Berílio (Be)

O berílio, de símbolo Be, é um metal alcalino-terroso localizado no segundo período da Tabela Periódica. Seu nome é derivado do mineral do qual esse metal foi obtido pela primeira vez, o berilo, o qual é praticamente idêntico à esmeralda em termos de composição química. Apresenta um teor médio de 2 ppm na crosta terrestre e é o único metal leve (de baixa massa atômica) de elevado ponto de fusão.

O berílio é muito utilizado na fabricação de ligas de cobre-berílio (bronzes de berílio), as quais são empregadas em reatores nucleares e no fabrico de ferramentas que não produzem faíscas. O berílio e seus compostos, no entanto, são extremamente tóxicos, e sua manipulação indevida e exposição prolongada podem levar a uma doença crônica chamada de granulomatose pulmonar.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre berílio
• 2 - Propriedades do berílio
• 3 - Características do berílio
• 4 - Onde o berílio é encontrado?
• 5 - Aplicações do berílio
• 6 - Toxicidade do berílio
• 7 - História do berílio
• 8 - Exercícios resolvidos sobre o berílio

Resumo sobre berílio

• É um metal alcalino-terroso localizado no segundo período da Tabela Periódica.
• Na forma metálica, tem coloração acinzentada, além de ser dúctil, maleável e frágil.
• É o único metal leve com alto ponto de fusão.
• Suas propriedades como boa resistência à corrosão e condutividade térmica e o fato de não ser magnético o colocam como importante na indústria.
• É obtido de silicatos ou óxidos duplos de alumínio e berílio, como o caso do berilo.
• Foi descoberto, em 1798, por Louis-Nicolas Vauquelin.
• É extremamente tóxico, podendo gerar uma doença pulmonar crônica.

Propriedades do berílio

• Símbolo: Be
• Número atômico: 4
• Massa atômica: 9,01 u.m.a
• Ponto de fusão: ≈ 1278 °C
• Ponto de ebulição: ≈ 2970 °C
• Densidade: 1,85 g.mL^-1
• Eletronegatividade: 1,57
• Configuração eletrônica: 2s²
• Série química: metal alcalino-terroso, elemento representativo
• Isótopos naturais: ⁹Be (100%)

Características do berílio

O berílio é um dos metais mais leves, além de ser o metal de menor raio atômico de toda a Tabela Periódica. Entre suas principais propriedades, está o fato de não ser magnético, além de possuir alta condutividade térmica e elevado ponto de fusão. Tais propriedades, em conjunto com sua boa resistência à oxidação causada pelo ar e alguns ácidos, garantem-lhe importância industrial.

Na forma metálica, o berílio tem coloração acinzentada, assim como o magnésio, o metal alcalino-terroso seguinte. Assim como os demais metais alcalino-terrosos, o berílio é dúctil, maleável e frágil. Contudo, diferentemente dos demais metais do grupo, ele não reage com gás oxigênio e água em temperatura ambiente.

No caso do oxigênio, a presença deste cria uma capa de óxido de berílio (BeO) em torno do metal. É essa capa de BeO que protege o berílio metálico de ser oxidado por ar e ácidos, com exceção de ácido clorídrico diluído, o qual dissolve essa camada e produz gás hidrogênio.

2 Be (s) + O₂ (g) → 2 BeO (s)

Embora de diferentes grupos e períodos na Tabela Periódica, o berílio e o alumínio possuem algumas semelhanças químicas. Por exemplo, tanto um quanto o outro são capazes de reagir com soluções aquosas alcalinas, produzindo gás hidrogênio (H₂). Outro ponto importante é que o hidróxido de berílio, Be(OH)₂, e o hidróxido de alumínio, Al(OH)₃, apresentam característica anfótera (podem se comportar como ácido ou base, a depender das condições da reação), enquanto os hidróxidos dos demais elementos do grupo 2 são básicos.

Outra diferença do berílio em relação aos demais metais alcalino-terrosos é o fato de ele se estabilizar com apenas quatro elétrons na camada de valência, em um caso de contração do octeto. Outra grande diferença em relação aos demais metais do grupo é que os haletos de berílio, como BeF₂ e BeCl₂, são covalentes. Já os haletos dos demais metais alcalino-terrosos são todos iônicos.

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Onde o berílio é encontrado?

A principal fonte mineral de berílio está no berilo, na esmeralda e na água-marinha. Estes minerais, são, na verdade, silicatos duplos de berílio e alumínio, Be₃Al₂(SiO₃)₆, cuja coloração e brilho fascinam a humanidade desde tempos remotos. O berilo e a esmeralda já foram, inclusive, considerados idênticos. No entanto, hoje é sabido que o berilo possui cerca de 2% em cromo, conferindo-lhe uma coloração esverdeada.

Outra fonte mineral famosa de berílio são os crisoberilos, óxidos duplos de alumínio e berílio, Al₂BeO₄. Todos esses minerais são utilizados como pedras preciosas ou semipreciosas. No Brasil, embora sejam encontrados tais minérios nos estados de Minas Gerais e Bahia, ainda não há produção significativa de berílio.

Aplicações do berílio

A principal aplicação industrial do berílio está na produção de ligas cobre-berílio, os chamados bronzes de berílio. Tal liga, com teor médio de 2,5% em massa de berílio, pode ser empregada em reatores nucleares, na fabricação de giroscópios e em aparelhos de ressonância magnética.

