Berilio

Litio ← Berilio → Boro     4 Be                                                                                                                                                                                                                                           ↑ Be ↓ Mg Tabla completa • Tabla extendida
Apariencia
Blanco-gris metálico
Información general
Nombre, símbolo, número	Berilio, Be, 4
Serie química	Metales alcalinotérreos
Grupo, período, bloque	2, 2, s
Masa atómica	9.0122 u
Configuración electrónica	[He]2s2
Dureza Mohs	5,5
Electrones por nivel
Propiedades atómicas
Radio medio	112 pm
Electronegatividad	1,57 (Pauling) 1,5 (Allred y Rochow) (Pauling)
Radio atómico (calc)	111,3 pm (Radio de Bohr)
Radio iónico	{{{radio_iónico}}}
Radio covalente	89 pm
Radio de van der Waals	Sin datos pm
Estado(s) de oxidación	2 (anfótero)
Óxido	{{{óxido}}}
1.ª Energía de ionización	899,5 kJ/mol
2.ª Energía de ionización	1757,1 kJ/mol
3.ª Energía de ionización	14 848,7 kJ/mol
4.ª Energía de ionización	{{{E_ionización4}}} kJ/mol
5.ª Energía de ionización	{{{E_ionización5}}} kJ/mol
6.ª Energía de ionización	{{{E_ionización6}}} kJ/mol
7.ª Energía de ionización	{{{E_ionización7}}} kJ/mol
8.ª Energía de ionización	{{{E_ionización8}}} kJ/mol
9.ª Energía de ionización	{{{E_ionización9}}} kJ/mol
10.ª Energía de ionización	{{{E_ionización10}}} kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinario	Sólido (diamagnético)
Densidad	1848 kg/m3
Punto de fusión	1560 K
Punto de ebullición	2742 K
Punto de inflamabilidad	{{{P_inflamabilidad}}} K
Entalpía de vaporización	292,40 kJ/mol
Entalpía de fusión	12,20 kJ/mol
Presión de vapor	4180 Pa
Temperatura crítica	{{{T_crítica}}} K
Presión crítica	{{{P_crítica}}} Pa
Volumen molar	{{{volumen_molar}}} m3/mol
Varios
Estructura cristalina	hexagonal
N° CAS	7440-41-7
N° EINECS	231-150-7
Calor específico	1825 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica	31,35 × 106 S/m
Conductividad térmica	201 W/(K·m)
Velocidad del sonido	13000 m/s a 293.15 K (20 °C)
Isótopos más estables
iso AN Periodo MD Ed PD MeV 7Be Sintético 53,12 d ε 0,862 7Li 9Be 100 Estable con 5 neutrones 10Be Trazas 1,51 × 106 a β- 0,556 10B
Nota: unidades según el SI y en CNPT, salvo indicación contraria.

El berilio es un elemento químico de símbolo Be y número atómico 4. Es un elemento alcalinotérreo bivalente, tóxico, de color gris, duro, ligero y quebradizo. Se emplea principalmente como endurecedor en aleaciones, especialmente de cobre.

Características principales

Berilio puro

El berilio tiene uno de los puntos de fusión más altos entre los metales ligeros. Su módulo de elasticidad es aproximadamente un 33% mayor que el del acero. Tiene una conductividad térmica excelente, es no magnético y resiste el ataque con ácido nítrico. Es muy permeable a los rayos X y, al igual que el radio y el polonio, libera neutrones cuando es bombardeado con partículas alfa (del orden de 30 neutrones por millón de partículas alfa). En condiciones normales de presión y temperatura el berilio resiste la oxidación del aire, aunque la propiedad de rayar al cristal se debe probablemente a la formación de una delgada capa de óxido.

Aplicaciones

• Elemento de aleación, en aleaciones cobre-berilio con una gran variedad de aplicaciones.
• En el diagnóstico con rayos X se usan delgadas láminas de berilio para filtrar la radiación visible, así como en la litografía de rayos X para la reproducción de circuitos integrados.
• Moderador de neutrones en reactores nucleares.
• Por su rigidez, ligereza y estabilidad dimensional, se emplea en la construcción de diversos dispositivos como giróscopos, equipo informático, muelles de relojería e instrumental diverso.
• El óxido de berilio se emplea cuando son necesarias elevada conductividad térmica y propiedades mecánicas, punto de fusión elevado y aislamiento eléctrico.
• Antaño se emplearon compuestos de berilio en tubos fluorescentes, uso abandonado por la beriliosis.
• Fabricación de Tweeters en altavoces de la clase High-End, debido a su gran rigidez.

Historia

El berilio (del griego βερυλλoς berilo) o glucinio (del inglés glucinium y éste del griego γλυκυς, dulce) por el sabor de sus sales, fue descubierto por Louis Nicolas Vauquelin en 1798 en forma de óxido en el berilo y la esmeralda. Friedrich Wöhler y A. A. Bussy de forma independiente aislaron el metal en 1828 mediante reacción de potasio con cloruro de berilio.

