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Beryllium
Be 4

Beryllium Beryllium

Beryllium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Be und der Ordnungszahl 4. Es ist ein stahlgraues, hartes, leichtes aber sprödes Erdalkalimetall. Beryllium ist zweiwertig und kommt in der Natur nur gebunden in Mineralien wie Beryll vor. Aufgrund seiner geringen Dichte von 1,85 g/cm³, seines hohen spezifischen Elastizitätsmoduls und seiner fast vollständigen Durchlässigkeit für Röntgenstrahlen kommt es in Luftfahrtstrukturen, Röntgenfenstern und Trägheitsinstrumenten für Satelliten zur Anwendung. Für Kernreaktoren ist Beryllium als Neutronenmoderator und -reflektor von entscheidender Bedeutung. Der Abbau und die Verarbeitung unterliegen jedoch strengen Sicherheitsvorschriften aufgrund der hohen Toxizität.

Erdalkalimetall USGS 2025 weiß-grau metallisch
Ordnungszahl 4Z
Atommasse 9.012u
Valenzelektronen 2
Elektronenkonfiguration 1s2 2s2
Dichte
1.85g/cm³
Schmelzpunkt
1287°C
Häufigkeit in der Erdkruste
2.8ppm
Jahresproduktion
240metric tons (beryllium content)
Recyclingrate
Niedrig

Warum es verwendet wird

Beryllium kombiniert außergewöhnlich geringe Dichte mit hohem spezifischen Elastizitätsmodul und nahezu vollständiger Durchlässigkeit für Röntgenstrahlen. Kein anderes Material vereint diese Eigenschaften in gleichem Maße, was es für Luftfahrtstrukturen, Röntgenfenster und Trägheitsinstrumente unverzichtbar macht.

Anwendungen

Consumer electronics
29%
Aerospace & defense
24%
Industrial components
17%
Automotive electronics
9%
Energy applications
8%
Semiconductors
2%
Other
11%

Anwendungen im DetailVerwendung des Elements und seiner Verbindungen

Hauptverwendungen des Elements

Beryllium ist ein leichtes, doch steifes seltenes Leichtmetall mit außergewöhnlicher Elastizität und dient vor allem der Luft- und Raumfahrt sowie der Kernindustrie – zwei Bereiche mit den höchsten Leistungsanforderungen. In der Raumfahrt ist Beryllium leichter als Aluminium und doch steifer als Stahl, mit praktisch vernachlässigbaren Maßänderungen bei Temperatur; es wird in Satellitenstrukturen, Kreiselbstplattformen von Trägheitsnavigationsgeräten und optischen Tragwerken von Teleskopen eingesetzt und hält Präzisionsinstrumente unter starken Temperaturgradienten stabil. Berylliumkupferlegierungen sind ein weiteres wichtiges Standbein: als Legierung ist Berylliumkupfer fest, funkenschlagfrei bei Schlag und ein guter elektrischer und thermischer Leiter, was es für funkenschlagfreie Werkzeuge in Öl-, Gas- und Chemieumgebungen, elektrische Steckverbinder und hochelastische Federkontakte geeignet macht. In der Kernindustrie hat Beryllium einen großen Neutronenmoderationsquerschnitt und ist ein ausgezeichnetes Neutronenmoderator- und Reflektormaterial für Forschungsreaktoren und Versuchseinrichtungen; es ist für Röntgenstrahlen nahezu durchlässig und wird daher zu den Austrittsfenstern von Röntgenröhren verarbeitet. Wegen seiner Toxizität sind Bergbau und Verarbeitung streng reguliert, und seine Förderung ist gering, sein Preis hoch, sodass es stets ein Nischenmetall für kritische Anwendungen geblieben ist.

Wichtige Verbindungen und ihre Verwendung

Beryll (Be3Al2Si6O18) ist das Hauptmineral des Berylliums; seine durchsichtige, chromhaltige Varietät ist Smaragd, während seine cäsiumhaltige Varietät Aquamarin ist. Berylliumoxid wird aus dem Erz gewonnen und danach zu metallischem Beryllium reduziert. Berylliumoxid (BeO) hat eine mit Metallen vergleichbare Wärmeleitfähigkeit, ist aber ein hervorragender elektrischer Isolator und hält extrem hohe Temperaturen aus; es wird als wärmeleitende Keramiksubstrat in Hochleistungstransistoren, Mikrowellen- und Laserbauteilen sowie als Isolator in Hochtemperaturöfen verwendet. Berylliumchlorid (BeCl2) ist hauptsächlich ein Zwischenprodukt zur Herstellung von metallischem Beryllium und anderen Berylliumverbindungen; es ist selbst recht giftig und gelangt nicht direkt in Konsumgüter. Berylliumfluorid (BeF2) ist ein Schlüsselbestandteil des Lithiumfluorid-Berylliumfluorid-Salzschmelzkühlmittels von Salzschmelzreaktoren und nutzt dessen niedrigen Schmelzpunkt und hohe Neutronendurchlässigkeit; es ist zudem ein Rohstoff für die magnesiothermische Herstellung von metallischem Beryllium. Nachdrücklich hervorzuheben ist, dass Staub und Dämpfe aller löslichen Berylliumverbindungen hochgiftig sind und eine chronische Inhalation die chronische Berylliose verursachen kann; ihre Herstellung, Verarbeitung und Wiederverwertung muss daher unter streng abgeschlossenen und geschützten Bedingungen erfolgen.

Elementgeschichte

Entdeckt 1798 von Vauquelin, isoliert 1828 von Wöhler und Bussy. Kommt natürlich nur gebunden in Beryll (3BeO·Al₂O₃·6SiO₂) vor.

Verwandte Elemente

Mg · Magnesium Ca · Calcium Sr · Strontium Ba · Barium Ra · Radium

Häufige FragenLong-Tail-Fragen · datenbasiert

Wie hoch ist der Schmelzpunkt von Beryllium?
1287 °C
Wie hoch ist der Siedepunkt von Beryllium?
2469 °C
Wie hoch ist die Dichte von Beryllium?
1.85 g/cm³
Welche Ordnungszahl und Kategorie hat Beryllium?
4 · Erdalkalimetall
Aus welchem Mineral wird Beryllium hauptsächlich gewonnen?
Beryll
Wie hoch sind die Weltreserven von Beryllium?
100000 tonnes
Wie hoch ist die Jahresproduktion von Beryllium?
240 metric tons (beryllium content)
Wofür wird Beryllium hauptsächlich verwendet?
Beryllium kombiniert außergewöhnlich geringe Dichte mit hohem spezifischen Elastizitätsmodul und nahezu vollständiger Durchlässigkeit für Röntgenstrahlen. Kein anderes Material vereint diese Eigenschaften in gleichem Maß
Wer hat Beryllium wann entdeckt?
Louis Nicolas Vauquelin · 1798