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분류 | 알칼리 토금속 |
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원자번호 | 4 |
원소기호 | Be |
상태 | 고체 |
원자량 | 9 |
녹는점 | 1,278℃ |
끓는점 | 2,970℃ |
원자가 | 2 |
전자배열 | 2-2 또는 1s2 2s2 |
비중 | 1.85g(20℃) |
야금술에서 경화제(硬化劑)로, 그밖에 많은 분야와 핵응용에 쓰인다. 1798년에 루이 니콜라 보클랭이 녹주석과 에메랄드에서 산화물 상태의 베릴륨을 발견했고, 1828년에 프리드리히 뵐러와 A.-A.-B. 비시가 칼륨으로 염화베릴륨을 환원하여 각각 독자적으로 베릴륨 금속을 분리했다.
베릴륨은 철회색(鐵灰色)의 금속으로 실온에서 매우 잘 부서지며, 천연에서 유리 상태로 산출되지 않는다. 지층의 화성암에 0.0006% 정도 존재하는 것으로 추정된다.
녹주석(규산알루미늄베릴륨)과 버어트런다이트(규산베릴륨)에는 수산화베릴륨을 공업적으로 추출하기에 충분한 양이 들어 있다. 베릴륨 금속은 마그네슘으로 플루오르화베릴륨을 환원시키거나 염화베릴륨을 전기분해하여 공업적으로 얻는다.
베릴륨은 단 하나의 안정한 경금속(輕金屬)으로 비교적 녹는점이 높다. 우수한 전기전도도, 높은 열용량과 열전도도, 고온에서도 뛰어난 역학적 성질들, 내산성화(耐酸性化), 매우 높은 탄성률(강철의 1.33배) 등의 성질들로 인해 원자로에 쓰일 수 있을 뿐만 아니라 구조적·열적 응용에 관심을 갖게 한다. 베릴륨은 X선을 알루미늄보다 17배나 더 잘 통과시키므로 X선관의 창을 만드는 데 널리 쓰인다.
베릴륨은 자이로스코프, 가속도계, 관성유도 기기용 컴퓨터 부품, 미사일·항공기·우주선 등의 여러 장치, 강력 제동통 등과 같이 좋은 흡열부가 필요한 곳에 쓰인다. 대개 베릴륨은 경질 합금에 적은 비율로 쓰이는데 특히 구리가 주성분인 합금이나, 니켈이나 철을 주성분으로 한 합금에 쓰인다. 화약공장에서처럼 불꽃 튀는 것이 위험한 곳에서는 베릴륨-구리 합금으로 도구를 만들어 쓴다. 베릴륨 자체는 불꽃을 감소시키지 못하지만 구리를 강화시켜 충격을 가해도 불꽃을 만들지 않는다. 산화성 합금에 소량의 베릴륨을 가하면 표면에 보호막이 생겨 마그네슘의 가연성을 감소시키고 은 합금의 변색을 막는다.
1932년 제임스 채드윅은 α입자를 베릴륨에 포격시켜 방출되는 입자가 중성자임을 밝혀냈다. 그 이후로 라듐과 같은 α입자 방출원소와 함께 섞어주면 α입자에 충돌된 베릴륨이 중성자를 방출하므로 적당한 중성자원으로 사용될 수 있게 되었다. 1942년에 엔리코 페르미는 우라늄을 사용한 원자로에서 처음으로 제어 된 핵분열 연쇄반응을 일으키는 데 라듐과 혼합된 베릴륨을 중성자원으로 사용했다.
천연에서 산출되는 유일한 동위원소는 베릴륨-9(9Be)이며, 인공으로 합성한 동위원소로는 10Be(반감기 270만 년)과 8Be(10-15초 내에 자발적으로 핵분열이 일어나 2개의 α입자로 됨)이 있다.
베릴륨 화합물
베릴륨은 모든 베릴륨 화합물에서 산화수가 +2인 상태로 존재한다. 화합물은 일반적으로 무색이며, 이 원소의 이전 이름인 글루시늄에서 알 수 있듯이 단맛이 난다. 용액, 건식분진(乾式粉塵) 또는 연기에 녹아 있는 형태의 기용성 화합물은 유독하여 피부염을 일으키고, 흡입했을 때 포스겐 독가스와 유사한 급성 독성을 일으킨다.
산화베릴륨(BeO)은 열전도도가 좋으면서도 전기저항과 절연내력이 큰 특이한 성질을 갖고 있어서 고온용 내화물질(耐火物質)로 사용된다. 또한 고온용 핵장치에 사용되는 세라믹 부품을 만드는 데 사용되는 등 다양하게 응용된다.
염화베릴륨(BeC2)은 프리델-크래프츠 반응의 촉매로 사용되며, 베릴륨을 전해채취(電解採取) 또는 전기정련(電氣精鍊)할 때 용기로 사용된다. 염기성 탄산베릴륨(BeCO3·xBe(OH)2)은 암모니아(NH3)와 이산화탄소(CO2)에서 침전되며, 베릴륨의 염을 합성하는 출발물질로 사용된다. 염기성 아세트산베릴륨(Be4O(C2H3O2)6)도 같은 용도로 사용된다.
베릴륨은 유기 배위화합물을 만들며, 알킬베릴륨과 아릴베릴륨 등 몇몇 유기금속화합물에서는 탄소와 직접 결합한다.
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