鈹（英文：beryllium），元素符號Be，原子序數(shù)4，原子量9.012182，屬第二周期系IIA族，是最輕的堿土金屬元素。鈹呈鋼灰色，質(zhì)地堅(jiān)硬，在室溫下易碎。鈹?shù)幕瘜W(xué)性質(zhì)活潑，屬于親氧，金屬表面能形成致密的氧化性保護(hù)膜，耐酸堿腐蝕，在空氣中即使紅熱狀態(tài)下也穩(wěn)定。常溫下與水不反應(yīng)，與稀酸、堿反應(yīng)，屬于兩性金屬。金屬鈹可用于反應(yīng)堆中子減速劑、中子反射體、X射線管窗口、宇航工程材料和各種合金等。由于鈹質(zhì)輕、熱穩(wěn)定性好、彈性模數(shù)高，其合金已成為飛機(jī)、導(dǎo)彈的結(jié)構(gòu)材料。鈹及其化合物都有毒，2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考，鈹在1類致癌物清單中。急性毒作用可引起呼吸道粘膜的刺激性炎癥以及內(nèi)臟器官壞死灶；慢性毒作用出現(xiàn)非干酪化肺部肉芽腫或間質(zhì)纖維化。
發(fā)現(xiàn)歷史
含鈹?shù)牡V物綠柱石的使用可以追溯到埃及托勒密王朝。公元前一世紀(jì)，羅馬博物學(xué)家普利尼在百科全書中指出綠柱石和祖母綠成分相似。起初，礦物學(xué)家認(rèn)為它們由硅鋁酸鹽組成。克拉普羅特曾經(jīng)分析過秘魯出產(chǎn)的綠玉石，但他卻沒能發(fā)現(xiàn)鈹。柏格曼也曾分析過綠玉石，結(jié)論是一種鋁和鈣的硅酸鹽。1798年，法國化學(xué)家沃克蘭（Vauquelin）在對綠柱石和祖母綠進(jìn)行化學(xué)分析時(shí)發(fā)現(xiàn)了除硅鋁酸鹽外的新物質(zhì)。由于發(fā)現(xiàn)新物質(zhì)形成的鹽有甜味，他們將其稱為“glucinium”，這個(gè)名字仍在部分法國文獻(xiàn)中使用。1828年德國化學(xué)家弗里德里希·維勒（Friedrich Woler）和法國安東尼·布西（Antoine Bussy）用鉀還原熔融的氯化鈹得到了鈹單質(zhì)，并首次使用Beryllium命名。1957年，國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（International Union of Pure and Applied Chemistry,IUPAC）正式將Beryllium作為元素的名字。1898年，保羅·勒博（Paul Lebeau)通過電解法制備了單質(zhì)鈹。鈹?shù)?a href="/hebeideji/2867343432173946061.html">氧化數(shù)和原子量最初有很多爭議，1973年，德米特里·門捷列夫根據(jù)元素周期表認(rèn)為鈹?shù)难趸瘮?shù)應(yīng)為2、相對原子質(zhì)量應(yīng)為9，這一推斷最終被驗(yàn)證。
分布情況
鈹在地殼中的豐度為，含鈹?shù)牡V物有綠柱石、金綠寶石、硅鈹石等，共計(jì)100多種。這些含鈹?shù)V物多存在于共伴生礦床，其中與鋰、、伴（共）生占48%，與鎢共（伴）生占20%，與稀土礦伴生占27%。
全球探明鈹資源集中在N50°和S20°附近，美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）2017年提供的數(shù)據(jù)顯示全球鈹資源儲量超過40萬噸，美國鈹資源量占全球鈹總資源量的60%，主產(chǎn)區(qū)為猶他州斯波爾山（Sport Mountain）的霍戈斯拜克（Hogs Back）和托帕茲（黃玉）兩個(gè)羥硅鈹石礦床；加拿大鈹資源占全球鈹總資源量的16%，主產(chǎn)區(qū)為魁北克省的怪湖礦床（Strange Lake）；巴西鈹資源占全球鈹總資源量的11%，主要分布于巴伊亞州、塞阿拉州以及米納斯吉拉斯州；格陵蘭和墨西哥鈹資源分別占全球鈹總資源量的5%和4%。我國鈹資源主要集中在新疆、四川省、云南省、內(nèi)蒙古自治區(qū)四省區(qū)。