O berílio também é amplamente utilizado em aplicações nucleares, uma vez que tem a capacidade de atuar como refletor e moderador de nêutrons em usinas e armas nucleares à base de fissão. Esse metal também tem a capacidade de suportar temperaturas mais baixas do que o vidro, uma característica conveniente para aplicações militares e espaciais. Já o óxido de berílio, embora um isolante elétrico, é um excelente condutor de calor.

O berílio também foi essencial na história da ciência: a mistura de rádio e berílio é capaz de produzir nêutrons, técnica essa utilizada por James Chadwick, em 1932, para a descoberta dos nêutrons. Foi também esse processo que permitiu Enrico Fermi produzir o primeiro reator nuclear da história da humanidade.

Por fim, a beleza e a coloração características do berilo e da esmeralda também colocam o berílio na fabricação de joias e pedras preciosas e semipreciosas.

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Toxicidade do berílio

O berílio e seus compostos são extremamente tóxicos, especialmente na forma de poeira. O envenenamento agudo por inspiração de seus sais produz calafrios, febre, tosse dolorosa e acúmulo de fluidos nos pulmões, podendo levar à morte. Quando inalado, pequenas quantidades são capazes de causar beriliose, uma doença pulmonar crônica a qual pode se manifestar no organismo após meses ou anos e não possui tratamento. A beriliose também é conhecida como granulomatose pulmonar crônica, uma vez que essa doença forma granulomas nos pulmões.

Uma das teorias para se entender a toxicidade do berílio está no fato do cátion Be²⁺ ter a capacidade de deslocar o cátion Mg²⁺ em enzimas. Por isso, a manipulação e utilização de compostos de berílio exige intenso cuidado e precaução.

História do berílio

A descoberta do berílio é creditada ao francês Louis-Nicolas Vauquelin, que, em 1798, detectou o elemento ao fazer análises de amostras dos minerais berilo e esmeralda. Ao novo elemento, Vauquelin deu o nome de glucínio, uma vez que os seus sais conhecidos da época tinham um sabor adocicado. Posteriormente, o nome do elemento foi alterado para berílio, em referência ao mineral berilo. Contudo, o nome berílio só foi adotado no idioma francês, nativo de Vauquelin, a partir de 1957.

Apesar do trabalho pioneiro de Vauquelin, o berílio só foi obtido 30 anos mais tarde, em 1828, pelos pesquisadores Friedrich Wöhler e Antoine Bussy, de forma independente, fazendo reagir, a quente, potássio com cloreto de berílio, uma reação altamente violenta. Posteriormente, em 1898, Paul Lebeau obteve berílio metálico por meio da eletrólise de uma mistura fundida dos fluoretos de berílio e sódio (BeF₂ e NaF). Atualmente, o berílio é produzido da reação de oxirredução do magnésio com o BeF₂, oriundo do mineral berilo.

Exercícios resolvidos sobre o berílio

Questão 1

(OBQ Jr/2018) Observe a charge:

Qual é o átomo exemplificado na charge?

a) B (Z = 5)

b) Be (Z = 4)

c) He (Z = 2)

d) O (Z = 8)

Resposta:

Letra B. Para resolver a questão, devemos supor o átomo neutro, portanto, com número de prótons igual ao de elétrons. No átomo da figura, é possível perceber quatro elétrons (esferas mais claras em torno do núcleo), por isso podemos supor que se trata do berílio (Be), o qual possui, no estado neutro, quatro prótons e, consequentemente, quatro elétrons.

Questão 2

(UFPEL RS/2014) O berílio e o boro são dois elementos sólidos que apresentam muitas utilizações. O primeiro deles tem uma elevada rigidez, sendo empregado na fabricação de placas de naves espaciais. O boro faz parte de substâncias como o borato de sódio, empregado em formulações caseiras para combater as baratas. Portanto, é correto afirmar que

a) o boro e o berílio são elementos metálicos muito densos.

b) o boro e o berílio apresentam hibridação sp3 nas moléculas BeCl2 e BCl3.

c) o boro e o berílio são elementos que estabilizam seus átomos quando apresentam oito elétrons na última camada.

d) o berílio, ao reagir com o ácido clorídrico, forma um sal com a estrutura BeCl.

e) o ácido bórico apresenta três hidrogênios ionizáveis e tem fórmula molecular H3BO3.

Resposta:

Letra E, uma vez que o único oxiácido possível do bromo é o H₃BO₃, substância em que o boro atinge NOx igual a +5. O boro e o berílio não são elementos muito densos, pois os metais mais densos se localizam em direção ao ósmio (Os) na Tabela Periódica. Tais metais estão distantes deles, eliminando assim a letra A. Além disso, boro e berílio são casos clássicos de contração de octeto, em que o boro se estabiliza com seis elétrons, enquanto o berílio se estabiliza com quatro elétrons, o que elimina a letra C.

Quanto à hibridação, caso fosse sp³, isso significaria que tanto berílio quanto boro utilizariam três subníveis p para formar seus cloretos. Isso não ocorre uma vez que o berílio, por exemplo, estabiliza-se com quatro elétrons na camada de valência. Isso quer dizer que o berílio faz um híbrido sim entre o subnível s e o subnível p, mas apenas do tipo sp e não sp³, já que utiliza apenas um único subnível p para se estabilizar. Sendo assim, a letra B está incorreta. O cloreto de berílio, aliás, é o BeCl₂, o que elimina a letra D.

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química