ผลต่างระหว่างรุ่นของ "เบริลเลียม"
ลไม่มีความย่อการแก้ไข |
เพิ่มเนื้อหา |
||
บรรทัด 1: | บรรทัด 1: | ||
{{กล่องข้อมูล เบริลเลียม}} |
{{กล่องข้อมูล เบริลเลียม}} |
||
'''เบริลเลียม''' ({{lang-en|Beryllium}}) เป็น[[ธาตุเคมี|ธาตุ]]ใน[[ตารางธาตุ]]ที่มีสัญลักษณ์ '''Be''' และ[[เลขอะตอม]] 4 เป็นธาตุ[[ไบวาเลนต์]]ที่มีพิษ [[น้ำหนักอะตอม]] 9.0122 amu [[จุดหลอมเหลว]] 1287°C [[จุดเดือด]] (โดยประมาณ) 2970°C [[ความหนาแน่น]] (จากการคำนวณ) 1.85 g/cm<sup>3</sup> [[เลขออกซิเดชันสามัญ]] + 2 เบริลเลียมเป็น[[โลหะแอลคาไลน์เอิร์ธ]] มีสีเทาเหมือนเหล็ก แข็งแรง น้ำหนักเบา แต่เปราะ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เป็นตัวที่ทำให้[[โลหะผสม]]แข็งขึ้น (โดยเฉพาะ[[ทองแดงเบริลเลียม]]) |
'''เบริลเลียม''' ({{lang-en|Beryllium}}) เป็น[[ธาตุเคมี|ธาตุ]]ใน[[ตารางธาตุ]]ที่มีสัญลักษณ์ '''Be''' และ[[เลขอะตอม]] 4 เป็นธาตุ[[ไบวาเลนต์]]ที่มีพิษ [[น้ำหนักอะตอม]] 9.0122 amu [[จุดหลอมเหลว]] 1287°C [[จุดเดือด]] (โดยประมาณ) 2970°C [[ความหนาแน่น]] (จากการคำนวณ) 1.85 g/cm<sup>3</sup> [[เลขออกซิเดชันสามัญ]] + 2 เบริลเลียมเป็น[[โลหะแอลคาไลน์เอิร์ธ]] มีสีเทาเหมือนเหล็ก แข็งแรง น้ำหนักเบา แต่เปราะ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เป็นตัวที่ทำให้[[โลหะผสม]]แข็งขึ้น (โดยเฉพาะ[[ทองแดงเบริลเลียม]]) |
||
== รากศัพท์ == |
|||
เดิม Louis-Nicolas Vauquelin ตั้งชื่อว่า กลูซิเนียม ( สัญลักษณ์อดีด Gl, glucinium ) มาจากภาษากรีก glykys แปลว่า “หวาน” เนื่องจากสารประกอบเบริลเลียมมีความหวาน ในปี ค.ศ. 1828 Martin Heinrich Klaproth ตั้งชื่อว่า เบริลเลียม ตามชื่อแร่ เบริล ( Beryl, ภาษากรีก Beryllos ) |
|||
== การค้นพบ == |
== การค้นพบ == |
||
ในการวิเคราะห์ช่วงแรก แร่เบริลกับมรกตพบสารที่คล้ายคลึงกัน จึงสรุปผิดเป็นอะลูมิเนียมซิลิเคต และนักแร่วิทยา René Just Haüy พบว่าแร่สองชนิตนี้มีโครงสร้างผลึกที่คล้ายกันมาก จึงพบนักเคมี Louis-Nicolas Vauquelin เพื่อวิเคราะห์แร่ทางเคมี ในปี ค.ศ. 1797 Vauquelin แยกสารประกอบเบริลเลียมออกจากอะลูมิเนียมโดยนำแร่เบริลปฏิกิริยากับเบสจนเกิดการหลอมเหลวของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์<ref>Vauquelin, Louis-Nicolas (1798), “[http://books.google.com/books?id=dB8AAAAAMAAJ&pg=RA1-PA155 De l'Aiguemarine, ou Béril; et découverie d'une terre nouvelle dans cette pierre]”, ''Annales de Chimie'' (26): 155-169</ref> |
|||
ผู้ค้นพบ ในปี ค.ศ. 1797 Vauquelin ได้พบว่าเบริลเลียมเป็นองค์ประกอบหนึ่งของแร่ beryl |
|||
ในปี ค.ศ. 1828 Wohler และ Bussy เตรียมธาตุนี้ได้โดยรีดิวส์ BeCl2 ด้วยโลหะ K แต่ Be ที่ได้นั้นเป็นผงทีไม่บริสุทธิ์นัก |
|||
ปี ค.ศ. 1828 Friedrich Wöhler<ref>Wöhler, Friedrich (1828), “Ueber das Beryllium und Yttrium”, ''Annalen der Physik'' '''89''' (8): 577-582, Bibcode: [[bibcode:1828AnP....89..577W|1828AnP....89..577W]], doi:[[doi:10.1002/andp.18280890805|10.1002/andp.18280890805]]</ref> และ Antoine Busy<ref>Bussy, Antoine (1828), “[http://books.google.com/books?id=pwUFAAAAQAAJ&pg=PA456 D'une travail qu'il a entrepris sur le glucinium]”, ''Journal de Chimie Medicale'' (4): 456-457</ref> ต่างก็สามารถแยกธาตุเบริลเลียมด้วยวิธีปฏิกิริยาโลหะโพแทสเซียมกับเบริลเลียมคลอไรด์ |
|||
ในปี ค.ศ. 1899 Lebrau นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสตีพิมพ์ผลงานการเตรียม Be โดยวิธีการแยกสลายด้วยไฟฟ้า (electrolysis) ของโซเดียม เบริลเลียม ฟลูออไรด์ ได้ผลึกเล็ก ๆ ของ Be มีรูปหกเหลี่ยม (hexagonal) นอกจากนี้แล้วเขายังเตรียมโลหะเจือของ Be-Cu ได้ด้วย เบริลเลียมในรูปของสารประกอบมีกระจายทั่วไปในเปลือกโลกของเรา เปลือกโลกของเรามี Be 0.001 % |
|||
<chem>BeCl2 + 2K -> 2KCl + Be</chem> |
|||
วิธีนี้สามารถสร้างได้แค่เม็ดโลหะเบริลเลียมขนาดเล็กเนื่องจากผลิตโพแทสเซียมด้วยวิธีการแยกด้วยไฟฟ้าจากสารประกอบโพแทสเซียมจึงไม่สามารถสร้างแท่งโลหะเบริลเลียมด้วยวิธีหล่อหรือวิธีตีรูป<ref>{{Cite book|url=https://www.worldcat.org/oclc/674895549|title=Genso o shiru jiten : Sentan zairyō eno nyūmon|date=2004|publisher=Kaimeisha|others=Masato Murakami, 雅人 村上|isbn=4-87525-220-X|location=Tōkyō|oclc=674895549}}</ref> ปี ค.ศ. 1898 Paul Lebeau เก็บตัวอย่างโลหะเบริลเลียมบริสุทธิ์ด้วยวิธีการแยกด้วยไฟฟ้าของสารละลายเบริลเลียมฟลูออไรด์และโซเดียมฟลูออไรด์ <ref>{{Cite book|last=Weeks|first=Mary Elvira|url=https://www.worldcat.org/oclc/71322678|title=The discovery of the elements|date=2003|publisher=Kessinger Pub|isbn=0-7661-3872-0|location=[Whitefish, Mont.]|oclc=71322678}}</ref>ในศตวรรษที่ 19 เมื่อพบสารประกอบเบริลลียมใหม่ นอกจากรายงานจุดหลอมเหลวกับค่าการละลายแล้วยังรายงานรสชาติเป็นเรื่องปกติ<ref>{{Cite book|url=https://www.worldcat.org/oclc/1022213386|title=Muki kagaku.|date=2009|publisher=東京化学同人|others=Geoffrey Rayner-Canham, T. Overton, hiroshi Nishihara, shigeru Takagi, hiroshi Moriyama, 寛 西原|isbn=978-4-8079-0684-0|oclc=1022213386}}</ref> |
|||