物質(zhì)結(jié)構(gòu)
鈹?shù)暮送怆娮优挪紴镾2T2，兩個(gè)單電子分布在最外層四面體對稱駐波軌道上，因此鈹要達(dá)到正四面體全滿對稱的平衡穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，除了它的兩個(gè)單電子要與其他原子的兩個(gè)單電子形成兩個(gè)共價(jià)鍵外，還需要它的兩個(gè)空軌道接受其他原子的兩個(gè)電子或成鍵電子對形成兩個(gè)配位鍵。金屬鈹為密排六方晶體結(jié)構(gòu)。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
鈹是一種鋼灰色的堅(jiān)硬金屬，在室溫下易碎。鈹?shù)挠捕缺韧褰饘俑?，不像鈣、鍶、鋇可以用刀子切割。鈹具有異常高的熔點(diǎn)（常壓，1287 °C），非常低的密度（1.848 g/cm3）和非常高的強(qiáng)度重量比。鈹具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，但由于室溫下，其脆性很高，這在一定程度上限制了鈹?shù)膽?yīng)用。
化學(xué)性質(zhì)
與非金屬元素反應(yīng)
鈹幾乎能與所有非金屬元素直接化合。
鈹金屬的表面覆蓋著一層薄薄的氧化膜，有助于保護(hù)金屬內(nèi)部免受空氣的侵蝕。即使在600 °C下也不會在空氣中氧化。然而，鈹粉可以在空氣中燃燒，生成白色氧化鈹BeO：
鈹粉在500 ℃下，塊狀鈹在1000 ℃下能與氮?dú)?/a>反應(yīng)：
鈹能在真空、1300 ℃下與硫反應(yīng)：
鈹金屬與氯氣或溴氣反應(yīng)，分別形成氯化鈹和溴化鈹：
與堿反應(yīng)
金屬鈹能與氫氧化鈉在加熱的條件下發(fā)生反應(yīng)并釋放出氫氣。
1000 ℃下，鈹能與氨氣反應(yīng)并釋放出氫氣。
與酸反應(yīng)
鈹能與非氧化性強(qiáng)酸反應(yīng)并釋放出氫氣，與硝酸反應(yīng)則放出氮的氧化物。
與氧化物反應(yīng)
鈹與氧親和力很強(qiáng)，加熱時(shí)鈹能夠從其他氧化物中奪取氧。
與有機(jī)物的反應(yīng)
鈹鹽也可和某些有機(jī)配體形成配位化合物，例如，利用酚基嘧啶配體和硫酸鈹合成了酚基鈹，該材料是很好的發(fā)光材料。
化合物
氫化物
鈹?shù)?a href="/hebeideji/6878406478849652081.html">氫化物有氫化鈹（BeH?）、硼氫化鈹【Be(BH?)?】。氫化鈹?shù)姆€(wěn)定性與其純度有關(guān)，不純的氫化鈹在125 ℃會分解，遇水會水解，純度高的氫化鈹相當(dāng)穩(wěn)定，在200-220 ℃才會分解，并且需要在稀酸中才會水解；硼氫化鈹在空氣中能自燃、能與水猛烈反應(yīng)。
鹵化物
鈹?shù)?a href="/hebeideji/8995183959104792020.html">氟化物是離子型的，其他鹵化物主要是共價(jià)型的，因而它們的性質(zhì)也有顯著差別。氟化鈹可以生成很穩(wěn)定的配位化合物氟鈹酸鹽，其他鹵化鈹則沒有這種性質(zhì)；其他鹵化鈹容易與中性配體生成配合物，化鈹則不行。
氧化物、氫氧化物和含氧酸
氧化鈹熔點(diǎn)高且化學(xué)穩(wěn)定性好，是一種優(yōu)良的耐火材料；氫氧化鈹是一種兩性化合物，膠態(tài)氫氧化鈹能溶于過量堿中，另外氫氧化鈹加熱會失水。
硫化物、硒化物、碲化物
硫化鈹、化鈹、化鈹都可由單質(zhì)直接反應(yīng)制得，三者均具有閃鋅礦結(jié)構(gòu)。硫化鈹在冷水中穩(wěn)定，在沸水中可以水解成BeO，硫化鈹滲有微量雜質(zhì)時(shí)能發(fā)熒光。
