O Elemento Berílio — Átomo de Berílio

Beryllium é um elemento químico da tabela periódica que tem o símbolo Be e o número atómico 4. Um elemento bivalente tóxico, o berílio é um metal de aço cinza, forte, leve mas frágil, alcalino, que é usado principalmente como agente de endurecimento em ligas (mais notadamente, o cobre de berílio).

lítio – berílio – boro Be Mg
General
Nome, Símbolo, Número	Beryllium, Be, 4
Série	Metales de terra alcalinos
Grupo, Período, Bloco	2 (IIA), 2, s
Densidade, Dureza	1848 kg/m3, 5.5
Aspecto	Metal branco-cinza
Propriedades atómicas
Peso atómico	9.01218 amu
Raio atómico	112 pm
Raioovalente	90 pm
Van der Waals raio	unknown
Configuração electrónica	2s2
e- s por nível de energia	2, 2
Estados de oxidação (óxido)	2 (anfotérico)
Estrutura cristalina	Hexagonal
Propriedades físicas
Estado da matéria	Sólido (diamagnético)
Ponto de fusão	1551.15 K
Ponto de fusão	3243.15 K
Volume solar	4.85 ×10-6 m3/mol
Calor de vaporização	292,40 kJ/mol
Calor de fusão	12.20 kJ/mol
Pressão de vapor	4180 Pa
Velocidade do som	13000 m/s
Diversos
Electronegatividade	1.57 (escala de Pauling)
Capacidade térmica específica	1825 J/kg*K
Condutividade eléctrica	31.3 106/m ohm
Condutividade térmica	201 W/m*K
1º potencial de ionização	899,5 kJ/mol
2º potencial de ionização	1757.1 kJ/mol
3º potencial de ionização	14848,7 kJ/mol
unidadesSI & STP são usadas excepto onde indicado.

Beryllium tem um dos maiores pontos de fusão dos metais leves. O módulo de elasticidade do berílio é aproximadamente 1/3 maior do que o do aço. Tem excelente condutividade térmica, não é magnético e resiste ao ataque do ácido nítrico concentrado. É altamente permeável aos raios X, e os neutrões são libertados quando são atingidos por partículas alfa, como do rádio ou do polónio (cerca de 30 neutrões/milhões de partículas alfa). À temperatura e pressão padrão o berílio resiste à oxidação quando exposto ao ar (embora sua capacidade de riscar o vidro seja provavelmente devido à formação de uma fina camada de óxido).

Aplicações

• Beryllium é usado como um agente de liga na produção de cobre de berílio. (Be tem a capacidade de absorver grandes quantidades de calor.) As ligas de berílio-cobre são utilizadas numa grande variedade de aplicações devido à sua condutividade eléctrica e térmica, alta resistência e dureza, propriedades não magnéticas, juntamente com uma boa resistência à corrosão e fadiga. Estas aplicações incluem a fabricação de: eléctrodos de soldadura por pontos, molas, ferramentas sem faiscamento e contactos eléctricos.
• Devem à sua rigidez, peso leve e estabilidade dimensional em uma ampla faixa de temperatura, graus de berílio puro e compósitos de matriz metálica de alumínio-berílio também são usados nas indústrias de defesa e aeroespacial como materiais estruturais leves em aeronaves de alta velocidade, mísseis, veículos espaciais e satélites de comunicação.
• Chapas finas de folha de berílio são usadas com diagnóstico de detecção de raios X para filtrar a luz visível e permitir que apenas os raios X sejam detectados.
• No campo da litografia de raios X o berílio está a ser utilizado para a reprodução de circuitos integrados microscópicos.
• Por ter uma secção transversal de baixa absorção de neutrões térmicos, a indústria de energia nuclear utiliza este metal em reactores nucleares como reflector e moderador de neutrões.
• Beryllium também é usado na fabricação de giroscópios, vários equipamentos de informática, molas de relógio e instrumentos onde o peso leve, a rigidez e a estabilidade dimensional são necessários.
• Óxido de berílio é útil para muitas aplicações que requerem um excelente condutor de calor, com alta resistência e dureza, com um ponto de fusão muito elevado, e que actua como isolante eléctrico.
• Os compostos de berílio já foram usados em tubos de iluminação fluorescente, mas este uso foi descontinuado devido à beriliose nos trabalhadores que fabricam os tubos (ver abaixo).

