Бериллий – жилец из четвертой клетки

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

Среди множества химических элементов в природе есть такие, без которых не было бы жизни на Земле. Это — кислород, водород, углерод, азот. Есть элементы-труженики, с незапамятных времен работающие на человека,— медь, железо, свинец, олово. Но природа подарила еще и такие элементы, практическую ценность которых мы осознали лишь недавно, а теперь уже не мыслим без них развития науки и техники. Об одном из них, о бериллии, мы и поговорим в нашей статье.

…Камень этот — красоты необыкновенной. Недаром ради него еще три тысячи лет назад в недрах Аравийской пустыни пробивали шахты. В их темной глубине трудились сотни рабов, на ощупь извлекая из породы драгоценные кристаллы. Изумруд, смарагдос, зуммуруд, змури — так звучит на разных языках имя этого ярко-зеленого минерала, обладавшего, по мнению древних, не только красотой, но и силой таинственной.

Известен был с древности и еще один минерал, правда, более скромный. Настолько скромный, что порой из крупных кристаллов его делали детали колонн в древних храмах, а в Испании… даже дверные косяки. Впрочем, благородное происхождение этого желтовато-зеленого камня не вызывало сомнений у древних греков, наделивших его достойным именем «бериллос», что означает «сверкающий».

Позже выяснилось, что ярко- зеленый изумруд и желтовато- зеленый берилл, розовый воробьевит, желтый гелиодор и даже непостоянный александрит, в течение одного лишь дня меняющий свою окраску (как сказал Н. С. Лесков, в нем «утро зеленое, а вечер красный…»), — родные братья в одном семействе минералов. А роднит их окись бериллия — легкого металла из четвертой клетки таблицы Менделеева.

Открытие бериллия

Не сразу, кстати, удалось ему попасть в эту четвертую клетку. Открыл новый элемент в 1798 году французский химик Л. Н. Воклен. Но лишь через сто лет химики сумели выделить металлический бериллий в чистом виде. Всевозможные примеси затрудняли точное определение физико-химических свойств его. Именно поэтому бериллий долго не мог найти своего места в периодической таблице. Высказывалось даже сомнение в правильности периодического закона. Лишь в 1884 году шведские химики Л. Ф. Нильсон и О. Петерсон подвели итог многолетней дискуссии: «…Мы должны отказаться от ранее защищавшегося нами мнения, что бериллий трехвалентный элемент… Одновременно мы признаем правильность периодического закона и в этом важном случае».

Физические и химические свойства бериллия

Легкость и прочность, твердость и жесткость, высокая жаро- и коррозиестойкость — мимо этих качеств не могла пройти техника. Цифры красноречивей слов: бериллий в 1,5 раза легче алюминия, в 3 раза прочнее стали. Жаростойкий и жесткий, как титан, но легче и прочней его. По электропроводности бериллий близок к «лидерам» в электротехнике — меди и серебру. Окисляться он начинает лишь при 800°С, а плавиться — при 1300°С. Каждое из его свойств — не наивысшее в своей категории, но сочетание их в одном элементе уникально.

Применение бериллия

Начав работать в механической технике — в подшипниках и шестернях, пружинах и безыскровом инструменте, бериллий пришел в авиацию и космонавтику, ядерную физику и биологию и стал здесь незаменимым. Тормозные диски колес в сверхзвуковых самолетах и особо ответственные узлы в газотурбинных двигателях, жаропрочные экраны на космических кораблях и металлические присадки к ракетному топливу — все это бериллий.

Бомбардируя бериллиевую мишень альфа-частицами, физики открыли нейтрон. И, наконец, бериллий «вторгается» в технику ядерных реакторов: применяться он может, по существу, во всех основных узлах — в конструкциях и оболочках тепловыделяющих элементов, в качестве замедлителя и отражателя нейтронов, да и в ядерном горючем.

«Камнем надежды» называли в древности берилл. Металл из «камня надежды» оправдал и даже превзошел мечты и надежды многих поколений ученых, стремившихся раскрыть тайну зеленых кристаллов.

Автор: Ю. Слюсарев.