4　铍

铍是第ⅡA族元素。它是一种高熔点的金属。在室温下，铍在空气中难于被氧化。铍的化合物毒性很高。铍能够刻画玻璃，这可能是因为在铍的表面形成了一层很薄的氧化物。祖母绿和翡翠是矿物绿宝石［Be3Al2（SiO3）6］的稀有品种。

铍在化学上明显体现出失去两个电子形成Be2+的趋势。这个离子的体积很小，所以高度极化，它的化合物在很大程度上体现出了更多的共价性。该离子的体积意味着其配位体的构型更多的会是四面体，而不是八面体。

4.1　发现史

古埃及人已经发现了祖母绿和翡翠，但是人们到了18世纪末才发现它们其实是一种矿物。现在绿宝石被命名为（三）硅酸（二）铝（三）铍。元素铍是1798年由沃奎林在翡翠和祖母绿中发现的，但是在很久以后的1828年，才首先由沃勒尔通过在铂坩埚中用钾作用于BeCl2，分离出了铍的单质。布西也独立分离出了金属铍。

• X射线的透视窗。X射线对铍的穿透性要比铝好17倍。

• 在镍中掺入2%的铍，可以用来制造弹簧、电极和无火花的工具。

• 在铜中掺入2%的铍，可以形成具有高耐磨性的硬质合金。这种合金可用来制造陀螺仪、计算机配件和其他（要求质轻、高硬度的环境中使用的）工具。

• 铍合金可以用作高性能航天器、导弹、宇宙飞船和通信卫星的结构金属。

• 制陶业。

• 核反应中的缓冲剂。铍是高效的中子缓冲剂和反射体。

• 核工业中会用到氧化铍。

因为金属铍可实现工业化生产，所以通常无需在实验室中制备铍。从矿石中提取铍的过程是很复杂的。矿物绿宝石［Be3Al2（SiO3）6］是铍的最主要来源。把绿宝石同氟硅酸钠Na2SiF6在700℃下一起烘烤，生成氟化铍；把溶液的pH值调到12，铍就可以以氢氧化铍Be（OH）2的形式沉淀出来。

纯净的铍可以用电解含有少量氯化钠（NaCl）的氯化铍（BeCl2）来制备。加入氯化钠是因为熔融的氯化铍的导电性很差。除此之外的一种制备铍的方法是在1300℃下用Mg还原BeF2。

BeF2+MgMgF2+Be

很多矿物中都含有铍，最重要的铍矿是绿宝石［Be3Al2（SiO3）6］和羟硅铍石［4BeO·2SiO2·H2O］。前者经常以六棱柱状的晶体出现。祖母绿和翡翠是矿物绿宝石［Be3Al2（SiO3）6］的稀有形式。

铍没有生物作用。事实上，含有铍的化合物都是有毒的。

铍的金属粉尘会导致肺病。铍盐有很大的毒性。含铍的化合物毒性很大，所以实验或生产时只能由专业人员在可控条件下操作。铍进入生物圈的途径是工业废气。某些型号的露营灯气罩中似乎含有铍，这可能会导致危险。

（1）铍与空气的反应

铍是一种银白色金属。铍的表面覆盖了一层很薄的氧化物，这使得铍不会被空气继续氧化。在空气中，铍甚至在600℃时都不会发生氧化反应。然而，铍粉却会在空气中燃烧，并且生成白色的氧化铍（BeO）和氮化铍（Be3N2）的混合物。氧化铍一般用加热碳酸铍的方法制备。

2Be（s）+O2（g）2BeO（s）

3Be（s）+N2（g） Be3N2（s）

（2）铍与水的反应

即使加热甚至红热，金属铍也不与水或水蒸气发生反应。

（3）铍与卤素单质的反应

金属铍与氯气和溴单质反应，分别生成二卤化物氯化铍（Ⅱ）（BeCl2）和溴化铍（Ⅱ）（BeBr2）。

Be（s）+Cl2（g）BeCl2（s）

Be（s）+Br2（g） BeBr2（s）

（4）铍与酸的反应

铍的表面覆盖了一层很薄的氧化物，这使得铍可以避免被酸腐蚀。但是铍粉在诸如硫酸（H2SO4）、盐酸（HCl）或硝酸（HNO3）之类的稀酸中会迅速溶解，生成含水合铍（Ⅱ）离子的溶液，并同时生成氢气（与稀硝酸生成NO）。

Be（s）+2H+（aq）B（aq）+H2（g）

（5）铍与碱的反应

金属铍可以在诸如氢氧化钠（NaOH）的稀碱溶液中迅速溶解，生成铍（Ⅱ）的配合物和氢气。镁（在周期表中紧靠在铍的下方）并没有类似的反应。