História

O nome berílio vem do grego berilo, berilo. Em tempos o berílio foi referido como glucinium (do grego glykys, doce), devido ao sabor doce dos seus sais. Este elemento foi descoberto por Louis Vauquelin em 1798 como o óxido em berilo e em esmeraldas. Friedrich Wöhler e A. A. Bussy isolaram o metal independentemente em 1828, reagindo potássio sobre cloreto de berílio.

Ocorrência

Beryllium é encontrado em 30 minerais diferentes, os mais importantes dos quais são bertrandite, berilo, crisoberilo, e fenacite. As formas preciosas de berilo são a água-marinha e a esmeralda. As mais importantes fontes comerciais de berílio e seus compostos são o berilo e a bertrandite. Atualmente, a maior parte da produção deste metal é realizada através da redução do fluoreto de berílio com o metal de magnésio. O berílio metálico não se tornou facilmente disponível até 1957.

Isolamento

Isótopos

Beryllium tem apenas um isótopo estável, o Be-9. O berílio cosmogênico (Be-10) é produzido na atmosfera pela espalação dos raios cósmicos de oxigênio e nitrogênio. Como o berílio tende a existir em solução a níveis de pH inferiores a cerca de 5,5 (e a maior parte da água da chuva tem um pH inferior a 5), ele entrará em solução e será transportado para a superfície da Terra através da água da chuva. À medida que a precipitação se torna rapidamente mais alcalina, o Be cai fora da solução. O Be-10 cosmogénico acumula-se assim na superfície do solo, onde a sua meia-vida relativamente longa (1,5 milhões de anos) permite um longo tempo de residência antes de se decompor em B-10 (boro). O Be-10 e seus produtos derivados têm sido usados para examinar a erosão do solo, a formação do solo a partir do rególito, o desenvolvimento de solos lateríticos, assim como variações na atividade solar e a idade dos núcleos de gelo.

O fato de Be-7 e Be-8 serem instáveis tem profundas conseqüências cosmológicas, pois significa que elementos mais pesados que o berílio não poderiam ser produzidos pela fusão nuclear no big bang. Além disso, os níveis de energia nuclear do berílio-8 são tais que o carbono pode ser produzido dentro das estrelas, tornando assim a vida possível. (Ver processo triple-alpha e big bang nucleosynthesis).

Precauções

Berílio e seus sais são substâncias tóxicas e potencialmente cancerígenas. A beriliose crônica é uma doença granulomatosa pulmonar e sistêmica causada pela exposição ao berílio. A doença aguda do berílio sob a forma de pneumonia química foi relatada pela primeira vez na Europa, em 1933, e nos Estados Unidos, em 1943. Casos de beriliose crônica foram descritos pela primeira vez em 1946 entre trabalhadores de fábricas que fabricavam lâmpadas fluorescentes em Massachusetts. A beriliose crônica assemelha-se à sarcoidose em muitos aspectos, e o diagnóstico diferencial é frequentemente difícil.

Embora o uso de compostos de berílio em lâmpadas fluorescentes tenha sido interrompido em 1949, existe potencial para exposição ao berílio nas indústrias nuclear e aeroespacial e no refino de berílio metálico e fusão de ligas contendo berílio, na fabricação de dispositivos eletrônicos, e no manuseio de outros materiais contendo berílio.

