Другие сплавы бериллия используются в качестве конструкционных материалов для высокоскоростных самолетов, ракет, космических аппаратов и спутников связи.
Бериллий относительно прозрачен для рентгеновских лучей, поэтому ультратонкая бериллиевая фольга находит применение в рентгеновской литографии. Бериллий также используется в ядерных реакторах в качестве отражателя или замедлителя нейтронов.
Оксид имеет очень высокую температуру плавления, что делает его полезным в ядерных исследованиях, а также в керамике.
Бериллий и его соединения токсичны и канцерогенны. Вдыхание пыли или паров бериллия может привести к неизлечимому воспалению легких, называемому бериллиозом.
Бериллий содержится примерно в 30 различных видах минералов. Наиболее важными являются берилл (алюмосиликат бериллия) и бертрандит (силикат бериллия). Изумруд и аквамарин являются драгоценными формами берилла.
Металл обычно получают восстановлением фторида бериллия металлическим магнием.
Драгоценные камни берилл и изумруд представляют собой формы алюмосиликата бериллия, Be3Al2 (SiO3) 6. Французский минералог Аббат Рене-Жюст Ои подумал, что в них может содержаться новый элемент, и попросил Николаса Луи Воклена проанализировать их. Он понял, что в них содержится новый металл, и исследовал его. В феврале 1798 года Воклен объявил о своем открытии во Французской академии и назвал элемент глауциний (греч. glykys сладкий), потому что его соединения были сладкими на вкус. Другие предпочитали название бериллий, основанное на драгоценном камне, и теперь это официальное название.
Металлический бериллий был выделен в 1828 году Фридрихом Велером в Берлине и независимо Антуаном-Александром-Брутом Бюсси в Париже, оба они извлекли его из хлорида бериллия (BeCl2) путем взаимодействия с калием.
Описание элемента бор
Чистый бор представляет собой темный аморфный порошок. Аморфный бор используется в качестве воспламенителя ракетного топлива и в пиротехнических сигнальных ракетах. Он придает сигнальным ракетам характерный зеленый цвет.
Наиболее важными соединениями бора являются борная кислота, бура (борат натрия) и оксид бора. Его можно найти в глазных каплях, мягких антисептиках, стиральных порошках и глазури для плитки. Раньше буру использовали для производства отбеливателя и в качестве консерванта для пищевых продуктов.
Оксид бора также широко используется в производстве боросиликатного стекла (Пирекс). Он делает стекло прочным и термостойким. Текстиль и изоляция из стекловолокна изготавливаются из боросиликатного стекла.
Октаборат натрия является антипиреном.
Изотоп бор-10 хорошо поглощает нейтроны. Это означает, что его можно использовать для регулирования ядерных реакторов. Он также играет важную роль в приборах, используемых для обнаружения нейтронов.
Бор необходим для клеточных стенок растений. Он не считается ядовитым для животных, но в больших дозах может нарушать обмен веществ в организме. Мы потребляем около 2 миллиграммов бора каждый день с пищей и около 60 граммов за всю жизнь. Некоторые соединения бора изучаются в качестве возможного средства лечения опухолей головного мозга.
Бор встречается в виде ортоборной кислоты в некоторых водах вулканических источников и в виде боратов в минералах буре и колеманите. Обширные месторождения буры обнаружены в Турции. Однако, безусловно, наиболее важным источником бора является разорит. Он находится в пустыне Мохаве в Калифорнии, США.
Бор высокой чистоты получают восстановлением трихлорида или трибромида бора водородом на электрически нагретых нитях. Загрязненный или аморфный бор можно получить путем нагревания триоксида с порошком магния.
На протяжении веков единственным источником буры, Na2B2O5 (OH) 4, были кристаллизованные отложения озера Ямдок Чо в Тибете. Он использовался ювелирами в качестве флюса.
В 1808 году Луи-Жозеф Гей-Люссак и Луи-Жак Тенар, работающие в Париже, и сэр Хамфри Дэви в Лондоне, независимо извлекли бор путем нагревания буры с металлическим калием. Фактически, ни один из них не произвел чистый элемент, получить который практически невозможно. Более чистый тип бора был выделен в 1892 году Анри Муассаном. В конечном итоге Э. Вайнтрауб в США получил абсолютно чистый бор путем зажигания смеси хлорида бора, паров BCl3 и водорода. Было обнаружено, что полученный таким образом материал бор обладает свойствами, сильно отличающимися от тех, о которых сообщалось ранее.
Описание элемента углерод
Существует ряд чистых форм этого элемента, включая графит, алмаз, фуллерены и графен.
Алмаз бесцветное, прозрачное кристаллическое вещество и самый твердый из известных материалов. Графит черный и блестящий, но мягкий. Наноформы, фуллерены и графен, выглядят как черные или темно-коричневые порошки, похожие на сажу.
Углерод уникален среди элементов своей способностью образовывать прочно связанные цепочки, изолированные атомами водорода. Эти углеводороды, добываемые естественным путем в виде ископаемого топлива (угля, нефти и природного газа), в основном используются в качестве топлива. Небольшая, но важная фракция используется в качестве сырья для нефтехимической промышленности, производящей полимеры, волокна, краски, растворители, пластмассы и т. д.
Загрязненный углерод в виде древесного угля (из древесины) и кокса (из угля) используется при выплавке металлов. Это особенно важно в черной металлургии.
Графит используется в карандашах, для изготовления кисточек в электродвигателях и в облицовке печей. Активированный уголь используется для очистки и фильтрации. Его можно найти в респираторах и кухонных вытяжках.
Углеродное волокно находит множество применений как очень прочный, но легкий материал. В настоящее время оно используется в теннисных ракетках, лыжах, удочках, ракетах и самолетах.
Промышленные алмазы используются для резки горных пород и бурения. Алмазные пленки используются для защиты поверхностей, таких как лезвия для бритья.
Недавнее открытие углеродных нанотрубок, других фуллеренов и атом-тонких листов графена произвело революцию в разработке оборудования в электронной промышленности и в нанотехнологиях в целом.
150 лет назад естественная концентрация углекислого газа в атмосфере Земли составляла 280 частей на миллион. В 2013 году в результате сжигания ископаемого топлива с кислородом она составляла 390 частей на миллион. Атмосферный углекислый газ пропускает видимый свет, но предотвращает утечку некоторого количества инфракрасного излучения (естественный парниковый эффект). Благодаря этому на Земле остается достаточно тепла для поддержания жизни. Однако усиливается парниковый эффект из-за вызванного человеком повышения содержания углекислого газа в атмосфере. Это влияет на живые организмы по мере изменения нашего климата.
Углерод необходим для жизни. Это потому, что он способен образовывать огромное разнообразие цепочек разной длины. Когда-то считалось, что молекулы жизни на основе углерода могут быть получены только из живых организмов. Считалось, что они содержат «искру жизни». Однако в 1828 году из неорганических реагентов была синтезирована мочевина, и разделы органической и неорганической химии были объединены.
Живые существа получают почти весь свой углерод из углекислого газа либо из атмосферы, либо растворенного в воде. Фотосинтез зеленых растений и фотосинтезирующий планктон использует энергию солнца для расщепления воды на кислород и водород. Кислород выделяется в атмосферу, пресную воду и моря, а водород соединяется с углекислым газом с образованием углеводов.