة ومهيجة ، ويمكن أن تتسبب في تلف سطح الجلد والغشاء المخاطي. يجب حماية الجهاز التنفسي واليدين عند التعامل مع هذه المادة ، وخاصة في شكل مسحوق.

التطبيقات

تنقسم استخدامات أكسيد البريليوم بشكل أساسي إلى ثلاثة: تطبيقات إلكترونية ونووية وتطبيقات أخرى.

التطبيقات الإلكترونية

جعلت القدرة على نقل الحرارة على مستوى عالٍ ومقاومتها الكهربائية الجيدة أكسيد البريليوم مفيدًا جدًا كمشتت للحرارة.

تم إثبات استخدامه في الدوائر داخل أجهزة الكمبيوتر عالية السعة ، وكذلك في المعدات التي تتعامل مع التيارات العالية للكهرباء.

يعتبر أكسيد البريليوم شفافًا للأشعة السينية والميكروويف ، لذلك يتم استخدامه في النوافذ ضد هذه الأنواع من الإشعاع ، وكذلك الهوائيات وأنظمة الاتصالات وأفران الميكروويف.

التطبيقات النووية

وقد أدت قدرتها على تلطيف النيوترونات والحفاظ على بنيتها تحت القصف الإشعاعي إلى مشاركة أكسيد البريليوم في بناء مفاعلات نووية ، ويمكن أيضًا استخدامه في مفاعلات عالية الحرارة مبردة بالغاز.

تطبيقات أخرى

ولدت الكثافة المنخفضة لأكسيد البريليوم اهتمامًا في صناعات الفضاء والتكنولوجيا العسكرية ، حيث قد تمثل خيارًا منخفض الوزن في محركات الصواريخ والسترات الواقية من الرصاص.

أخيرًا ، تم استخدامه مؤخرًا كمواد حرارية في صهر المعادن في الصناعات المعدنية.

المراجع

1. بوبكيم. (سادس). أكسيد البريليوم. تم الاسترجاع من pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. اقرأ. (سادس). البريليا / أكسيد البريليوم (BeO). تعافى من reade.com
3. البحث ، C. (سادس). أكسيد البريليوم - بيريليا. تعافى من azom.com
4. الخدمات ، نيوجيرسي (سادس). أكسيد البريليوم. تعافى من nj.gov
5. ويكيبيديا. (سادس). أكسيد البريليوم. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org