การผลิตเบริลเลียมมีตั้งแต่ก่อนสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง แต่เริ่มผลิตปริมาณมากในต้นทศวรรษที่ 1930 ปริมาณผลิตของเบริลเลียมเพิ่มมากขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองเนื่องจากความต้องการของโลหะผสมเบริลเลียมที่แข็งแรงและสารเรืองแสงบนหลอดฟลูออเรสเซนต์เพิ่ม หลอดฟลูออเรสเซนต์ช่วงแรกใช้สารออร์โทซิงค์ซิลิเคตที่ผสมเบริลเลียมแต่หลังจากพบความเป็นพิษ ใช้สารประเภทฮาโลฟอสเฟตเป็นสารเรืองสารแทน<ref>{{Cite book|url=https://www.worldcat.org/oclc/49570059|title=Revolution in lamps : a chronicle of 50 years of progress|date=2001|publisher=Fairmont Press|others=Raymond Kane, Heinz Sell|isbn=0-88173-378-4|edition=2nd ed|location=Lilburn, GA|oclc=49570059}}</ref> การใช้เบริลเลียมในช่วงแรกยังใช้เป็นเบรกของเครื่องบินทหารเนื่องจากมีความแข็ง จุดหลอมแหลวสูง และมีความสามารถในการระบายความร้อนสูง แต่ด้วยการคำนึงถึงสิ่งแวดล้อมจึงแทนเป็นวัสดุอื่นๆ<ref>{{Cite book|url=https://www.worldcat.org/oclc/320545181|title=Materials.|date=2006|publisher=Springer|others=P. Beiss, R. Ruthardt, Hans Warlimont, K. Yagi|isbn=978-3-540-42942-5|location=Berlin|oclc=320545181}}</ref> |
|||
== ลักษณะ == |
|||
เบริลเลียมผลิตจากแร่ธาตุอย่างแร่เบริล แร่เบริลเป็นแร่รัตนชาติที่มีชื่อเรียกอื่นว่า อะความารีน และ มรกต ตามสีที่เกิดจากสิ่งเจือปนในแร่ โครงสร้างผลึกที่เสถียรสุดในอุณหภูมิและความดันปกติคือ Hexagonal close-packed โลหะบริสุทธิ์มีสีเทาขาว และเมื่ออยู่ในอากาศจะเกิดชั้นออกไซด์ ทำให้อยู่อย่างเสถียร มีค่าความแข็งในระดับ 6 ถึง 7 ในมาตราโมสซึ่งแข็งและเปราะในอุณหภูมิห้อง แต่เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความเหนียวจะเพิ่มขึ้น สามารถละลายในทั้งสภาวะกรดและเบส ไอโซโทปที่เสถียรของเบริลเลียมไม่ได้สังเคราะห์ด้วยการสังเคราะห์นิวเคลียสในดาวฤกษ์แต่สังเคราะห์จากการแตกเป็นเสี่ยงโดยรังสีคอสมิกของธาตุหนักอย่างคาร์บอนและไนโตรเจน |
|||
ในตารางธาตุ เบริลเลียมจัดอยู่ในธาตุหมู่ 2 แต่มีสมบัติคล้ายกับอะลูมิเนียมที่อยู่ในธาตุหมู่ 13 มากกว่าแคลเซียมและสตรอนเซียมที่อยู่ในหมู่เดียวกัน ยกตัวอย่างเช่น แคลเซียมและสตรอนเซียมเมื่อตรวจสีเปลวไฟจะมีสีแต่เบริลเลียมไม่มีสี<ref>{{Cite web|title=無機化学. 上巻 - 国立国会図書館デジタルコレクション|url=https://dl.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/1377674|website=dl.ndl.go.jp|doi=10.11501/1377674}}</ref> จึงมีบางครั้งไม่จัดเบริลเลียมอยู่ในธาตุโลหะแอลคาไลน์เอิร์ท ถึงแม้จัดอย่ในธาตุหมู่ 2 นอกจากนั้นสารประกอบไบนารีของเบริลเลียมมีโครงสร้างคล้ายกับของสังกะสี |
|||
=== สมบัติทางกายภาพ === |
|||
เบริลเลียมมีไอโซโทปที่เสถียรอยู่ 2 ไอโซโทป และในอุณหภูมิและความดันปกติ ( ที่อุณหภูมิและความดันปกติมาตรฐาน ) มีโครงสร้างผลึกที่เสถียรที่สุดคือ Hexagonal close-packed ซึ่งมีค่าคงที่แลตทิซเป็น a=2.268Å, b=3.594Å เมื่ออยู่ในสภาวะอุณหภูมิสูง โครงสร้างผลึกแบบ Body-centered cubic จะเสถียรมากที่สุด มีค่าความแข็งในระดับ 6 ถึง7 <ref>Lawrence A. Warner et al.. “Occurrence of nonpegmatite beryllium in the United States”. ''U.S. Geological Survey professional paper'' (United States Geological Survey) '''318''': 2</ref>ในมาตราโมสเป็นค่าที่แข็งสุดในธาตุหมู่ 2 แต่เปราะจนสามารถทำเป็งผงโดยการทุบตีได้ อย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นความเหนียวจะเพิ่มขึ้น จึงมีความสามารถทางเครื่องกลสูง เหมาะสำหรับการใช้ในงานที่อุณหภูมิสูงอย่างเตาปฏิกรณ์ฟิวชั่น แต่ใช้ในงานเช่นนี้ กรณีอุณหภูมิต่ำกว่า 400°C สมบัติความเหนียวจะต่ำลงถึงขั้นมีปัญหาในการใช้งาน ความถ่วงจำเพาะเท่ากับ 1.816 จุดหลอมเหลวเท่ากับ1,284°C จุดเดือดเท่ากับ 2,767°C |
|||
เบริลเลียมมีค่ามอดูลัสของยังเท่ากับ 287GPa เป็นค่าที่มากกว่าค่ามอดูลัสของยังของเหล็กถึง 50 ดังนั้นมีความทนทานต่อการหักงอสูง ค่ามอดูลัสของยังที่สูงแสดงถึงความแข็งแกร่งของเบริลเลียมดีมาก และมีความเสถียรสูงในสภาวะที่ภารทางความร้อนมากจึงนิยมใช้เป็นชิ้นส่วนโครงสร้างของยานอวกาศและอากาศยาน นอกจากนั้นค่ามอดูลัสของยังที่สูงและเบริลเลียมมีความหนาแน่นค่อนข้างต่ำ ทำให้สมบัติการนำเสียงสูงถึงประมาณ 12.9 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งค่านี้เปลี่ยนแปลงตามสิ่งแวดล้อม จากสมบัตินี้นิยมใช้เป็นแผ่นสั่นของลำโพงหรือเครื่องเสียงอื่นๆ<ref>{{Cite book|url=https://www.worldcat.org/oclc/320545181|title=Materials.|date=2006|publisher=Springer|others=P. Beiss, R. Ruthardt, Hans Warlimont, K. Yagi|isbn=978-3-540-42942-5|location=Berlin|oclc=320545181}}</ref> |
|||
=== สมบัติทางเคมี === |
|||
ธาตุเบริลเลียมมีความสามารถในการปฏิกิริยารีดักชันสูง ศักยภาพการเกิดรีดักชันE<sub>0</sub>มีค่าเท่ากับ -1.85V ซึ่งค่านี้เกิดจากแนวโน้มเกิดเป็นไอออนที่สูงกว่าอะลูมิเนียมจึงคาดว่ามีความสามารถในปฏิกิริยา แต่ความจริงแล้วพื้นผิวจะเกิดชั้นออกไซด์ที่เสถียรจึงไม่เกิดปฏิกิริยากับน้ำและออกซิเจน แต่เมื่อเกิดปฏิกิริยาแล้วจะเกิดปฏิกิริยาเผาไหม้และได้สารผสมเบริลเลียมออกไซด์และเบริลเลียมไนไตรด์<ref>{{Cite book|last=Greenwood|first=N. N.|url=https://www.worldcat.org/oclc/48138330|title=Chemistry of the elements|date=1997|others=A. Earnshaw|isbn=0-585-37339-6|edition=2nd ed|location=Boston, Mass.|oclc=48138330}}</ref> |
|||
