ベリリウムとは

2021年9月15日2021年9月26日

ベリリウム（Be｜Beryllium）は原子番号4、常温25℃で灰白色固体のアルカリ土類金属（含まない場合もあり）で、アクアマリンやエメラルドなどの緑柱石にも含まれ、炎色反応は無色、存在は非常に希少な物質ですが、航空宇宙産業の構造材料に使用されることが多いです。

元素「ベリリウム」の詳細

元素の詳細な情報、数値は次の表の通りです。

※理論上はベリリウムイオンはBe²⁺ですが、水素や酸素のような感覚で存在していないため注意。

ベリリウムの物理的性質

ベリリウムは希少な金属ですが、強い曲げ強さ、熱的安定性、熱伝導率の高さ、比較的低密度、X線透過性などの要素から合金に使用されることが多いです。

こうした性質から、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡のベリリウムミラー「JAMES WEBB SPACE TELESCOPE｜GODDARD SPACE FLIGHT CENTER」としても活用されています。

2021年12月18日の軌道打ち上げ、この先10年間、深宇宙天文台として観測を担います。

出典1：https://www.jwst.nasa.gov/

出典2：https://www.nasa.gov/press-release/nasa-readies-james-webb-space-telescope-for-december-launch/

その他、無線通信、高性能レーダー、高音域スピーカー、宝石としてアレキサンドライト、アクアマリン、エメラルドなど用途は非常に広範囲に及びます。人体によっては有毒（吸入毒性・腐食性、発がん性｜1日0.002mg/kgが限度）です。

ベリリウムの化学的性質

希少さ故にベリリウム単体を作り出すのは難しく、基本的には化合物として存在、活用されます。同位体は多数存在しますが、¹³Beは半減期が2.7×10⁻²¹秒と非常に短く、安定している同位体は⁹Beのみです。

【酸化ベリリウムの製造工程】

緑柱石　＋　KOH/Na₂CO₃/KNO₃（溶融）　＋　80%H₂SO₄　→　濾液　＋　NaOH（中和）

濾液　＋　NaOH（中和）　＋　Na₂CO₃　＋　NH₄NO₂　→　沈殿物　＋　HNO₃（溶解&再沈殿）

※塩酸HClとかエーテル処理とかバッファ液とか加熱とかして濾液Xを取る

（難易度高い&教育を逸脱するので割愛）

濾液X　＋　NH₄OH　→　Be(OH)₂　→（灼熱）　BeO（酸化ベリリウム）

※この工程を簡単に解説すると、酸塩基ごっちゃの溶液で溶かし込みつつ、中和しつつ、ベリリウムを含んでいる部分（濾液or沈殿物）をさらにいろんな処理を重ねて水酸化ベリリウムを得て、力技で酸化ベリリウムにしている感じです。

出典・参考

ベリリウムの化学

https://www.jstage.jst.go.jp/article/seikatsueisei1957/10/4/10_4_118/_pdf