Бериллий. Физические и химические свойства соединений.

Впервые бериллий выделен в виде солей и оксида из минерала берилла в 1798г Л. Вокеленом (Франция). На вкус соли были сладкими и элемент получил название глюциний (от греческого «гликос» – сладкий). В свободном состоянии бериллий получен в 1828г в Германии (А. Бюсси) и Франции (Ф. Велер).

Бериллий входит в состав более двадцати минералов. Важнейшие минералы, содержащие бериллий, - берилл Be₃Al₂(SiO₃)₆; фенакит Be₂SiO₄.

Бериллий получают восстановлением BeCl₂ кальцием или магнием:

BeCI₂+CaCaCI₂+Be

Металлический бериллий получают также электролизом расплавов смеси солей BeF₂ и NaF.

Бериллий очень твердый, хрупкий, белый, легкий металл. Обладает сравнительно низкой электропроводностью и электрической проводимостью.

На воздухе бериллий покрывается оксидной пленкой, предохраняющей металл от дальнейшего окисления. Вода почти не действует на бериллий. В кислотах же он легко растворяется с выделением водорода:

Be+H₂SO₄+4H₂O[Be(H₂O)₄]SO₄+H₂

или Be+2H₃O⁺+2H₂O [Be(H₂O)₄]⁺+H₂

Концентрированные HNO₃ и H₂SO₄ пассивируют бериллий (как и Al).

Подобно алюминию, бериллий взаимодействует с растворами щелочей, восстанавливая водород и образуя комплексные ионы:

Be+2NaOH+2H₂O Na₂[Be(OH)₄]+H₂

или Be+2OH^-+2H₂O[Be(H₂O)₄]²⁺+H₂

Металлический бериллий взаимодействует при нагревании с галогенами, серой, азотом, фосфором, углеродом, кремнием, селеном:

Be+CI₂BeCI₂; Be+F₂BeF₂

Be+SBeS; 3Be+2N₂Be₃N₂

2Be+CBe₂C; 2Be+SiBe₂Si

3Be+2PBe₃P₂; Be+SeBeSe

Бериллий восстанавливает при нагревании в вакууме оксиды, гидроксиды и галогениды металлов

MgO+BeBeO+Mg

KOH+BeBeO+K+1/2H₂

SiCI₄+2Be2BeCI₂+Si

Оксид бериллия ВеО взаимодействует как с основными, так и кислотными оксидами:

BeO+2HCI+3H₂O[Be(H₂O)₄]CI₂

BeO+2KOH+H₂OK₂[Be(OH)_4]

При сплавлении BeO взаимодействует как с основными, так и с кислотными оксидами:

BeO+SiO₂BeSiO₃

BeO+Na₂ONa₂BeO₂

Гидроксид бериллия Ве(ОН)₂ имеет ярко выраженный амфотерный характер, чем и отличается от гидроксида магния и гидроксидов щелочноземельных металлов, легко взаимодействует с кислотами и основаниями:

Be(OH)₂+2HCI+2H₂O[Be(H₂O)₄]CI₂

Be(OH)₂+2NaOHNa₂[Be(OH)₄]

Гидроксид бериллия Ве(ОН)₂ – полимерное соединение, в воде не растворяется.

Вследствие относительно высокого поляризующего действия иона Ве²⁺ его соли подвергаются заметному гидролизу:

[Be(OH)₄]²⁺+3H₂O[Be(OH)(H₂O)₃]⁺+3OH^-

Гидроксобериллаты в водных растворах существуют лишь при большом избытке щелочи, в противном случае они полностью гидролизуются.

Сульфид бериллия BeS образуется взаимодействием простых веществ (при 1350^о С) или взаимодействием металла с Н₂S.

В горячей воде BeS полностью гидролизуется. Амфотерная природа BeS проявляется при его сплавлении с основными и кислотными сульфидами:

Na₂S+BeSNa₂BeS₂ (17.43)

BeS+SiS₂BeSiS₃ (17.44)

Сульфидобериллаты (II) разрушаются водой.

Из галидов бериллия наибольшее значение имеют фторид и хлорид. Галиды BeCl₂ , BeBr₂, BeI₂ гигроскопичны и на воздухе расплываются, при их растворении в воде выделяется тепло. Они растворимы также в органических растворителях. Амфотерность галидов наиболее отчетливо проявляется у фторидов. Так, при нагревании BeF₂ с основными фторидами образуются фторобериллаты:

2KF+BeF₂K₂[BeF₄]

При взаимодействии BeF₂ с кислотными фторидами образуются соли бериллия:

BeF₂+SiF₄Be[SiF₆]

Нитрид бериллия Be₃N₂ получается при нагревании бериллия в атмосфере азота (выше 1000^о С). Нитрид бериллия разлагается водой при нагревании:

Be₃N₂+6H₂O3Be(OH)₂+2NH₃

Об амфотерном характере Be₃N₂ свидетельствует существование смешанных нитридов, например BSiN₂ и LiBeN.

Гидрид бериллия ВеН₂ – твердое полимерное вещество, по свойствам подобное AlH₃. Легко разлагается водой, является сильным восстановителем. Гидрид бериллия можно получить взаимодействием BeCl₂ с LiН в эфирном растворе:

BeCI₂+2LiHBeH₂+2LiCI

Соли бериллия и кислородсодержащих кислот выделяются из растворов обычно в виде кристаллогидратов. Большинство солей бериллия растворимы в воде.

Для бериллия характерны двойные соли – бериллаты со сложными лигандами:

Na₂SO₄+BeSO₄Na₂[Be(SO₄)₂]

(NH₄)₂CO₃+BeCO₃(NH₄)₂[Be(CO₃)₂]