เบริลเลียมที่มีชั้นออกไซด์จะมีความต้านทานกับกรด แต่เมื่อเบริลเลียมที่เอาชั้นออกไซด์ออกแล้วปฏฺกิริยากับกรดที่มีความสามารถในการออกซิเดชั้นน้อยจะเกิดปฏิกิริยาอย่างรวดเร็ว ถ้าปฏิกิริยากับกรดที่มีความสามารถในการออกซิเดชันมากจะปฎิกิริยาช้า และปฏิกิริยากับเบสแก่จะเกิดไอออน<chem>[Be(OH)4 ]^2-</chem>และแก๊สไฮโดรเจน ซึ่งมีสมบัติคล้ายกับอะลูมิเนียม<ref>{{Cite book|url=https://www.worldcat.org/oclc/39147745|title=Advanced inorganic chemistry.|date=1999|others=F. Albert Cotton, F. Albert Cotton|isbn=0-471-19957-5|edition=6th edition|location=New York|oclc=39147745}}</ref> เบริลเลียมยังสามารถปฏิกิริยากับน้ำเกิดไฮโดรเจนและเบริลเลียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งเบริลเลียมไฮดรอกไซด์มีค่าการละลายต่ำและติดกับผิวเบริลเลียมจึงไม่เกิดปฏิกิริยาต่อเมื่อเบริลเลียมบริเวณพื้นผิวปฏิกิริยาทั้งหมด |
|||
การจัดเรียงอิเล็กตรอนของเบลิเลียมคือ[He]2s<sup>2</sup> เบริลเลียมมีพลังงานไอออไนเซชันสูงเมื่อเทียบกับขนาดอะตอม เบริลเลียมจึงยากที่จะเกิดเป็นไอออนและทำให้สารประกอบของเบริลเลียมเกิดพันธะโคเวเลนต์<ref>{{Cite book|url=https://www.worldcat.org/oclc/39147745|title=Advanced inorganic chemistry.|date=1999|others=F. Albert Cotton, F. Albert Cotton|isbn=0-471-19957-5|edition=6th edition|location=New York|oclc=39147745}}</ref> สาเหตุอีกอย่างคือเกิดจากความหนาแน่นประจุสูง จาก[[Fajans' rules]] ไอออนบวกที่ขนาดเล็กและมีความหนาแน่นประจุสูงจะดึงเวเลนซ์อิเล็กตรอนของไอออนบวก ( เรียกว่าโพลาไรซ์ ) ทำให้เกิดพันธะโคเวเลนต์ เบริลเลียมมีขนาดเล็กและมีประจุ 2+ จึงเกิดพันธะโคเวเลนต์<ref>{{Cite book|url=https://www.worldcat.org/oclc/1022213386|title=Muki kagaku.|date=2009|publisher=東京化学同人|others=Geoffrey Rayner-Canham, T. Overton, hiroshi Nishihara, shigeru Takagi, hiroshi Moriyama, 寛 西原|isbn=978-4-8079-0684-0|oclc=1022213386}}</ref> ธาตุในคาบที่ 2 มีแนวโน้มของพลังงานไอออไนเซชันตามมวลอะตอม แต่เบริลเลียมมีพลังงานไอออไนเซชันสูงกว่าโบรอนที่มีมวลมากกว่า สาเหตุเกิดจากเวเลนซ์อิเล็กตรอนของเบริลเลียมอยู่ในออร์บิทัล2s และเวเลนซ์อิเล็กตรอนของโบรอนอยู่ในออร์บิทัล2p อิเล็กตรอนในออร์บิทัล2pจะรับผลกระทบจากปรากฏการณ์การบังของอิเล็กตรอน(Shielding effect)ทำให้พลังงานไอออไนเซชันของอิเล็กตรอนในออร์บิทัล2pลดลง แต่อิเล้กตรอนในออร์บิทัล2sจะไม่ได้รับผลกระทบจากปรากฏการดังกล่าวจึงมีพลังงานไอออไนเซชันมากกว่าอิเล็กตรอนในออร์บิทัล2p เป็นสาเหตุที่เบริลเลียมมีพลังงานไอออไนเซชันมากกว่าโบรอน<ref>{{Cite book|url=https://www.worldcat.org/oclc/836103057|title=Butsuri kagaku. 002.|date=2008|publisher=Kagakudōjin|others=Kazuaki Itō, 伊藤和明|isbn=4-7598-1085-4|location=Kyōto|oclc=836103057}}</ref> |
|||
[[สารประกอบโคออร์ดิเนชัน|สารเชิงซ้อนโคออร์ดิเนชัน]]หรือ[[สารประกอบโคออร์ดิเนชัน|ไอออนเชิงซ้อนโคออร์ดิเนชัน]]ของเบริลเลียมส่วนใหญ่เกิด4[[พันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์]] ยกตัวอย่างเช่น <chem>[Be(H2O)4]^2+</chem>, <chem>[BeX4]^2-</chem> EDTAจะเกิดเป็นลิแกนด์ของเบริลเลียมเกิดสารเชิงซ้อนทรงแปดหน้ามากกว่าลิแกนด์อื่นๆจึงนิยมใช้ในการวิเคราะห์สาร เช่น เมื่อเติมEDTAลงในสารเชิงซ้อนอะซิติลอะซิโตนกับเบริลเลียม EDTAจะเกิดสารเชิงซ้อนแทนที่อะซิติลอะซิโตนและอะซิติลอะซิโตนจะหลุดออก สามารถสกัดเบริลเลียมด้วยสารละลายได้ วิธีนี้อาจจะถูกรบกวนโดยไอออนบวกอื่นๆเช่นAl<sup>3+</sup><ref>{{Cite journal|last=Okutani|first=Tadao.|last2=Tsuruta|first2=Yasuhiro.|last3=Sakuragawa|first3=Akio.|date=1993-05-01|title=Determination of a trace amount of beryllium in water samples by graphite furnace atomic absorption spectrometry after preconcentration and separation as a beryllium-acetylacetonate complex on activated carbon|url=https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ac00057a026|journal=Analytical Chemistry|language=en|volume=65|issue=9|pages=1273–1276|doi=10.1021/ac00057a026|issn=0003-2700}}</ref> |
|||
== การประยุกต์ใช้ == |
== การประยุกต์ใช้ == |
||
บรรทัด 15: | บรรทัด 43: | ||
* ใช้ทำหน้าต่างพิเศษสำหรับหลอดรังสี -X |
* ใช้ทำหน้าต่างพิเศษสำหรับหลอดรังสี -X |
||
* โลหะเจือ Be-Cu ใช้เติมในเชื้อเพลิงจรวด |
* โลหะเจือ Be-Cu ใช้เติมในเชื้อเพลิงจรวด |
||
== ความอันตราย == |
|||
เมื่อร่างกายได้รับเบริลเลียมจะมีความอันตรายจึงเป็นอุปสรรคต่อใช้ในเชิงพาณิชย์ เบริลเลียมมีความกัดกร่อนต่อเนื้อเยื่อจนเกิดโรคเบริลเลียมเรื้อรังที่อันตรายถึงเสียชีวิต |
|||
=== ผลกระทบต่อร่างกาย === |
|||
เบริลเลียมเป็นสารที่มีความอันตรายสูง ก่อโรคร้ายแรงต่อบริเวณปอดที่รู้จักกันในชื่อ Berylliosis, โรคเบริลเลียมเรื้อรัง เบริลเลียมเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำและเป็นสารกัดกร่อนเนื้อเยื่อ เมื่อสูดดมสารประกอบที่ลาลายได้จะก่อโรคเบริลเลียมเฉียบพลันเป็นโรคกลุ่มปอดบวมทางเคมีเมื่อสัมผัสกับผิวโดยตรงเกิดอักเสบ |
|||
โรคเบริลเลียมเรื้อรัง( CBD ) มีระยะฟักตัวตั้งแต่อาทิตย์ถึง20ปี อัตราเสียชีวิต37%<ref>{{Cite journal|last=Hardy|first=Harriet L.|date=1965-11-25|title=Beryllium Poisoning — Lessons in Control of Man-Made Disease|url=http://www.nejm.org/doi/abs/10.1056/NEJM196511252732205|journal=New England Journal of Medicine|language=en|volume=273|issue=22|pages=1188–1199|doi=10.1056/NEJM196511252732205|issn=0028-4793}}</ref>และถ้าเป็นหญิงตั้งครรภ์จะมีอัตรามากกว่า โดยทั่วไปแล้วโรคเบริลเลียมเรื้อรังเป็นโรคภูมิต้านตนเอง คาดมีคนที่รู้สึกโรคได้ต่ำกว่า 5% กลไกเกิดโรคคือ เบริลเลียมส่งผลต่อการทำงานของเอนไซม์ทำให้ยับยั้งการแบ่งเซลและเมแทบอลิซึม โรคโรคเบริลเลียมเรื้อรังมีอาการคล้ายกับโรค Sarcoidosis จึงแยกโรคนี้เป็นสำคัญต่อการวินิฉัยโรค |
