Óxido de berílio (BeO): estrutura, propriedades e usos - Ciência - 2023

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o óxido de berílio (BeO) é um material cerâmico que, além de sua alta resistência e resistividade elétrica, possui uma capacidade de condução de calor tão elevada que faz parte de reatores nucleares, superando até mesmo os metais nesta última propriedade.

Além da utilidade como material sintético, também pode ser encontrado na natureza, embora seja raro. Seu manuseio deve ser feito com cuidado, pois tem capacidade de causar graves danos à saúde humana.

No mundo moderno, tem-se observado como cientistas associados a empresas de tecnologia realizam pesquisas para desenvolver materiais avançados para aplicações bastante especializadas, como as que atendem a materiais semicondutores e as da indústria aeroespacial.

O resultado disso foi a descoberta de substâncias que, graças às suas propriedades extremamente úteis e alta durabilidade, nos deram a oportunidade de avançar no tempo, permitindo-nos levar nossa tecnologia a níveis mais elevados.

Estrutura química

Uma molécula de óxido de berílio (também chamada de "Berilia") É composto por um átomo de berílio e um átomo de oxigênio, ambos coordenados em uma orientação tetraédrica, e se cristaliza em estruturas cristalinas hexagonais chamadas wurtzites.

Esses cristais possuem centros tetraédricos, que são ocupados por Be²⁺ Eu^2-. Em altas temperaturas, a estrutura do óxido de berílio torna-se do tipo tetragonal.

A obtenção do óxido de berílio é realizada por três métodos: calcinação do carbonato de berílio, desidratação do hidróxido de berílio ou por ignição do berílio metálico. O óxido de berílio formado em altas temperaturas é de caráter inerte, mas pode ser dissolvido por vários compostos.

BeCO₃+ Calor → BeO + CO₂ (Calcinação)

Be (OH)₂ → BeO + H₂O (desidratação)

2 Be + O₂ → 2 BeO (ignição)

Finalmente, o óxido de berílio pode ser vaporizado e, neste estado, estará na forma de moléculas diatômicas.

Propriedades

O óxido de berílio ocorre na natureza como bromelite, um mineral branco encontrado em alguns depósitos complexos de manganês-ferro, mas é mais comumente encontrado em sua forma sintética: um sólido amorfo branco que ocorre como um pó. .

Além disso, as impurezas retidas durante a produção darão à amostra de óxido cores variadas.

Seu ponto de fusão está localizado a 2507 ºC, seu ponto de ebulição a 3900 ºC e tem uma densidade de 3,01 g / cm³.

Da mesma forma, sua estabilidade química é consideravelmente elevada, reagindo apenas com o vapor d'água em temperaturas próximas a 1000 ºC, podendo suportar processos de redução de carbono e ataques de metais fundidos em altas temperaturas.

Além disso, sua resistência mecânica é decente e pode ser aprimorada com projetos e fabricação adequados para uso comercial.

Condutividade elétrica

O óxido de berílio é um material cerâmico extremamente estável e, portanto, tem uma resistividade elétrica razoavelmente alta que o torna um dos melhores materiais isolantes elétricos, junto com a alumina.

Por causa disso, este material é comumente usado para equipamentos elétricos especializados de alta frequência.

Condutividade térmica

O óxido de berílio tem uma grande vantagem em termos de condutividade térmica: é conhecido como o segundo melhor material condutor de calor entre os não metais, perdendo apenas para o diamante, um material consideravelmente mais caro e raro.

Quanto aos metais, apenas o cobre e a prata transferem melhor o calor por condução do que o óxido de berílio, tornando-o um material altamente desejável.

Devido às suas excelentes propriedades condutoras de calor, esta substância tem estado envolvida na produção de materiais refratários.

Propriedades ópticas

Devido às suas propriedades cristalinas, o óxido de berílio é usado para a aplicação de material transparente ultravioleta em certas telas planas e células fotovoltaicas.

Da mesma forma, podem ser produzidos cristais de altíssima qualidade, de modo que essas propriedades melhoram dependendo do processo de fabricação utilizado.

Riscos de saúde

O óxido de berílio é um composto que deve ser manuseado com muito cuidado, pois possui principalmente propriedades cancerígenas, as quais têm sido associadas à contínua inalação de pós ou vapores desse material.

As pequenas partículas nessas fases de óxido aderem aos pulmões e podem levar à formação de tumores ou a uma doença conhecida como beriliose.

A beriliose é uma doença com taxa de mortalidade média que causa respiração ineficaz, tosse, perda de peso e febre, e a formação de granulomas nos pulmões ou outros órgãos afetados.

O contato direto do óxido de berílio com a pele também apresenta riscos à saúde, pois é corrosivo e irritante e pode causar danos à superfície da pele e à mucosa. O trato respiratório e as mãos devem ser protegidos durante o trabalho com este material, principalmente na forma de pó.

Formulários

Os usos do óxido de berílio são divididos principalmente em três: aplicações eletrônicas, nucleares e outras.

Aplicativos eletrônicos

A capacidade de transferir calor em alto nível e sua boa resistividade elétrica tornaram o óxido de berílio de grande utilidade como dissipador de calor.

Seu uso foi evidenciado em circuitos dentro de computadores de alta capacidade, bem como em equipamentos que manuseiam altas correntes de eletricidade.

O óxido de berílio é transparente aos raios X e microondas, por isso é usado em janelas contra esses tipos de radiação, além de antenas, sistemas de comunicação e fornos de microondas.

Aplicações nucleares

Sua capacidade de moderar nêutrons e manter sua estrutura sob o bombardeio de radiação levou ao óxido de berílio sendo envolvido na construção de reatores nucleares, e também pode ser aplicado em reatores de alta temperatura refrigerados a gás.

Outros aplicativos

A baixa densidade do óxido de berílio tem gerado interesse nas indústrias aeroespacial e de tecnologia militar, pois pode representar uma opção de baixo peso em motores de foguetes e coletes à prova de balas.

Por fim, foi recentemente aplicado como material refratário na fusão de metais em indústrias metalúrgicas.

Referências

PubChem. (s.f.). Óxido de berílio. Obtido em pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
Reade. (s.f.). Berílio / Óxido de Berílio (BeO). Recuperado de reade.com
Research, C. (s.f.). Óxido de berílio - Berílio. Obtido em azom.com
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Wikipedia. (s.f.). Óxido de berílio. Obtido em en.wikipedia.org