Beryllium

Eigenschaften
[He] 2s2 4Be Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Beryllium, Be, 4
Elementkategorie	Erdalkalimetalle
Gruppe, Periode, Block	2, 2, s
Aussehen	weiß-grau metallisch
CAS-Nummer	7440-41-7
EG-Nummer	231-150-7
ECHA-InfoCard	100.028.318
Massenanteil an der Erdhülle	5,3 ppm (48. Rang)[1]
Atomar[2]
Atommasse	9,0121831(5)[3] u
Atomradius (berechnet)	105 (112) pm
Kovalenter Radius	96 pm
Van-der-Waals-Radius	153[4] pm
Elektronenkonfiguration	[He] 2s2
1. Ionisierungsenergie	9.322699(7) eV[5] ≈ 899.5 kJ/mol[6]
2. Ionisierungsenergie	18.21115(4) eV[5] ≈ 1757.11 kJ/mol[6]
3. Ionisierungsenergie	153.896203(4) eV[5] ≈ 14848.72 kJ/mol[6]
4. Ionisierungsenergie	217.7185843(17) eV[5] ≈ 21006.64 kJ/mol[6]
Physikalisch[2]
Aggregatzustand	fest
Kristallstruktur	hexagonal (dichtest gepackt)
Dichte	1,848 g/cm³ (20 °C)[7]
Mohshärte	5,5
Magnetismus	diamagnetisch (χm = −2,3 · 10−5)[8]
Schmelzpunkt	1560 K (1287 °C)
Siedepunkt	3243 K[9] (2969 °C)
Molares Volumen	4,85 · 10−6 m3·mol−1
Verdampfungsenthalpie	309 kJ·mol−1[9]
Schmelzenthalpie	7,95 kJ·mol−1
Schallgeschwindigkeit	13000 m·s−1
Spezifische Wärmekapazität	1825[1] J·kg−1·K−1
Austrittsarbeit	4,98 eV[10]
Elektrische Leitfähigkeit	25 · 106 S·m−1
Wärmeleitfähigkeit	190 W·m−1·K−1
Chemisch[2]
Oxidationszustände	2, 1, 0[11]
Normalpotential	−1,97 V (Be2+ + 2 e− → Be)
Elektronegativität	1,57 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 7Be in Spuren 53,12 d ε 0,862 7Li 8Be {syn.} 6,722 · 10−17 s 2 α 0,092 – 9Be 100 % Stabil 10Be in Spuren 1,51 · 106 a β− 0,556 10B 11Be {syn.} 13,81 s β− 11,506 11B
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
Spin- Quanten- zahl I γ in rad·T−1·s−1 Er (1H) fL bei B = 4,7 T in MHz 9Be −3/2 0+3,759 · 107 0,0139 028,12
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[13] ggf. erweitert[12] Gefahr H- und P-Sätze H: 301​‐​315​‐​317​‐​319​‐​330​‐​335​‐​350i​‐​372 P: 201​‐​260​‐​280​‐​284​‐​301+310+330​‐​304+340+310[12]
Toxikologische Daten	51 mg/kg (LD50, Ratte, intratracheal)[14] 0,496 mg/kg (LD50, Ratte, i.v.)[15]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Beryllium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Be und der Ordnungszahl 4. Sein Name lässt sich vom Mineral Beryll, einem berylliumhaltigen Edelstein, ableiten (altgriechisch βήρυλλος bēryllos, deutsch ‚meergrüner Edelstein, Beryll‘,^[16] lateinisch beryllos ‚meergrüner indischer Edelstein, Beryll‘^[17]).^[18] In diesem Mineral sowie im Bertrandit ist auch der größte Teil des in der Erdkruste vorhandenen Berylliums gebunden. Beryllium gehört zu den seltener vorkommenden Metallen.^[19]

Entdeckt wurde es als Bestandteil des Minerals Beryll bereits 1798 von Louis-Nicolas Vauquelin und wegen des süßlichen Geschmacks der isolierten berylliumhaltigen Verbindungen (zum Beispiel des Hydroxids) zunächst Glucine^[20] genannt. Elementares Beryllium wurde erstmals 1828 von Friedrich Wöhler und unabhängig davon von Antoine Bussy hergestellt.^[19]