|||
โดยทั่วไปแล้วโรคเบริลเลียมเฉียบพลันเป็นโรคปอดบวมทางเคมี มีกลไกเกิดโรคที่แตกต่างจากโรคเบริลเลียมเรื้อรังมีนิยามว่า "เป็นโรคปอดที่เกิดจากเบริลเลียมใน1ปี"และปริมาณเบริลเลียมที่ได้รับกับความหนักของอาการมีความสัมพันธ์กัน ทราบว่าเกิดโรคเมื่อมีความเข้มข้นเบริลเลียมสูงกว่า 1000μg/m<sup>3</sup>และ ไม่เกิดโรคเมื่อต่ำกว่า 100μg/m<sup>3</sup> |
|||
ปัจจุบันจำนวนผู้ป่วยโรคโรคเบริลเลียมเฉียบพลันลดลงเนื่องจากมีการแก้ไขสภาพแวดล้อมการทำงานและตั้งเกณฑ์ แต่ยังเกิดโรคเบริลเลียมเรื้อรังจำนวนมากในอุตสาหกรรมที่ใช้เบริลเลียม พบว่ามีผู้ป่วยโรคในโรงงานที่รักษาเกณฑ์และคนที่ไม่ได้อยู่ในโรงงานยังได้รับเบริลเลียมจากการเผาผลาญเชื้อเพลิงฟอสซิล |
|||
องกรณ์IARCภายใต้WHOประกาศว่าเบริลเลียมและสารประกอบเบริลเลียมเป็นสารก่อมะเร็ง (Type1)<ref>"[http://www.inchem.org/documents/iarc/vol58/mono58-1.html Beryllium and Beryllium Compounds]". ''IARC Monograph''. '''58'''. International Agency for Research on Cancer. 1993. Retrieved 05 April 2021.</ref> สำนักงานประเมินความอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและอนามัยรัฐแคลิฟอร์เนีย(OEHHA)ได้คำนวณค่าเกณฑ์ความปลอดภับว่า1μg/L และหน่วยงานสารพิษและทะเบียนโรคได้คำณวนเกณฑ์ความเสี่ยงต่ำสุดเท่ากับ0.002mg/kg/day<ref>NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "[https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0054.html #0054]". [[:en:National_Institute_for_Occupational_Safety_and_Health|National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH)]].</ref> เบริลเลียมไม่ได้เมแทบอลิซึมในร่างกายจึงเมื่อเข้าไปแล้งถ่ายออกได้น้อยและส่วนใหญ่สะสมในกระดุกและถ่ายออกทางปัสสวะ<ref>{{Cite book|last=Luckey|first=T. D.|url=https://www.worldcat.org/oclc/851759882|title=Physiologic and Chemical Basis for Metal Toxicity|date=1977|publisher=Springer US|others=B. Venugopal|isbn=978-1-4684-2952-7|location=Boston, MA|oclc=851759882}}</ref> |
|||
=== ประวัติศาสตร์โรคเบริลเลียม === |
|||
ค.ศ.1933 มีรายงานว่าปอดบวมทางเคมีครั้งแรกที่เยอรมนี และต่อมา ค.ศ.1946มีรายงานโรคเบริลเลียมเรื้อรังที่สหรัฐอเมริกา โรคนี้พบมากในโรงงานผลิตหลอดฟลูออเรสเซนต์และโรงงานสกัดเบริลเลียมจึงในค.ศ.1949 ยกเลิกใช้เบริลเลียมในการผลิตหลอดฟลูออเรสเซนต์<ref>{{Cite book|last=Emsley|first=John|url=https://www.worldcat.org/oclc/46984609|title=Nature's building blocks : an A-Z guide to the elements|date=2001|publisher=Oxford University Press|isbn=0-19-850341-5|location=Oxford|oclc=46984609}}</ref>และต้นทศวรรษ1950 มีการตั้งเกณฑ์ความเข้มข้นสูงสุดเป็น 25μg/m<sup>3</sup> มีการแก้ไขสภาพแวดล้อมดังกล่าว จำนวนผู้ป่วยโรคเบริลเลียมเฉียบพลันลดลงอย่างรวดเร็วแต่ยังมีการใช้เบริลเลียมในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์และอากาศยานและยานอวกาศ,โลหะผสม,การผลิตอุปกรณ์ อิเล็กทรอนิกส์ ค.ศ.1952 สหรัฐอเมริกาเริ่มมีระบบจดทะเบียนโรคเบริลเลียมและก่อนปีค.ศ.1983 ได้จด 888 อาการ ในระบบนี้มีเกณฑ์วินิฉัย 6 เกณฑ์และถ้าตรงกับ 3 เกณฑ์จะถูกวินิฉัยเป็นโรคเบริลเลียมเรื้อรัง ในปีค.ศ.2001 ใช้เกณฑื 3 เกณฑ์คือตรวจสอบทางจุลพยาธิวิทยาโดยการตัดเนื้อเยื่อในปอดและตรวจ, ตรวสสอบ lymphocyte blast‐transformation และตรวจระยะเวลาที่อยู่กับเบริลเลียม |
|||
เบริลเลียมนิยมใช้เป็นสารเร่งปฏิกิริยานิวเคลียร์ในระเบิดปรมณูจึงมีนักวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาระเบิดปรมณูหลายคนเสียชีวิตด้วยโรคเบริลเลียม( ยกตัวอย่างเช่น นักฟิสิกส์สหรัฐอเมริกา Herbert L. Anderson ที่เกี่วข้องกับโครงการแมนฮัตตัน<ref>"[http://www.atomicarchive.com/Photos/CP1/image5.shtml Photograph of Chicago Pile One Scientists 1946]". Office of Public Affairs, Argonne National Laboratory. 19 June 2006. Retrieved 05 April 2021.</ref> ) |
|||
=== ความสามารถการระเบิด === |
|||
เบริลเลียมมีชั้นออกไซด์ห่อหุ้มจึงเป็นโลหะที่ไม่ว่องไวต่อปฏิกิริยาแต่มีสมบัติที่เมื่อเกิดติดไฟแล้วแล้วจะเผาไหม้ได้อย่างรวดเร็วจึงมีความเสี่ยงต่อเกิดการระเบิดฝุ่นเมื่อมีผงเบริลเลียมกระจายในอากาศ |
|||
== แหล่งข้อมูลอื่น == |
== แหล่งข้อมูลอื่น == |
||
* [http://www.atsdr.cdc.gov/csem/beryllium/ ATSDR Case Studies in Environmental Medicine: Beryllium Toxicity] U.S. Department of Health and Human Services |
|||
* [http://education.jlab.org/itselemental/ele004.html It's Elemental – Beryllium] |
|||
* MSDS: [https://web.archive.org/web/20070928003708/http://espi-metals.com/msds%27s/beryllium.pdf ESPI Metals] |
|||
* [http://www.periodicvideos.com/videos/004.htm Beryllium] at ''The Periodic Table of Videos'' (University of Nottingham) |
|||
* [https://www.cdc.gov/niosh/topics/beryllium/ National Institute for Occupational Safety and Health – Beryllium Page] |