硫酸鹽
硫酸鈹是鈹所有含氧酸鹽中最重要的，其熱穩(wěn)定性很高，硫酸鈹能夠和堿金屬硫酸鹽反應(yīng)生成復(fù)鹽。
同位素
鈹?shù)囊阎凰毓灿?5個(gè)，其中只有1個(gè)是穩(wěn)定的，其他都具有放射性。天然存在的鈹同位素有3個(gè)，分別是穩(wěn)定的Be-9和具放射性的Be-10及Be-7。
鈹在天然核反應(yīng)過程中也發(fā)揮著重要的作用，鈹參與生成碳的聚變反應(yīng)。每生成一個(gè)碳核，需要3個(gè)3α粒子，在3α過程中，三個(gè)氦原子核（也被稱為α粒子）聚變成一個(gè)碳原子。首先，兩個(gè)He原子核聚變成極不穩(wěn)定的鈹，鈹原子核傾向于衰變回兩個(gè)原子核。其中一部分鈹原子核可以再與另一個(gè)原子核聚變為穩(wěn)定的原子。1932年，詹姆斯·查德威克用α粒子轟擊鈹核，發(fā)現(xiàn)了中子，反應(yīng)如下式：
制備方法
電解法
可以通過電解無水熔融的鈹鹽如氯化鈹來制備鈹，其反應(yīng)方程式如下：
還原法
金屬鎂還原氟化鈹制備單質(zhì)鈹，反應(yīng)方程式如下：
礦石提取
從含鈹?shù)V石如綠柱石提取鈹，主要包括兩步：
1）氫氧化鈹的制備。礦石在進(jìn)入工藝流程之前，需要手工分選，根據(jù)形狀和顏色選擇含有至少10%氧化鈹的綠柱石晶體。有兩種商業(yè)方法將綠柱石加工成氫氧化鈹：氟化法和硫酸法。
硫酸法是生產(chǎn)氫氧化鈹應(yīng)用最廣泛的方法之一。這種方法的原理是通過焙燒破壞含鈹?shù)V物的結(jié)構(gòu)，然后用硫酸融化含鈹?shù)V物，將鈹、鋁、鐵等酸溶性金屬放入溶液相中。將含鈹?shù)V物與雜質(zhì)礦物分離，之后對鈹溶液進(jìn)行提純并且去除雜質(zhì)，制得氫氧化鈹（或氧化鈹）產(chǎn)品。工藝流程圖如下。
2）從氫氧化鈹制備鈹：從氫氧化鈹制備鈹主要包括兩種方法，第一種方法，在氫氧化鈹中加入水溶氟化酸氨，使四氟鈹酸沉淀出來，隨后加熱釋放氨氣并產(chǎn)生無定形氟化鈹。然后使用Kroll工藝還原氟化鈹，即氟化鈹在900°C與鎂發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生鈹細(xì)粉，繼續(xù)加熱至1300°C之后可得到鈹金屬塊。為制造更高純度的鈹，可以將粗鈹用真空蒸餾、熔鹽電解精煉等方法進(jìn)行精煉。反應(yīng)方程式如下：
第二種方法，對氫氧化鈹加熱產(chǎn)生氧化鈹，再與碳和氯發(fā)生反應(yīng)形成氯化鈹。氯化鈹經(jīng)電解后即可得出鈹金屬:
應(yīng)用領(lǐng)域
核能領(lǐng)域
金屬鈹在反應(yīng)堆中的性質(zhì)十分優(yōu)異。在所有金屬中，鈹具有最大的中子截面面積，且鈹原子核質(zhì)量小，在碰撞的時(shí)候，能降低中子速度，但是卻不損失中子能量，是很好的中子減速劑。鈹中子在核中的結(jié)合能小，在高能粒子的轟擊下，中子很容易被釋放出來，可以用鈹來做中子源、增殖劑。
在托克馬克聚變反應(yīng)堆（TFR）中，鈹被用作約束等離子體的內(nèi)壁材料；在“歐洲聯(lián)合環(huán)”聚變反應(yīng)堆（JET）和國際熱核聚變試驗(yàn)反應(yīng)堆項(xiàng)目（ITER）中，鈹有高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱的優(yōu)點(diǎn)鈹也被用做美國國家點(diǎn)火裝置（NIF）的核心部件，即包含放射性氫同位素和氚[chuān]的燃燒球是由鈹制作而成的。
航空航天領(lǐng)域
鈹?shù)奈⑶?qiáng)度很高，這使得慣性導(dǎo)航一旦應(yīng)用金屬鈹，其尺寸將十分穩(wěn)定，其他材料都不能達(dá)到這種精度。另外鈹?shù)牡兔芏雀?a href="/hebeideji/7177708286623940373.html">剛度的特性，契合了導(dǎo)航儀器小型化的要求。
