Profundización

Elementos de la Tabla Periódica

Berilio

Símbolo: Be
Clasificación: Metal alcalinotérreo Grupo 2

Es un elemento metálico, gris, frágil. Se le llama berilio por su mineral principal, el berilo, un silicato de berilio y aluminio.


Número Atómico: 4
Masa atómica: 9,0122
Número de protones/electrones: 4
Número de neutrones (Isótopo 9-Be): 5
Estructura electrónica: [He] 2s2
Electrones en los niveles de energía: 2, 2
Números de oxidación: +2


Electronegatividad: 1,57
Energía de ionización (kJ.mol-1): 899
Afinidad electrónica (kJ.mol-1): -48
Radio atómico (pm): 112
Radio iónico (pm) (carga del ion): 27(+2)


Entalpía de fusión (kJ.mol-1): 9,8
Entalpía de vaporización (kJ.mol-1): 308,8


Punto de Fusión (ºC): 1287
Punto de Ebullición (ºC): 2471
Densidad (kg/m3): 1847,7; (20ºC)
Volumen atómico (cm3/mol): 4,878
Estructura cristalina: Hexagonal
Color: Gris acero


Vida Media: Un isótopo natural: 9-Be. Nueve isótopos inestables cuya vida media oscila entre 4,5 milisegundos (14-Be) y 1,51x106 años (10-Be).


Descubierto en: 1798
Descubierto por: F. Vauquelin
Fuentes: Berilo (silicato de aluminio y berilio: [Be3Al2Si6O18] = 3BeO.Al2O3.6SiO2), bertrandita [Be4(SiO4)2.H2O], crisoberilo [BeO.Al2O3] y fenaquita [Be2SiO4]. La esmeralda y aguamarina son dos piedras preciosas de berilo con impurezas de Cr3+ y Fe3+, respectivamente.

Usos: Debido a su baja densidad se emplea en la construcción de satélites y misiles (lockalloy: con 38% de aluminio). También en ventanas de tubos de Rayos X, ya que al tener pocos electrones, láminas finas del metal son transparentes a los mismos y esto se usa para litografiado con rayos X de microcircuitos integrados. Aleado con cobre se usa para muelles de reloj, contactos eléctricos, electrodos de soldadura de punto. Moderador y reflector en reactores nucleares (baja sección de absorción de neutrones térmicos) y fuente de neutrones mezclado con un emisor de partículas a. Otras aplicaciones en donde se requiere ligereza, rigidez y estabilidad dimensional: giróscopos, partes de computadoras, aviones, cohetes y satélites, armadura de limpiaparabrisas, frenos de disco, estructuras.

Propiedades y estado natural

El berilio, uno de los metales alcalinotérreos, ocupa el lugar 51 en abundancia entre los elementos naturales de la corteza terrestre. Su masa atómica es 9,012. Tiene un punto de fusión de unos 1.287 °C, un punto de ebullición de unos 3.000 °C, y una densidad de 1,85 g/cm3. El berilio tiene una alta resistencia por unidad de masa. Se oxida ligeramente al contacto con el aire, cubriéndose con una fina capa de óxido. La capacidad del berilio de rayar el vidrio se atribuye a este recubrimiento óxido. Los compuestos del berilio son generalmente blancos (o incoloros en solución) y bastante similares en sus propiedades químicas a los compuestos correspondientes de aluminio. Esta similitud hace difícil separar el berilio del aluminio, que casi siempre está presente en los minerales de berilio.

Aplicaciones

Añadiendo berilio a algunas aleaciones se obtienen a menudo productos con gran resistencia al calor, mejor resistencia a la corrosión, mayor dureza, mayores propiedades aislantes y mejor calidad de fundición. Muchas piezas de los aviones supersónicos están hechas de aleaciones de berilio, por su ligereza, rigidez y poca dilatación. Otras aplicaciones utilizan su resistencia a los campos magnéticos, y su capacidad para no producir chispas y conducir la electricidad. El berilio se usa mucho en los llamados sistemas de multiplexado. A pequeña escala, un único hilo hecho con componentes de berilio de gran pureza puede transportar cientos de señales electrónicas.

Puesto que los rayos X atraviesan fácilmente el berilio puro, el elemento se utiliza en las ventanas de los tubos de rayos X. El berilio y su óxido, la berilia, se usan también en la generación de energía nuclear como moderadores en el núcleo de reactores nucleares, debido a la tendencia del berilio a retardar o capturar neutrones.