|||
* [http://www.orau.org/nssp/ National Supplemental Screening Program (Oak Ridge Associated Universities)] |
|||
{{คอมมอนส์-หมวดหมู่|Beryllium}} |
{{คอมมอนส์-หมวดหมู่|Beryllium}} |
||
รุ่นแก้ไขเมื่อ 17:07, 5 เมษายน 2564
เบริลเลียม | |||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pronunciation | /bəˈrɪliəm/ | ||||||||||||||
Appearance | โลหะแข็งสีเทาขาว | ||||||||||||||
Standard atomic weight Ar°(Be) | |||||||||||||||
| |||||||||||||||
เบริลเลียม in the periodic table | |||||||||||||||
| |||||||||||||||
Group | group 2 (alkaline earth metals) | ||||||||||||||
Period | period 2 | ||||||||||||||
Block | s-block | ||||||||||||||
Electron configuration | [He] 2s2 | ||||||||||||||
Electrons per shell | 2, 2 | ||||||||||||||
Physical properties | |||||||||||||||
Phase at STP | ของแข็ง | ||||||||||||||
Melting point | 1560 K (1287 °C, 2349 °F) | ||||||||||||||
Boiling point | 2741 K (2468 °C, 4474 °F) | ||||||||||||||
Density (near r.t.) | 1.85 g/cm3 | ||||||||||||||
when liquid (at m.p.) | 1.690 g/cm3 | ||||||||||||||
Critical point | (extrapolated) 5205 K, MPa | ||||||||||||||
Heat of fusion | 12.2 kJ/mol | ||||||||||||||
Heat of vaporization | 297 kJ/mol | ||||||||||||||
Molar heat capacity | 16.443 J/(mol·K) | ||||||||||||||
Vapor pressure
| |||||||||||||||
Atomic properties | |||||||||||||||
Oxidation states | 0,[2] +1,[3] +2 (an amphoteric oxide) | ||||||||||||||
Electronegativity | Pauling scale: 1.57 | ||||||||||||||
Atomic radius | empirical: 112 pm | ||||||||||||||
Covalent radius | 96±3 pm | ||||||||||||||
Van der Waals radius | 153 pm | ||||||||||||||
Spectral lines of เบริลเลียม | |||||||||||||||
Other properties | |||||||||||||||
Natural occurrence | primordial | ||||||||||||||
Crystal structure | เฮกซะโกนัลปิดบรรจุ | ||||||||||||||
Speed of sound thin rod | 12890[4] m/s (at r.t.) | ||||||||||||||
Thermal expansion | 11.3 µm/(m⋅K) (at 25 °C) | ||||||||||||||
Thermal conductivity | 200 W/(m⋅K) | ||||||||||||||
Electrical resistivity | 36 n Ω⋅m (at 20 °C) | ||||||||||||||
Magnetic ordering | ไดอะแมกเนติก | ||||||||||||||
Young's modulus | 287 GPa | ||||||||||||||
Shear modulus | 132 GPa | ||||||||||||||
Bulk modulus | 130 GPa | ||||||||||||||
Poisson ratio | 0.032 | ||||||||||||||
Mohs hardness | 5.5 | ||||||||||||||
Vickers hardness | 1670 MPa | ||||||||||||||
Brinell hardness | 600 MPa | ||||||||||||||
CAS Number | 7440-41-7 | ||||||||||||||
History | |||||||||||||||
Discovery | Louis Nicolas Vauquelin (1797) | ||||||||||||||
First isolation | Friedrich Wöhler & Antoine Bussy (1828) | ||||||||||||||
Isotopes of เบริลเลียม | |||||||||||||||
Template:infobox เบริลเลียม isotopes does not exist | |||||||||||||||
เบริลเลียม (อังกฤษ: Beryllium) เป็นธาตุในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ Be และเลขอะตอม 4 เป็นธาตุไบวาเลนต์ที่มีพิษ น้ำหนักอะตอม 9.0122 amu จุดหลอมเหลว 1287°C จุดเดือด (โดยประมาณ) 2970°C ความหนาแน่น (จากการคำนวณ) 1.85 g/cm3 เลขออกซิเดชันสามัญ + 2 เบริลเลียมเป็นโลหะแอลคาไลน์เอิร์ธ มีสีเทาเหมือนเหล็ก แข็งแรง น้ำหนักเบา แต่เปราะ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เป็นตัวที่ทำให้โลหะผสมแข็งขึ้น (โดยเฉพาะทองแดงเบริลเลียม)
รากศัพท์
เดิม Louis-Nicolas Vauquelin ตั้งชื่อว่า กลูซิเนียม ( สัญลักษณ์อดีด Gl, glucinium ) มาจากภาษากรีก glykys แปลว่า “หวาน” เนื่องจากสารประกอบเบริลเลียมมีความหวาน ในปี ค.ศ. 1828 Martin Heinrich Klaproth ตั้งชื่อว่า เบริลเลียม ตามชื่อแร่ เบริล ( Beryl, ภาษากรีก Beryllos )
การค้นพบ
ในการวิเคราะห์ช่วงแรก แร่เบริลกับมรกตพบสารที่คล้ายคลึงกัน จึงสรุปผิดเป็นอะลูมิเนียมซิลิเคต และนักแร่วิทยา René Just Haüy พบว่าแร่สองชนิตนี้มีโครงสร้างผลึกที่คล้ายกันมาก จึงพบนักเคมี Louis-Nicolas Vauquelin เพื่อวิเคราะห์แร่ทางเคมี ในปี ค.ศ. 1797 Vauquelin แยกสารประกอบเบริลเลียมออกจากอะลูมิเนียมโดยนำแร่เบริลปฏิกิริยากับเบสจนเกิดการหลอมเหลวของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์[6]
ปี ค.ศ. 1828 Friedrich Wöhler[7] และ Antoine Busy[8] ต่างก็สามารถแยกธาตุเบริลเลียมด้วยวิธีปฏิกิริยาโลหะโพแทสเซียมกับเบริลเลียมคลอไรด์
วิธีนี้สามารถสร้างได้แค่เม็ดโลหะเบริลเลียมขนาดเล็กเนื่องจากผลิตโพแทสเซียมด้วยวิธีการแยกด้วยไฟฟ้าจากสารประกอบโพแทสเซียมจึงไม่สามารถสร้างแท่งโลหะเบริลเลียมด้วยวิธีหล่อหรือวิธีตีรูป[9] ปี ค.ศ. 1898 Paul Lebeau เก็บตัวอย่างโลหะเบริลเลียมบริสุทธิ์ด้วยวิธีการแยกด้วยไฟฟ้าของสารละลายเบริลเลียมฟลูออไรด์และโซเดียมฟลูออไรด์ [10]ในศตวรรษที่ 19 เมื่อพบสารประกอบเบริลลียมใหม่ นอกจากรายงานจุดหลอมเหลวกับค่าการละลายแล้วยังรายงานรสชาติเป็นเรื่องปกติ[11]