鈹材料在保持原有的低密度和優(yōu)異的熱性能的基礎(chǔ)上，具有高比剛度、高強(qiáng)度等優(yōu)異的力學(xué)性能。在此前提下，鈹元件可以做得更輕、更薄，使用鈹做工件，可以有效減輕元件重量，顯著降低發(fā)射成本。蘇聯(lián)暴雪航天飛機(jī)在其外殼、散熱器和發(fā)動機(jī)噴嘴中使用了大量的鈹及其化合物。美國同樣使用鈹制造航天器外殼。這不僅有效地減輕了航天器的重量，還起到了隔熱的作用。阿吉納航天器使用鈹來代替原有的鎂合金來制造外殼，重量減輕了20%。
鈹鋁合金結(jié)合了鈹?shù)母邚椥阅Ａ亢弯X的高韌性，具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、比剛度高、熱穩(wěn)定性好、韌性高、抗腐蝕性能好等優(yōu)良特性。鋁鈹合金主要用于先進(jìn)設(shè)計(jì)的航空航天結(jié)構(gòu)中，以減輕重量、降低壽命周期成本并提高可靠性。在鋁中加入少量的鈹，可獲得高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和不尋常的抗氧化性。
鈹銅合金能承受高溫，特別堅(jiān)硬，耐腐蝕，不產(chǎn)生火花，并且無磁性。這些合金用于飛機(jī)發(fā)動機(jī)的許多關(guān)鍵運(yùn)動部件以及精密儀器、繼電器和開關(guān)的關(guān)鍵部件。鈹-合金可用于制造熱彈簧、飛機(jī)儀表薄膜、高度計(jì)、壓力計(jì)的材料。
電子領(lǐng)域
拋光的鈹金屬，可以良好地反射紅外線，鈹鏡剛度高、尺寸穩(wěn)定性好。在軍工領(lǐng)域，鈹鏡廣泛應(yīng)用于夜視系統(tǒng)、紅外照相機(jī)等高精度光學(xué)系統(tǒng)中。各國主戰(zhàn)坦克的射擊控制系統(tǒng)均使用了鈹鏡，OH-58D美國陸軍用偵察直升機(jī)，其激光、電視和紅外傳感器安裝在鈹金屬制作的光具座上，有效消除了飛機(jī)馬達(dá)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動。
鈹以優(yōu)異的力學(xué)、物理性能和拋光工藝性能，成為空間和地面光學(xué)系統(tǒng)中反射鏡的首選材料，且已被成功應(yīng)用于制造大口徑反射鏡，如日本的高級氣象成像儀JAMI、西班牙的加那利大型望遠(yuǎn)鏡GTC等項(xiàng)目。由于可以在低于30K的溫度下正常工作，鈹擊敗了零膨脹玻璃、微晶玻璃等眾多優(yōu)選材料，成為美國航空航天局詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡太空望遠(yuǎn)鏡的主鏡材料。在中國，鈹鏡已成功用于氣象衛(wèi)星、資源衛(wèi)星和神舟飛船上。
鈹鋁合金也被用于計(jì)算機(jī)信息存儲設(shè)備。布拉什-韋爾曼（Brush Wellman）公司研制出具有商業(yè)化規(guī)模的鈹鋁合金 AlBeMet?（洛克合金）。鈹銅合金在電子工業(yè)中的一個(gè)代表性用途是集成電路插座和電子連接器。
高能物理領(lǐng)域
鈹具有低密度、高強(qiáng)度、優(yōu)良的熱性能、無磁性、耐腐蝕等優(yōu)良特性，這些特性使其成為世界各地加速器束流管的理想材料。目前，歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對撞機(jī)（LHC）、日本高能加速器實(shí)驗(yàn)室（KEK）的BELLE探測器、美國Nea大學(xué)加速器（CESR）的CLEO探測器束流管均以鈹為主要材料。
其它領(lǐng)域