Aunque los productos del berilio son seguros de usar y manejar, los humos y el polvo liberados durante la fabricación son altamente tóxicos. Deben tomarse precauciones extremas para evitar respirar o ingerir las más mínimas cantidades. Las personas que trabajan con óxido de berilio utilizan capuchas diseñadas especialmente.

El berilio y su óxido se utilizan cada vez más en la industria. Aparte de su importancia en la fabricación de los aviones y los tubos de rayos X, el berilio se usa en ordenadores o computadoras, láser, televisión, instrumentos oceanográficos y cubiertas protectoras del cuerpo.


Curiosidades sobre el elemento: También se ha denominado Glucinio. Descubierto su óxido en el berilo y las esmeraldas por Vauquelin en 1798. Lo aislaron independientemente, en 1828, Wöhler y Bussy mediante reducción del cloruro de berilio con potasio. Lebeau lo obtuvo puro en 1898 mediante electrólisis de Na2BeF4. Se encuentra en unas treinta especies minerales, entre las cuales, las más importantes son: bertrandita, berilo (las dos fuentes comerciales más importantes), crisoberilo y fenaquita. En el caso del berilo se encuentran cristales de varias toneladas. Las aguamarinas y esmeraldas (impurezas de Cr3+) son formas preciosas del berilo. Se encuentra en la corteza en una proporción en peso del 2,8x10-4 %.

Actualmente se prepara el metal por reducción del fluoruro con magnesio metálico, principalmente. Sin embargo, no ha estado disponible comercialmente hasta 1957.

Es un metal gris acero con muchas buenas propiedades. Muy duro y quebradizo, no magnético, excelente conductividad térmica y eléctrica (10% de la del cobre), buena elasticidad (módulo de elasticidad un tercio mayor que el del acero). Es uno de los metales más ligeros y, entre ellos, es de los de mayor punto de fusión; por encima de 600ºC es fácilmente maleable. Tiene una permeabilidad alta a los rayos X (tiene pocos electrones) y cuando es bombardeado por partículas a (del radio o polonio) se producen grandes cantidades de neutrones (30 neutrones/millón de partículas a). Es el más no metal de los elementos del grupo: su óxido e hidróxido son anfóteros.

A temperatura ordinaria, el berilio es resistente a la oxidación en el aire, aunque la posibilidad de rayarlo con vidrio se debe probablemente a la formación de una fina capa de óxido. En presencia de humedad o con agua se recubre de una fina capa de hidróxido que le protege del posterior ataque por el oxígeno o el agua incluso a altas temperaturas. Resiste el ataque del ácido nítrico concentrado. No reacciona con el hidrógeno.

En estado líquido es muy reactivo.

Por sus propiedades de baja densidad y elevada dureza se utiliza como material estructural: Se usa en aleaciones como la de cobre-berilio (2-3% de Be), una aleación muy resistente a la presión, no magnética, conductora, empleada en la fabricación de muelles, contactos eléctricos, electrodos de soldadura y herramientas antichispa usadas en refinerías petrolíferas, elevadores de cereales y otros lugares donde existe la posibilidad de explosión, estructuras de parabrisas, discos de freno y otros instrumentos donde se requiere ligereza, rigidez y estabilidad dimensional: giróscopos, partes de computadoras, etc.. Con aluminio (38%) produce materiales estructurales empleados en escudos térmicos de astronaves, en aviones supersónicos, en misiles y satélites de comunicaciones. Con níquel produce aleaciones extremadamente duras.

Al ser relativamente transparente a los rayos X, capas finas de berilio se usan en litografía con rayos X para la reproducción de microcircuitos integrados y en ventanas de tubos de rayos X.

Debido a su baja sección de captura de neutrones térmicos se usa como reflector y moderador en reactores nucleares.

Se presenta en dos modificaciones: a-Be (hexagonal) que se transforma en b-Be (cúbica centrada en el cuerpo) por encima de 1250ºC.

Las propiedades de sus compuestos se deben al pequeño tamaño del ion Be2+, lo que conduce a que sean marcadamente covalentes:

El óxido es un polvo blanco que tiene un punto de fusión muy alto (2670ºC) y también se usa en la industria nuclear y en la fabricación de cerámicas. Es anfótero y se disuelve tanto en ácidos como en bases.

Tanto el berilio (y sus aleaciones) como sus sales son tóxicas (por su acción sobre los pulmones) y deben ser manejadas con mucho cuidado. No deben chuparse para comprobar el sabor dulce del berilio, como hacían los primeros investigadores.