การผลิตเบริลเลียมมีตั้งแต่ก่อนสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง แต่เริ่มผลิตปริมาณมากในต้นทศวรรษที่ 1930 ปริมาณผลิตของเบริลเลียมเพิ่มมากขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองเนื่องจากความต้องการของโลหะผสมเบริลเลียมที่แข็งแรงและสารเรืองแสงบนหลอดฟลูออเรสเซนต์เพิ่ม หลอดฟลูออเรสเซนต์ช่วงแรกใช้สารออร์โทซิงค์ซิลิเคตที่ผสมเบริลเลียมแต่หลังจากพบความเป็นพิษ ใช้สารประเภทฮาโลฟอสเฟตเป็นสารเรืองสารแทน[12] การใช้เบริลเลียมในช่วงแรกยังใช้เป็นเบรกของเครื่องบินทหารเนื่องจากมีความแข็ง จุดหลอมแหลวสูง และมีความสามารถในการระบายความร้อนสูง แต่ด้วยการคำนึงถึงสิ่งแวดล้อมจึงแทนเป็นวัสดุอื่นๆ[13]
ลักษณะ
เบริลเลียมผลิตจากแร่ธาตุอย่างแร่เบริล แร่เบริลเป็นแร่รัตนชาติที่มีชื่อเรียกอื่นว่า อะความารีน และ มรกต ตามสีที่เกิดจากสิ่งเจือปนในแร่ โครงสร้างผลึกที่เสถียรสุดในอุณหภูมิและความดันปกติคือ Hexagonal close-packed โลหะบริสุทธิ์มีสีเทาขาว และเมื่ออยู่ในอากาศจะเกิดชั้นออกไซด์ ทำให้อยู่อย่างเสถียร มีค่าความแข็งในระดับ 6 ถึง 7 ในมาตราโมสซึ่งแข็งและเปราะในอุณหภูมิห้อง แต่เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความเหนียวจะเพิ่มขึ้น สามารถละลายในทั้งสภาวะกรดและเบส ไอโซโทปที่เสถียรของเบริลเลียมไม่ได้สังเคราะห์ด้วยการสังเคราะห์นิวเคลียสในดาวฤกษ์แต่สังเคราะห์จากการแตกเป็นเสี่ยงโดยรังสีคอสมิกของธาตุหนักอย่างคาร์บอนและไนโตรเจน
ในตารางธาตุ เบริลเลียมจัดอยู่ในธาตุหมู่ 2 แต่มีสมบัติคล้ายกับอะลูมิเนียมที่อยู่ในธาตุหมู่ 13 มากกว่าแคลเซียมและสตรอนเซียมที่อยู่ในหมู่เดียวกัน ยกตัวอย่างเช่น แคลเซียมและสตรอนเซียมเมื่อตรวจสีเปลวไฟจะมีสีแต่เบริลเลียมไม่มีสี[14] จึงมีบางครั้งไม่จัดเบริลเลียมอยู่ในธาตุโลหะแอลคาไลน์เอิร์ท ถึงแม้จัดอย่ในธาตุหมู่ 2 นอกจากนั้นสารประกอบไบนารีของเบริลเลียมมีโครงสร้างคล้ายกับของสังกะสี
สมบัติทางกายภาพ
เบริลเลียมมีไอโซโทปที่เสถียรอยู่ 2 ไอโซโทป และในอุณหภูมิและความดันปกติ ( ที่อุณหภูมิและความดันปกติมาตรฐาน ) มีโครงสร้างผลึกที่เสถียรที่สุดคือ Hexagonal close-packed ซึ่งมีค่าคงที่แลตทิซเป็น a=2.268Å, b=3.594Å เมื่ออยู่ในสภาวะอุณหภูมิสูง โครงสร้างผลึกแบบ Body-centered cubic จะเสถียรมากที่สุด มีค่าความแข็งในระดับ 6 ถึง7 [15]ในมาตราโมสเป็นค่าที่แข็งสุดในธาตุหมู่ 2 แต่เปราะจนสามารถทำเป็งผงโดยการทุบตีได้ อย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นความเหนียวจะเพิ่มขึ้น จึงมีความสามารถทางเครื่องกลสูง เหมาะสำหรับการใช้ในงานที่อุณหภูมิสูงอย่างเตาปฏิกรณ์ฟิวชั่น แต่ใช้ในงานเช่นนี้ กรณีอุณหภูมิต่ำกว่า 400°C สมบัติความเหนียวจะต่ำลงถึงขั้นมีปัญหาในการใช้งาน ความถ่วงจำเพาะเท่ากับ 1.816 จุดหลอมเหลวเท่ากับ1,284°C จุดเดือดเท่ากับ 2,767°C
เบริลเลียมมีค่ามอดูลัสของยังเท่ากับ 287GPa เป็นค่าที่มากกว่าค่ามอดูลัสของยังของเหล็กถึง 50 ดังนั้นมีความทนทานต่อการหักงอสูง ค่ามอดูลัสของยังที่สูงแสดงถึงความแข็งแกร่งของเบริลเลียมดีมาก และมีความเสถียรสูงในสภาวะที่ภารทางความร้อนมากจึงนิยมใช้เป็นชิ้นส่วนโครงสร้างของยานอวกาศและอากาศยาน นอกจากนั้นค่ามอดูลัสของยังที่สูงและเบริลเลียมมีความหนาแน่นค่อนข้างต่ำ ทำให้สมบัติการนำเสียงสูงถึงประมาณ 12.9 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งค่านี้เปลี่ยนแปลงตามสิ่งแวดล้อม จากสมบัตินี้นิยมใช้เป็นแผ่นสั่นของลำโพงหรือเครื่องเสียงอื่นๆ[16]
สมบัติทางเคมี
ธาตุเบริลเลียมมีความสามารถในการปฏิกิริยารีดักชันสูง ศักยภาพการเกิดรีดักชันE0มีค่าเท่ากับ -1.85V ซึ่งค่านี้เกิดจากแนวโน้มเกิดเป็นไอออนที่สูงกว่าอะลูมิเนียมจึงคาดว่ามีความสามารถในปฏิกิริยา แต่ความจริงแล้วพื้นผิวจะเกิดชั้นออกไซด์ที่เสถียรจึงไม่เกิดปฏิกิริยากับน้ำและออกซิเจน แต่เมื่อเกิดปฏิกิริยาแล้วจะเกิดปฏิกิริยาเผาไหม้และได้สารผสมเบริลเลียมออกไซด์และเบริลเลียมไนไตรด์[17]
เบริลเลียมที่มีชั้นออกไซด์จะมีความต้านทานกับกรด แต่เมื่อเบริลเลียมที่เอาชั้นออกไซด์ออกแล้วปฏฺกิริยากับกรดที่มีความสามารถในการออกซิเดชั้นน้อยจะเกิดปฏิกิริยาอย่างรวดเร็ว ถ้าปฏิกิริยากับกรดที่มีความสามารถในการออกซิเดชันมากจะปฎิกิริยาช้า และปฏิกิริยากับเบสแก่จะเกิดไอออนและแก๊สไฮโดรเจน ซึ่งมีสมบัติคล้ายกับอะลูมิเนียม[18] เบริลเลียมยังสามารถปฏิกิริยากับน้ำเกิดไฮโดรเจนและเบริลเลียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งเบริลเลียมไฮดรอกไซด์มีค่าการละลายต่ำและติดกับผิวเบริลเลียมจึงไม่เกิดปฏิกิริยาต่อเมื่อเบริลเลียมบริเวณพื้นผิวปฏิกิริยาทั้งหมด
การจัดเรียงอิเล็กตรอนของเบลิเลียมคือ[He]2s2 เบริลเลียมมีพลังงานไอออไนเซชันสูงเมื่อเทียบกับขนาดอะตอม เบริลเลียมจึงยากที่จะเกิดเป็นไอออนและทำให้สารประกอบของเบริลเลียมเกิดพันธะโคเวเลนต์[19] สาเหตุอีกอย่างคือเกิดจากความหนาแน่นประจุสูง จากFajans' rules ไอออนบวกที่ขนาดเล็กและมีความหนาแน่นประจุสูงจะดึงเวเลนซ์อิเล็กตรอนของไอออนบวก ( เรียกว่าโพลาไรซ์ ) ทำให้เกิดพันธะโคเวเลนต์ เบริลเลียมมีขนาดเล็กและมีประจุ 2+ จึงเกิดพันธะโคเวเลนต์[20] ธาตุในคาบที่ 2 มีแนวโน้มของพลังงานไอออไนเซชันตามมวลอะตอม แต่เบริลเลียมมีพลังงานไอออไนเซชันสูงกว่าโบรอนที่มีมวลมากกว่า สาเหตุเกิดจากเวเลนซ์อิเล็กตรอนของเบริลเลียมอยู่ในออร์บิทัล2s และเวเลนซ์อิเล็กตรอนของโบรอนอยู่ในออร์บิทัล2p อิเล็กตรอนในออร์บิทัล2pจะรับผลกระทบจากปรากฏการณ์การบังของอิเล็กตรอน(Shielding effect)ทำให้พลังงานไอออไนเซชันของอิเล็กตรอนในออร์บิทัล2pลดลง แต่อิเล้กตรอนในออร์บิทัล2sจะไม่ได้รับผลกระทบจากปรากฏการดังกล่าวจึงมีพลังงานไอออไนเซชันมากกว่าอิเล็กตรอนในออร์บิทัล2p เป็นสาเหตุที่เบริลเลียมมีพลังงานไอออไนเซชันมากกว่าโบรอน[21]