鈹?shù)某錾?a href="/hebeideji/7177708286623940373.html">剛度和對X射線的高透明度使其成為醫(yī)療領(lǐng)域、X射線窗口/管的首選材料。骨射線照相術(shù)、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)、乳房X線照相術(shù)、超聲、診斷監(jiān)視器等醫(yī)療儀器中都需要用到含鈹零件。此外，含鈹零件也被應(yīng)用在電子顯微鏡、工業(yè)X射線探傷儀、X射線衍射、X射線熒光分析、行李X射線檢測設(shè)備、原位分析等工業(yè)分析儀中。
安全事宜
毒性
鈹具有明顯的全身性的毒性作用。急性毒作用可引起呼吸道粘膜的刺激性炎癥以及內(nèi)臟器官廣泛的壞死灶。慢性毒作用的主要病變器官是肺，出現(xiàn)非干酪化肺部肉芽腫或間質(zhì)纖維化。鈹單質(zhì)及鈹?shù)姆?a href="/hebeideji/7799604655011301179.html">氧化物都可以導(dǎo)致急性鈹病。氧化鈹一般會引起慢性鈹病，在低溫下煅燒的氧化鈹，才可能導(dǎo)致急性鈹病。導(dǎo)致鈹中毒的主要作業(yè)種類有鈹冶煉、鈹合金制造、鈹加工、鈹應(yīng)用和鈹?shù)目蒲袑?shí)驗(yàn)等。
2017年10月27日，世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考中，鈹被列為1類致癌物。鈹暴露于人類癌癥有關(guān)的流行病學(xué)證據(jù)表明：暴露于鈹或鈹化合物的職業(yè)人群患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)增加，支持鈹和鈹化合物對人類致癌的結(jié)論；急性鈹肺炎是高鈹暴露的標(biāo)志，與較高的肺癌發(fā)病率相關(guān)（相對風(fēng)險(xiǎn)高達(dá)2.3）
防治措施
皮膚：穿戴適當(dāng)?shù)膫€(gè)人防護(hù)服以防止皮膚接觸。每日衣物可能受到污染的工人應(yīng)在離開工作場所前更換未受污染的衣物。工作服潮濕時(shí)，應(yīng)脫下并更換變濕或嚴(yán)重污染的工作服。
眼睛：防止眼睛接觸-佩戴適當(dāng)?shù)难劬ΡＷo(hù)裝置以防止眼睛接觸。應(yīng)在工人可能接觸物質(zhì)的區(qū)域提供洗眼器
監(jiān)管措施
在歐洲經(jīng)濟(jì)共同體，鈹和鈹化合物不允許在化妝品中使用。含有鈹和鈹化合物或被鈹和鈹化合物污染的廢物（家庭廢物除外）被歸類為危險(xiǎn)廢物。成員國必須采取必要措施限制鈹及其化合物進(jìn)入地下水。鈹和鈹化合物（硅酸鈹鋁除外）被歸類為劇毒和刺激性物質(zhì)。
消防措施
鈹?shù)姆勰┛赡芘c空氣形成爆炸性混合物。
小火：使用干粉、CO2、噴水或抗酒精泡沫等。
大火：噴水、霧或抗乙醇泡沫。在安全條件下，將未損壞的容器移離火災(zāi)周圍區(qū)域。避免將直流或固體流直接對準(zhǔn)產(chǎn)品，不要讓水進(jìn)入容器。
急救措施
含鈹物質(zhì)接觸到眼睛，立即用大量水沖洗眼睛，偶爾抬起下眼瞼和上眼瞼，立即就醫(yī)。
吸入大量含鈹物質(zhì)，請立即將接觸的人移至新鮮空氣中。
參考資料 >
鈹.bkzx.2023-05-10
beryllium.webelements.2023-05-12
Chemical Datasheet:beryllium.cameochemicals.2023-05-10
這120種1類（最高級別致癌物）請您一定看仔細(xì).浙江新聞在線.2025-08-18
Beryllium | Be - PubChem.pubchem.ncbi.nlm.2023-05-10
Hazardous Substances Data Bank (HSDB) : 512 - PubChem.pubchem.ncbi.nlm.2023-05-10