Béryllium

Le béryllium est un métal présent dans le tableau périodique du groupe 2, représenté par Be, sa masse atomique est de 9,0122 et son numéro atomique est de 4.

Ce métal fait partie du groupe alcalino-terreux de type bivalent, et c'est un élément extrêmement rare sur la planète, mais il a de grandes propriétés, se distinguant par sa haute densité par rapport à son poids, il est également parfait pour l'industrie de la fabrication.

Histoire et découverte du Béryllium

Le béryllium est compris non seulement comme un élément chimique, mais aussi comme un minéral. Sa découverte a été faite en 1798 par le chimiste français Nicolas Louis Vauquelin, qui a étudié la structure des pierres précieuses en les dissolvant dans des solutions alcalines.

Initialement, il a appelé le nouvel élément glycine en raison du goût de ses sels ou goût sucré ; malheureusement, ses propriétés toxiques n'étaient pas connues à l'époque.

Puis en 1828, deux chimistes, Friedrich Wöhler et Antoine Bussy, isolèrent indépendamment du béryllium pur en chauffant du chlorure de béryllium avec du potassium. La réaction a donné un précipité gris foncé avec un éclat métallique, qui a depuis été nommé Béryllium.

Malheureusement, le procédé décrit n'a pas fourni de matériau de départ utilisable, et il a fallu encore sept décennies pour obtenir du Béryllium pur, un travail accompli par Paul Lebeau par électrolyse directe de fluorure t1>béryllium et fluorure de sodium.

Cette découverte a ouvert la porte à l'extraction industrielle du béryllium. Pendant 160 ans, de nombreux scientifiques ont désigné cet élément par des noms différents, mais ce n'est qu'en 1957 que le nom Béryllium a été officiellement adopté.

Où trouve-t-on le béryllium ?

Le Béryllium se trouve dans la croûte terrestre, où l'on estime qu'il y en a entre 2 et 10 parties par million, et on le trouve généralement dans une trentaine de minéraux différents, notamment le Béryl et la Bertrandite, qui sont les principales sources de béryllium.

D'autres sources riches en béryllium sont le chrysobéryl et la phénakite, dont cet élément est également généralement extrait. Actuellement, la seule mine produisant du béryl est située à Delta, dans l'Utah.

On le trouve également sous forme de pierres précieuses telles que l'aigue-marine et l'émeraude, celles-ci proviennent de leur coloration caractéristique, considérées comme des métaux précieux depuis l'Antiquité.

Principales caractéristiques du béryllium

Le béryllium appartient au groupe 2 du tableau périodique, et sont souvent appelés métaux alcalino-terreux, ils se caractérisent par un éclat argenté, ils sont également légers et doux.

Ce sont des éléments très actifs, car ils ont 2 électrons dans la couche de valence, qu'ils retournent facilement pour former deux cations positifs, dans les composés ils n'apparaissent qu'à l'état d'oxydation +2, et ils s'oxydent facilement.

Les sels de

béryllium ont de nombreuses applications. Présents dans la nature à l'état lié, ils sont un composant de nombreux minéraux.

Parmi les principales caractéristiques du béryllium, son obtention à travers des minéraux tels que le chrysobéryl et le béryl se démarque, car c'est un élément qui ne se trouve pas sous une forme pure, mais à travers des composés.

C'est un métal grisâtre foncé, et on le trouve dans la nature à l'état solide à température ambiante.

Dans son état naturel, il est dur et est un élément d'oxydation rapide, ses caractéristiques sont souvent confondues avec celles de l'aluminium, et ses points d'ébullition et de fusion sont à des températures extrêmement élevées.

Bien qu'il s'agisse d'un métal, le béryllium laisse également passer les rayons X. Actuellement, les États-Unis sont le principal exploitant de ce matériau, mais il est également obtenu en Chine, au Brésil et en Russie .

Propriétés du Béryllium

Sous sa forme libre, le béryllium est un métal gris acier dur qui s'effrite assez facilement à température ambiante.

Il a une structure cristalline hexagonale caractéristique et un point de fusion exceptionnellement élevé de 1 287 °C. À d'autres égards, il est similaire à l'aluminium et n'en est pas moins attrayant dans les applications potentielles.

De plus, cet élément est un très bon conducteur d'électricité et de chaleur, possède d'excellentes propriétés mécaniques à haute température et est très souple, bien plus que l'acier.

En même temps, il conserve une forme stable et est facile à polir pour obtenir une brillance élevée. D'autre part, son faible poids atomique rend cet élément très efficace pour transmettre les rayons X.

Fait intéressant, le béryllium se combine assez facilement avec le carbone pour former des composés organiques et organométalliques.

Les bases et les acides non oxydants attaquent assez facilement le béryllium, ce qui signifie qu'il s'oxyde rapidement au contact de l'oxygène, mais forme rapidement un oxyde à sa surface qui l'oxyde et le protège d'une oxydation supplémentaire.