สารเชิงซ้อนโคออร์ดิเนชันหรือไอออนเชิงซ้อนโคออร์ดิเนชันของเบริลเลียมส่วนใหญ่เกิด4พันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์ ยกตัวอย่างเช่น , EDTAจะเกิดเป็นลิแกนด์ของเบริลเลียมเกิดสารเชิงซ้อนทรงแปดหน้ามากกว่าลิแกนด์อื่นๆจึงนิยมใช้ในการวิเคราะห์สาร เช่น เมื่อเติมEDTAลงในสารเชิงซ้อนอะซิติลอะซิโตนกับเบริลเลียม EDTAจะเกิดสารเชิงซ้อนแทนที่อะซิติลอะซิโตนและอะซิติลอะซิโตนจะหลุดออก สามารถสกัดเบริลเลียมด้วยสารละลายได้ วิธีนี้อาจจะถูกรบกวนโดยไอออนบวกอื่นๆเช่นAl3+[22]
การประยุกต์ใช้
- ใช้ในหลอดไฟเรืองแสง
- สปริงนาฬิกาซึ่งต้องต่อต้านอำนาจแม่เหล็ก และรับแรงแปรอยู่ตลอดเวลานั้น ทำจากทองแดงผสมเบริลเลียม (Beryllium-Coppers Alloys)
- โลหะผสมนิกเกิล-เบริลเลียม (Ni-Be Alloys) แข็งมาก ทนการกัดกร่อนได้ดี ใช้ทำเครื่องมือผ่าตัด
- ใช้เป็นประโยชน์และวัตถุโครงสร้างของเท็คโนโลยีทางอวกาศ
- ใช้เป็นตัวโมเดอเรเตอร์ (moderator) และ reflector ในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์
- ใช้ทำหน้าต่างพิเศษสำหรับหลอดรังสี -X
- โลหะเจือ Be-Cu ใช้เติมในเชื้อเพลิงจรวด
ความอันตราย
เมื่อร่างกายได้รับเบริลเลียมจะมีความอันตรายจึงเป็นอุปสรรคต่อใช้ในเชิงพาณิชย์ เบริลเลียมมีความกัดกร่อนต่อเนื้อเยื่อจนเกิดโรคเบริลเลียมเรื้อรังที่อันตรายถึงเสียชีวิต
ผลกระทบต่อร่างกาย
เบริลเลียมเป็นสารที่มีความอันตรายสูง ก่อโรคร้ายแรงต่อบริเวณปอดที่รู้จักกันในชื่อ Berylliosis, โรคเบริลเลียมเรื้อรัง เบริลเลียมเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำและเป็นสารกัดกร่อนเนื้อเยื่อ เมื่อสูดดมสารประกอบที่ลาลายได้จะก่อโรคเบริลเลียมเฉียบพลันเป็นโรคกลุ่มปอดบวมทางเคมีเมื่อสัมผัสกับผิวโดยตรงเกิดอักเสบ
โรคเบริลเลียมเรื้อรัง( CBD ) มีระยะฟักตัวตั้งแต่อาทิตย์ถึง20ปี อัตราเสียชีวิต37%[23]และถ้าเป็นหญิงตั้งครรภ์จะมีอัตรามากกว่า โดยทั่วไปแล้วโรคเบริลเลียมเรื้อรังเป็นโรคภูมิต้านตนเอง คาดมีคนที่รู้สึกโรคได้ต่ำกว่า 5% กลไกเกิดโรคคือ เบริลเลียมส่งผลต่อการทำงานของเอนไซม์ทำให้ยับยั้งการแบ่งเซลและเมแทบอลิซึม โรคโรคเบริลเลียมเรื้อรังมีอาการคล้ายกับโรค Sarcoidosis จึงแยกโรคนี้เป็นสำคัญต่อการวินิฉัยโรค
โดยทั่วไปแล้วโรคเบริลเลียมเฉียบพลันเป็นโรคปอดบวมทางเคมี มีกลไกเกิดโรคที่แตกต่างจากโรคเบริลเลียมเรื้อรังมีนิยามว่า "เป็นโรคปอดที่เกิดจากเบริลเลียมใน1ปี"และปริมาณเบริลเลียมที่ได้รับกับความหนักของอาการมีความสัมพันธ์กัน ทราบว่าเกิดโรคเมื่อมีความเข้มข้นเบริลเลียมสูงกว่า 1000μg/m3และ ไม่เกิดโรคเมื่อต่ำกว่า 100μg/m3
ปัจจุบันจำนวนผู้ป่วยโรคโรคเบริลเลียมเฉียบพลันลดลงเนื่องจากมีการแก้ไขสภาพแวดล้อมการทำงานและตั้งเกณฑ์ แต่ยังเกิดโรคเบริลเลียมเรื้อรังจำนวนมากในอุตสาหกรรมที่ใช้เบริลเลียม พบว่ามีผู้ป่วยโรคในโรงงานที่รักษาเกณฑ์และคนที่ไม่ได้อยู่ในโรงงานยังได้รับเบริลเลียมจากการเผาผลาญเชื้อเพลิงฟอสซิล
องกรณ์IARCภายใต้WHOประกาศว่าเบริลเลียมและสารประกอบเบริลเลียมเป็นสารก่อมะเร็ง (Type1)[24] สำนักงานประเมินความอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและอนามัยรัฐแคลิฟอร์เนีย(OEHHA)ได้คำนวณค่าเกณฑ์ความปลอดภับว่า1μg/L และหน่วยงานสารพิษและทะเบียนโรคได้คำณวนเกณฑ์ความเสี่ยงต่ำสุดเท่ากับ0.002mg/kg/day[25] เบริลเลียมไม่ได้เมแทบอลิซึมในร่างกายจึงเมื่อเข้าไปแล้งถ่ายออกได้น้อยและส่วนใหญ่สะสมในกระดุกและถ่ายออกทางปัสสวะ[26]
ประวัติศาสตร์โรคเบริลเลียม
ค.ศ.1933 มีรายงานว่าปอดบวมทางเคมีครั้งแรกที่เยอรมนี และต่อมา ค.ศ.1946มีรายงานโรคเบริลเลียมเรื้อรังที่สหรัฐอเมริกา โรคนี้พบมากในโรงงานผลิตหลอดฟลูออเรสเซนต์และโรงงานสกัดเบริลเลียมจึงในค.ศ.1949 ยกเลิกใช้เบริลเลียมในการผลิตหลอดฟลูออเรสเซนต์[27]และต้นทศวรรษ1950 มีการตั้งเกณฑ์ความเข้มข้นสูงสุดเป็น 25μg/m3 มีการแก้ไขสภาพแวดล้อมดังกล่าว จำนวนผู้ป่วยโรคเบริลเลียมเฉียบพลันลดลงอย่างรวดเร็วแต่ยังมีการใช้เบริลเลียมในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์และอากาศยานและยานอวกาศ,โลหะผสม,การผลิตอุปกรณ์ อิเล็กทรอนิกส์ ค.ศ.1952 สหรัฐอเมริกาเริ่มมีระบบจดทะเบียนโรคเบริลเลียมและก่อนปีค.ศ.1983 ได้จด 888 อาการ ในระบบนี้มีเกณฑ์วินิฉัย 6 เกณฑ์และถ้าตรงกับ 3 เกณฑ์จะถูกวินิฉัยเป็นโรคเบริลเลียมเรื้อรัง ในปีค.ศ.2001 ใช้เกณฑื 3 เกณฑ์คือตรวจสอบทางจุลพยาธิวิทยาโดยการตัดเนื้อเยื่อในปอดและตรวจ, ตรวสสอบ lymphocyte blast‐transformation และตรวจระยะเวลาที่อยู่กับเบริลเลียม
เบริลเลียมนิยมใช้เป็นสารเร่งปฏิกิริยานิวเคลียร์ในระเบิดปรมณูจึงมีนักวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาระเบิดปรมณูหลายคนเสียชีวิตด้วยโรคเบริลเลียม( ยกตัวอย่างเช่น นักฟิสิกส์สหรัฐอเมริกา Herbert L. Anderson ที่เกี่วข้องกับโครงการแมนฮัตตัน[28] )
ความสามารถการระเบิด
เบริลเลียมมีชั้นออกไซด์ห่อหุ้มจึงเป็นโลหะที่ไม่ว่องไวต่อปฏิกิริยาแต่มีสมบัติที่เมื่อเกิดติดไฟแล้วแล้วจะเผาไหม้ได้อย่างรวดเร็วจึงมีความเสี่ยงต่อเกิดการระเบิดฝุ่นเมื่อมีผงเบริลเลียมกระจายในอากาศ
แหล่งข้อมูลอื่น
- ATSDR Case Studies in Environmental Medicine: Beryllium Toxicity U.S. Department of Health and Human Services
- It's Elemental – Beryllium
- MSDS: ESPI Metals
- Beryllium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
- National Institute for Occupational Safety and Health – Beryllium Page
- National Supplemental Screening Program (Oak Ridge Associated Universities)
รายการอ้างอิง
- ↑ "Standard Atomic Weights: Beryllium". CIAAW. 2013.
