Steckbrief: Beryllium

Informationen zum Element:

Bezeichnung

9,0122
  Be
4

Symbol: Be

Internationale Bezeichung (IUPAC): Beryllium

Ursprung: Beryllium wurde 1798 von Louis-Nicolas Vauquelin in Form seines Oxids aus den Edelsteinen Beryll und Smaragd isoliert. Erst 1828 gelang es Friedrich Wöhler und Antoine Bussy, das Element durch die Reduktion des Berylliumchlorids mit Kalium darzustellen. Wegen des süßen Geschmackes der Berylliumsalze wurde in Frankreich noch bis 1957 die Bezeichnung Glucinium (griech. = süß) verwendet. Im Altertum und Mittelalter dienten durchsichtige Beryllstücke vielfach als Zauberglas. Vom Wort Beryll leitet sich auch die Bezeichnung Brille (lat. berillus) ab, ursprünglich für ein Augenglas aus Beryll. 1945 wurde Beryllium zusammen mit dem Alphastrahler Polonium als Neutronenquelle in der Atombombe eingesetzt, die über Hiroshima abgeworfen wurde.

Bedeutung: berillus = Brille (Brillenglas)

Daten Periodensystem

Beryllium

Periode: 2

Gruppe: 2 (II A)

Gruppenname: Erdalkalimetalle

Oxidationszahl: 2

Atommasse [u]: 9,0122

Elektronegativität

Elektronegativität (nach Allred): 1,5

Elektronegativität (nach Pauling): 1,57

Physikalische Daten

Beryllium

Aggregatzustand (20°C): fest

Dichte [g/cm2]: 1,85

Radioativ: n

Schmelztemperatur [°C]: ~1271,599

Siedetemperatur [°C]: ~2468,85

Kristallstruktur: hexagonal

Verwendung im Alltag

Halbzeuge und Rohteile aus Berylliummetall werden vielfach als Sinterprodukte pulvermetallurgisch in HIP- und CIP-Verfahren hergestellt (heiß- und kaltisostatisches Pressen). Gussteile aus Beryllium finden wegen der anisotropen Eigenschaften und anderer Merkmale, wie Grobkörnigkeit, keine technische Verwendung. Prozesse für die Herstellung von Berylliummetall und für das Legieren mit Kupfer oder/und Nickel verwenden Berylliumhydroxid und Berylliumoxid als Ausgangsstoff. Trotz der herausragenden Eigenschaften des Berylliums ist es wegen seines hohen Preises und seiner Toxizität nur für wenige Anwendungen geeignet.

  • Legierungen (im Flugzeugbau): Verwendet wird es als Konstruktionswerkstoff in Legierungen mit Aluminium für beanspruchte und sehr leichte Produkte in der Flugzeug- und Weltraumtechnik. Beralcast (früher Lockalloy) und AlBeMet-AM162 (62 % Be, 38 % Al) sind Markennamen für Feinpulver, aus denen die Bauteile durch heißisostatisches Pressen hergestellt werden.
  • Legierungen (Berylliumkupfer - Werkzeuge): Beryllium wird verwendet als Legierungsbestandteil in Berylliumkupfer (CuBe, CuCoBe). Daraus werden u. a. funkenfreie, nichtmagnetische Werkzeuge hergestellt, die in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden können. Kontakt- und Federwerkstoffe aus Berylliumkupfer zeichnen sich durch hohe Härte, Elastizität, Zugfestigkeit, Ermüdungsfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Nichtmagnetisierbarkeit sowie gute elektrische und thermische Leitfähigkeit aus. Berylliumkupfer kann daher für Oberleitungen, Kontaktfedern oder andere Strom übertragende Federn, z. B. in Drehspulmesswerken oder an Kohlebürsten eingesetzt werden, ebenso für nichtmagnetisierbare Werkzeuge zum Einsatz in starken Magnetfeldern, beispielsweise zu Arbeiten an MRT-Geräten. Zu finden ist Berylliumkupfer auch in Präzisions-Sockeln für ICs.
  • Reines Metall: Hier wird es folgendermaßen eingesetzt:
    o in „Fenstern“ von Röntgenröhren, Röntgen- und Gammastrahlungsdetektoren wegen der Durchlässigkeit für diese Strahlen, insbesondere die weichen (niederenergetischen) Anteile;
    o für Moderatoren und Reflektoren für Neutronen in Kernreaktoren und Kernwaffen;
    o in Kernfusionsanlagen wie JET (Joint European Torus) wegen des hohen Schmelzpunktes und der kleinen Ordnungszahl als Plasmabegrenzung (engl. limiter);
    o zur Neutronenvermehrung im Brutmantel (Blanket) zukünftiger Fusionsreaktoren mittels der (n,2n)-Kernreaktion

Vorkommen und Häufigkeit

Vorkommen: Das seltene Element kommt in rund 30 verschiedenen Mineralien vor. Die wichtigsten sind Bertrandit (4 BeO * 2 SiO2 * H2O) (Vereinigte Staaten) und Beryll (Be3Al2(SiO3)6) (Volksrepublik China, Russland und Brasilien). Die schönsten und wertvollsten beryllhaltigen Mineralien sind die Schmuck- und Edelsteine Aquamarin, Smaragd, Roter Beryll, Euklas, Gadolinit, Chrysoberyll, Phenakit, und Alexandrit. Berylliumerz-Lagerstätten finden sich bevorzugt im Äquatorialgürtel. Frühere, mittlerweile erschöpfte Lagerstätten lagen nördlich zu Fuße der Hohen Tauern um Bramberg in Österreich. In den USA werden niedrighaltige Lagerstätten von Berylliumoxid-Erz in der Nevada-Wüste abgebaut. Die geschätzten Fördervorräte an Beryllium liegen weltweit bei etwa 80.000 t.

    Häufigkeit: 5,00 ⋅ 10-4 % (prozentualer Massenanteil der Erdhülle, d.h. der Erdkruste/Ozeane bis 16 km Tiefe)

    Geschichte

    Entdeckung: 1797

    Entdecker: Louis-Nicolas Vauquelin

    Isotope

    • 7Be (in Spuren, 3 Neutronen)
    • 9Be (100 %, stabil, 5 Neutronen)
    • 10Be (in Spuren, 6 Neutronen)

    Bilder (mit freundlicher Genehmigung von http://www.smart-elements.com):

    BerylliumBerylliumBeryllium

    Schalenmodell nach Bohr

    Beryllium

     
    links
    Lithium
    Beryllium 
    rechts
    Bor
     
    runter
    Magnesium