Ce métal, atomiquement, a 4 protons, 4 électrons et 5 neutrons, et est très résistant à l'acide nitrique. De plus, des études ont montré qu'il est toxique pour l'homme.

D'autre part, l'exposition à la poussière de ce minéral est généralement la cause de cancers ou d'autres maladies liées au système respiratoire.

Le béryl est un métal blanc argenté, et c'est aussi le plus léger qui a trouvé une application pratique à l'état libre, il est très dur étant son grand avantage et cassant son principal inconvénient.

Le béryl est chimiquement inactif et ne réagit pas avec l'eau, ses composés sont de puissants poisons. Cependant, son plus grand avantage est que lorsqu'il est bombardé de particules alpha de béryllium, il envoie de puissants faisceaux de neutrons.

Son avantage supplémentaire est qu'il réfléchit plus fortement les neutrons, tout en les absorbant moins de tous les métaux.

Son grand inconvénient est qu'il y en a très peu dans la croûte terrestre, mais lorsqu'il est allié au nickel, il devient indestructible.

Applications du Béryllium

Le béryllium se trouve dans la croûte terrestre sur une gamme géographique assez large, bien que sa teneur dans les roches ignées ne soit que de 0,002 %.

On le trouve le plus souvent dans le sol, et on en trouve même des traces dans l'atmosphère. C'est aussi un composant de plus de trente minéraux différents. Cependant, il n'apparaît jamais sous sa forme pure.

L'extraction de ce métal à des fins industrielles est un processus complexe qui implique un traitement avec des acides, un lot de composés fluorés et une extraction liquide-liquide, pour ensuite le transformer en fluorures et le chauffer en présence de magnésium.

Les propriétés physiques et chimiques uniques du béryllium le rendent utilisable dans une grande variété de structures métalliques, qui sont produites à partir d'autres gyroscopes, accéléromètres et pièces d'ordinateur.

Il est également utilisé dans la fabrication de missiles, d'avions et de véhicules spatiaux. Dans le cadre de l'exploration de l'univers, il est précieux dans le cadre des boucliers thermiques pour les astronautes, des miroirs pour les télescopes en orbite.

D'autres applications intéressantes incluent les disques de frein, les cadres de fenêtre, les outils de test tels que la détection du virus VIH, les téléphones portables et les appareils mobiles, les fenêtres des appareils à rayons X, les haut-parleurs professionnels et autres

Globalement, son application dans la technologie nucléaire est très large et définitivement évolutive. Le béryllium est également ajouté aux alliages métalliques, en particulier le cuivre, le nickel et le fer.

Ces alliages sont alors généralement utilisés dans la production de ressorts ou d'outils qui sont utilisés dans des conditions d'étincelles dangereuses.

Son revêtement réduit également l'inflammabilité du magnésium et le noircissement de l'argent au contact de l'oxygène.

L'oxyde de béryllium, en revanche, grâce à ses propriétés de réfraction et à une combinaison inhabituelle de rigidité diélectrique et de résistance électrique, est utilisé pour produire des céramiques destinées aux très hautes températures.

En tant que bon réflecteur de neutrons, il est également utilisé dans les armes nucléaires comme bouclier de charge nucléaire, ce qui permet de réduire la masse critique.

La poudre de béryllium est utilisée comme composant d'impulsion le plus élevé du carburant de fusée solide dans les moteurs de fusée militaires.

Le béryllium est un additif à de nombreux alliages. En tant que composant d'alliages avec l'aluminium, l'argent, l'acier inoxydable, le cuivre et autres, il possède des propriétés extrêmement précieuses, il augmente sa dureté et sa résistance à la corrosion.

Les alliages de béryllium et de nickel surpassent même le meilleur acier en termes de résistance. Les ressorts en béryllium-nickel sont pratiquement indestructibles.

Divers instruments chirurgicaux, aiguilles d'injection et autres sont également fabriqués à partir d'un alliage nickel-béryllium. Les alliages de béryllium et de nickel surpassent même les meilleurs aciers en termes de résistance.

Effet du béryllium sur la santé

Le béryllium pur et ses composés et vapeurs solubles sont toxiques. En contact direct avec la peau, ils provoquent des irritations, des ulcérations et des inflammations, et lorsqu'ils sont inhalés, ils provoquent une réaction immunitaire sous forme d'hypersensibilité.

Une maladie appelée béryllium est également connue parmi les travailleurs des usines où le béryllium est transformé. Elle est le résultat d'une exposition prolongée à un métal toxique et se manifeste par une diminution de la fonction respiratoire et une cicatrisation du tissu pulmonaire et peut même progressivement conduire à une transplantation ou à la mort.

Malheureusement, jusqu'à présent, il n'existe aucun remède efficace contre la maladie chronique du béryllium ; seuls quelques médicaments sont connus pour ralentir un peu la maladie.

Par conséquent, le béryllium, ses alliages et ses sels nécessitent un soin particulier pour contourner les normes de sécurité internationales.

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