- ↑ Be(0) has been observed; see "Beryllium(0) Complex Found". Chemistry Europe. 13 June 2016.
- ↑ "Beryllium: Beryllium(I) Hydride compound data" (PDF). bernath.uwaterloo.ca. สืบค้นเมื่อ 2007-12-10.
- ↑ Haynes, William M., บ.ก. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92nd ed.). CRC Press. p. 14.48. ISBN 1439855110.
- ↑ "Beryllium: Beryllium(I) Hydride compound data" (PDF). bernath.uwaterloo.ca. สืบค้นเมื่อ 2007-12-10.
- ↑ Vauquelin, Louis-Nicolas (1798), “De l'Aiguemarine, ou Béril; et découverie d'une terre nouvelle dans cette pierre”, Annales de Chimie (26): 155-169
- ↑ Wöhler, Friedrich (1828), “Ueber das Beryllium und Yttrium”, Annalen der Physik 89 (8): 577-582, Bibcode: 1828AnP....89..577W, doi:10.1002/andp.18280890805
- ↑ Bussy, Antoine (1828), “D'une travail qu'il a entrepris sur le glucinium”, Journal de Chimie Medicale (4): 456-457
- ↑ Genso o shiru jiten : Sentan zairyō eno nyūmon. Masato Murakami, 雅人 村上. Tōkyō: Kaimeisha. 2004. ISBN 4-87525-220-X. OCLC 674895549.
{{cite book}}
: CS1 maint: others (ลิงก์) - ↑ Weeks, Mary Elvira (2003). The discovery of the elements. [Whitefish, Mont.]: Kessinger Pub. ISBN 0-7661-3872-0. OCLC 71322678.
- ↑ Muki kagaku. Geoffrey Rayner-Canham, T. Overton, hiroshi Nishihara, shigeru Takagi, hiroshi Moriyama, 寛 西原. 東京化学同人. 2009. ISBN 978-4-8079-0684-0. OCLC 1022213386.
{{cite book}}
: CS1 maint: others (ลิงก์) - ↑ Revolution in lamps : a chronicle of 50 years of progress. Raymond Kane, Heinz Sell (2nd ed ed.). Lilburn, GA: Fairmont Press. 2001. ISBN 0-88173-378-4. OCLC 49570059.
{{cite book}}
:|edition=
has extra text (help)CS1 maint: others (ลิงก์) - ↑ Materials. P. Beiss, R. Ruthardt, Hans Warlimont, K. Yagi. Berlin: Springer. 2006. ISBN 978-3-540-42942-5. OCLC 320545181.
{{cite book}}
: CS1 maint: others (ลิงก์) - ↑ "無機化学. 上巻 - 国立国会図書館デジタルコレクション". dl.ndl.go.jp. doi:10.11501/1377674.
- ↑ Lawrence A. Warner et al.. “Occurrence of nonpegmatite beryllium in the United States”. U.S. Geological Survey professional paper (United States Geological Survey) 318: 2
- ↑ Materials. P. Beiss, R. Ruthardt, Hans Warlimont, K. Yagi. Berlin: Springer. 2006. ISBN 978-3-540-42942-5. OCLC 320545181.
{{cite book}}
: CS1 maint: others (ลิงก์) - ↑ Greenwood, N. N. (1997). Chemistry of the elements. A. Earnshaw (2nd ed ed.). Boston, Mass. ISBN 0-585-37339-6. OCLC 48138330.
{{cite book}}
:|edition=
has extra text (help) - ↑ Advanced inorganic chemistry. F. Albert Cotton, F. Albert Cotton (6th edition ed.). New York. 1999. ISBN 0-471-19957-5. OCLC 39147745.
{{cite book}}
:|edition=
has extra text (help)CS1 maint: others (ลิงก์) - ↑ Advanced inorganic chemistry. F. Albert Cotton, F. Albert Cotton (6th edition ed.). New York. 1999. ISBN 0-471-19957-5. OCLC 39147745.
{{cite book}}
:|edition=
has extra text (help)CS1 maint: others (ลิงก์) - ↑ Muki kagaku. Geoffrey Rayner-Canham, T. Overton, hiroshi Nishihara, shigeru Takagi, hiroshi Moriyama, 寛 西原. 東京化学同人. 2009. ISBN 978-4-8079-0684-0. OCLC 1022213386.
{{cite book}}
: CS1 maint: others (ลิงก์) - ↑ Butsuri kagaku. 002. Kazuaki Itō, 伊藤和明. Kyōto: Kagakudōjin. 2008. ISBN 4-7598-1085-4. OCLC 836103057.
{{cite book}}
: CS1 maint: others (ลิงก์) - ↑ Okutani, Tadao.; Tsuruta, Yasuhiro.; Sakuragawa, Akio. (1993-05-01). "Determination of a trace amount of beryllium in water samples by graphite furnace atomic absorption spectrometry after preconcentration and separation as a beryllium-acetylacetonate complex on activated carbon". Analytical Chemistry (ภาษาอังกฤษ). 65 (9): 1273–1276. doi:10.1021/ac00057a026. ISSN 0003-2700.
- ↑ Hardy, Harriet L. (1965-11-25). "Beryllium Poisoning — Lessons in Control of Man-Made Disease". New England Journal of Medicine (ภาษาอังกฤษ). 273 (22): 1188–1199. doi:10.1056/NEJM196511252732205. ISSN 0028-4793.
- ↑ "Beryllium and Beryllium Compounds". IARC Monograph. 58. International Agency for Research on Cancer. 1993. Retrieved 05 April 2021.
- ↑ NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0054". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
- ↑ Luckey, T. D. (1977). Physiologic and Chemical Basis for Metal Toxicity. B. Venugopal. Boston, MA: Springer US. ISBN 978-1-4684-2952-7. OCLC 851759882.
- ↑ Emsley, John (2001). Nature's building blocks : an A-Z guide to the elements. Oxford: Oxford University Press. ISBN 0-19-850341-5. OCLC 46984609.
- ↑ "Photograph of Chicago Pile One Scientists 1946". Office of Public Affairs, Argonne National Laboratory. 19 June 2006. Retrieved 05 April 2021.