Im Periodensystem steht Beryllium in der zweiten Hauptgruppe (2. IUPAC-Gruppe) und zählt daher zu den Erdalkalimetallen. Als Element der zweiten Periode zählt es zu den leichten Erdalkalimetallen. Es hat wegen des Verhältnisses zwischen Ladung und Durchmesser des zweiwertigen Ions aber einige für diese Gruppe ungewöhnliche Eigenschaften; zum Beispiel hat es eine höhere Dichte als seine beiden Homologe Magnesium und Calcium.^[21][22]

Das stahlgraue Leichtmetall ist sehr hart und spröde, hat einen höheren Elastizitätsmodul als Stahl und wird meist als Legierungszusatz verwendet. In Verbindungen ist es zweiwertig. Im Vergleich mit den anderen leichten Alkali- und Erdalkalimetallen (Lithium, Natrium, Kalium, Magnesium und Calcium) ist es außergewöhnlich giftig und gesundheitsschädlich.^[19][23]

1. ↑ ^{a b} Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
2. ↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Beryllium) entnommen.
3. ↑ IUPAC, Standard Atomic Weights Revised 2013.
4. ↑ Manjeera Mantina, Adam C. Chamberlin, Rosendo Valero, Christopher J. Cramer, Donald G. Truhlar: Consistent van der Waals Radii for the Whole Main Group. In: The Journal of Physical Chemistry A. 113, 2009, S. 5806–5812, doi:10.1021/jp8111556.
5. ↑ ^{a b c d} Eintrag zu beryllium in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1). Hrsg.: NIST, Gaithersburg, MD. doi:10.18434/T4W30F (physics.nist.gov/asd).  Abgerufen am 11. Juni 2020.
6. ↑ ^{a b c d} Eintrag zu beryllium bei WebElements, www.webelements.com, abgerufen am 11. Juni 2020.
7. ↑ N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. 1. Auflage. VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9, S. 136.
8. ↑ Robert C. Weast (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
9. ↑ ^{a b} Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
10. ↑ Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing: Lehrbuch der Experimentalphysik. Band 6: Festkörper. 2. Auflage. Walter de Gruyter, 2005, ISBN 3-11-017485-5, S. 361.
11. ↑ Corinna Czernetski, Merle Arrowsmith, Holger Braunschweig: A Neutral Beryllium(I) Radical In: Angewandte Chemie (Zeitschrift). doi:10.1002/anie.202108405.
12. ↑ ^{a b} Eintrag zu Beryllium in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 30. April 2017. (JavaScript erforderlich)
13. ↑ Eintrag zu Beryllium im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. August 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
14. ↑ V. S. Kushneva: Spravochnik po Toksikologii i Gigienicheskim Normativam. IzdAT, Moskau 1999, ISBN 5-86656-092-5, S. 23.
15. ↑ Laboratory Investigation. Vol. 15, 1966, S. 176.
16. ↑ Wilhelm Pape, Max Sengebusch (Bearb.): Handwörterbuch der griechischen Sprache. 3. Auflage, 6. Abdruck, Vieweg & Sohn, Braunschweig 1914. 1914, abgerufen am 23. Juli 2020. 
17. ↑ Karl Ernst Georges: Ausführliches lateinisch-deutsches Handwörterbuch. 8., verbesserte und vermehrte Auflage. Hahnsche Buchhandlung, Hannover 1918 (zeno.org [abgerufen am 23. Juli 2020]). 
18. ↑ Uwe Ocken: Die Entdeckung der Chemischen Elemente und die Etymologie ihrer Namen. Von der Antike über die Alchemie bis zum Atomzeitalter. BoD – Books on Demand, 2018, ISBN 978-3-7460-5759-0, S. 129 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
19. ↑ ^{a b c} Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen HoWi.
20. ↑ Vgl. Annales de Chimie (1798), S. 264 und 265 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
21. ↑ Paddy Gannon: Revise AS Chemistry for AQA. Heinemann, 2005, ISBN 978-0-435-58318-7, S. 41 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
22. ↑ Michael Clugston, Rosalind Flemming: Advanced Chemistry. OUP Oxford, 2000, ISBN 978-0-19-914633-8, S. 294 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
23. ↑ Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen 10.1002/3527600418.mb744041verd0034.