Abundancia y obtención

El berilio se encuentra en 30 minerales diferentes, siendo los más importantes berilo y bertrandita, principales fuentes del berilio comercial, crisoberilo y fenaquita. Actualmente la mayoría del metal se obtiene mediante reducción de fluoruro de berilio con magnesio. Las formas preciosas del berilo son el aguamarina y la esmeralda.

Geográficamente, las mayores reservas se encuentran en los Estados Unidos que lidera también la producción mundial de berilio (65%), seguido de Rusia (40%) y China (15%). Las reservas mundiales se estima que superan las 80.000 toneladas.

Isótopos

El Be-9 es el único isótopo estable. El Be-10 se produce en la atmósfera terrestre al bombardear la radiación cósmica el oxígeno y nitrógeno. Dado que el berilio tiende a existir en disolución acuosa con niveles de pH menores de 5.5, este berilio atmosférico formado es arrastrado por el agua de lluvia (cuyo pH suele ser inferior a 5.5); una vez en la tierra, la solución se torna alcalina precipitando el berilio que queda almacenado en el suelo durante largo tiempo (periodo de semidesintegración de 1,5 millones de años) hasta su transmutación en B-10. El Be-10 y sus productos hijo se han empleado para el estudio de los procesos de erosión, formación a partir de regolito y desarrollo de suelos lateríticos, así como las variaciones en la actividad solar y la edad de masas heladas.

El hecho de que el Be-7 y el Be-8 sean inestables tiene profundas consecuencias cosmológicas, ya que ello significa que elementos más pesados que el berilio no pudieron producirse por fusión nuclear en el big bang. Más aún, los niveles energéticos nucleares del Be-8 son tales que posibilitan la formación de carbono y con ello la vida (véase proceso triple alfa).

Precauciones

El berilio y sus sales son tóxicas y potencialmente carcinógenas. La beriliosis crónica es una afección pulmonar causada por exposición al polvo de berilio catalogada como enfermedad profesional. Los primeros casos de neumonitis química aguda por exposición al berilio se produjeron en 1933 en Europa y en 1943 en los Estados Unidos; en 1946 se describieron los primeros casos de beriliosis entre los trabajadores de una planta de fabricación de tubos fluorescentes en Massachusetts. La beriliosis se asemeja a la sarcoidosis en muchos aspectos, lo que dificulta en ocasiones el diagnóstico.

Aunque la utilización de compuestos de berilio en lámparas fluorescentes se interrumpió en 1949, la exposición profesional se produce en las industrias nuclear y aeroespacial, en el refinado del metal y en la fusión de las aleaciones que lo contienen, en la fabricación de dispositivos electrónicos y en la manipulación de otros materiales que contienen berilio.

El berilio y sus compuestos deben manipularse con mucho cuidado, extremando las precauciones cuando durante la actividad pueda generarse polvo de berilio ya que la exposición prolongada al polvo de berilio puede causar cáncer de pulmón. La sustancia puede manipularse con seguridad siempre y cuando se sigan ciertos procedimientos. Si éstos se desconocen no debe intentarse la manipulación del berilio.

Efectos sobre la salud

Los efectos dependen del nivel y de la duración de la exposición. Si el nivel es suficientemente alto, por encima de 1000 μg/m³ en el aire respirado, puede provocar una enfermedad aguda por berilio o beriliosis aguda, la cual causa una inflamación grave de los pulmones; en general, los valores límites para el berilio atmosférico contemplados en la legislación de higiene industrial que fijan los niveles máximos de exposición laboral, permiten controlar de forma efectiva este riesgo.

Entre el 1 y el 15% de la población expuesta desarrolla sensibilización al berilio. Estas personas pueden desarrollar procesos inflamatorios del aparato respiratorio (enfremedad crónica por berilio o beriliosis crónica) que pueden manifestarse años después de la exposición laboral cuando ésta ha superado los niveles de exposición recomendados (0,2 μg/m³). El riesgo de la población general a contraer estas enfermedades es muy bajo ya que los niveles de berilio en entornos no laborales son muy bajos (0,00003-0,0002 μg/m³).

La intoxicación por ingestión de berilio no se conoce ya que la cantidad de berilio absorbida por el organismo por esa vía es muy pequeña, aunque han podido observarse úlceras en perros tras la ingesta de berilio. El contacto del berilio con la piel tras un rasguño o corte, puede causar eczema y úlceras cutáneas.

La exposición prolongada incrementa el riesgo de contraer cáncer de pulmón. La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer ha determinado que el berilio es un carcinógeno humano.

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre BerilioCommons.
• ATSDR en Español - ToxFAQs™: Berilio
• EnvironmentalChemistry.com - berilio
• Es Elemental - berilio
• Geoquímica recreativa: El berilio, metal del futuro
• Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo de España: Ficha internacional de seguridad química del berilio
• WebElements.com - berilio