Early researchers tasted beryllium and its various compounds for sweetness in order to verify its presence. Os modernos equipamentos de diagnóstico já não necessitam deste procedimento de alto risco e não deve ser feita nenhuma tentativa de ingerir esta substância. O berílio e seus compostos devem ser manuseados com muito cuidado e devem ser tomadas precauções especiais ao realizar qualquer atividade que possa resultar na liberação de poeira de berílio (câncer de pulmão é um possível resultado da exposição prolongada à poeira carregada de berílio).

Esta substância pode ser manuseada com segurança se determinados procedimentos forem seguidos. Nenhuma tentativa deve ser feita para trabalhar com berílio antes de se familiarizar com os procedimentos corretos de manuseio.

Efeitos à saúde

Beryllium pode ser prejudicial se você o respirar. Os efeitos dependem de quanto você está exposto e por quanto tempo. Se os níveis de berílio forem suficientemente altos (superiores a 1000 ¼g/m³), pode ocorrer uma condição aguda. Esta condição assemelha-se a uma pneumonia e é chamada doença aguda do berílio. Os padrões do ar ocupacional e comunitário são eficazes na prevenção da maioria dos danos pulmonares agudos.

Algumas pessoas (1-15%) tornam-se sensíveis ao berílio. Estes indivíduos podem desenvolver uma reacção inflamatória no sistema respiratório. Esta condição é chamada doença crônica de berílio (CDB), e pode ocorrer muitos anos após a exposição a níveis de berílio superiores ao normal (superior a 0,2 ¼g/m³). Esta doença pode fazer você se sentir fraco e cansado, e pode causar dificuldade em respirar. Também pode resultar em anorexia, perda de peso, e também pode levar ao aumento do lado direito do coração e a doenças cardíacas em casos avançados. Algumas pessoas que estão sensibilizadas ao berílio podem não apresentar quaisquer sintomas. É improvável que a população em geral desenvolva doença aguda ou crônica de berílio porque os níveis de berílio no ar ambiente são normalmente muito baixos (0,00003-0,0002 ¼g/m³).

Berílio não foi relatado para causar efeitos em humanos porque muito pouco berílio é absorvido do estômago e intestinos. Úlceras têm sido observadas em cães que ingerem berílio na dieta. O contato do berílio com a pele que foi raspada ou cortada pode causar erupções ou úlceras.

A exposição prolongada ao berílio pode aumentar o risco de desenvolver câncer de pulmão em pessoas.

O Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos Estados Unidos (DHHS) e a Agência Internacional de Pesquisa do Câncer (IARC) determinaram que o berílio é um carcinógeno humano. A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) determinou que o berílio é um provável carcinógeno humano. A EPA estimou que a exposição ao berílio durante toda a vida a 0,04 ¼g/m³ pode resultar em uma chance em mil de desenvolver câncer.

Não há estudos sobre os efeitos à saúde de crianças expostas ao berílio. É provável que os efeitos na saúde de crianças expostas ao berílio sejam semelhantes aos efeitos observados em adultos. Não sabemos se as crianças diferem dos adultos na sua susceptibilidade ao berílio.

Não sabemos se a exposição ao berílio resultará em defeitos de nascença ou outros efeitos no desenvolvimento das pessoas. Os estudos sobre os efeitos no desenvolvimento em animais não são conclusivos.

Beryllium pode ser medido na urina e no sangue. A quantidade de berílio no sangue ou na urina pode não indicar quanto ou quão recentemente foi exposto. Os níveis de berílio também podem ser medidos em amostras de pulmão e de pele. Esses exames geralmente não estão disponíveis no consultório, mas o médico pode enviar as amostras para um laboratório que pode realizar os exames.

Outro exame de sangue, o teste de proliferação linfocitária de berílio no sangue (BeLPT), identifica a sensibilização ao berílio e tem valor preditivo para a CDB.

Níveis típicos de berílio que as indústrias podem liberar no ar são da ordem de 0,01 ¼g/m³, com uma média de 30 dias, ou 2 ¼g/m³ de ar na sala de trabalho para um turno de 8 horas.