El óxido de berilio ( BeO ), también conocido como berilia , es un compuesto inorgánico con la fórmula BeO. Este sólido incoloro es un aislante eléctrico con una conductividad térmica más alta que cualquier otro no metal excepto el diamante , y supera la de la mayoría de los metales. [12] Como sólido amorfo , el óxido de berilio es blanco. Su alto punto de fusión conduce a su uso como material refractario . [13] Se presenta en la naturaleza como el mineral bromelita . Históricamente y en la ciencia de los materiales , el óxido de berilio se llamaba glucina u óxido de glucinio , debido a su sabor dulce.
El óxido de berilio se puede preparar calcinando (tostando) carbonato de berilio , deshidratando hidróxido de berilio o encendiendo berilio metálico :
La ignición del berilio en el aire produce una mezcla de BeO y nitruro Be 3 N 2 . [12] A diferencia de los óxidos formados por otros elementos del Grupo 2 ( metales alcalinotérreos ), el óxido de berilio es anfótero en lugar de básico.
El óxido de berilio formado a altas temperaturas (>800 °C) es inerte, pero se disuelve fácilmente en bifluoruro de amonio acuoso caliente (NH 4 HF 2 ) o en una solución de ácido sulfúrico concentrado caliente (H 2 SO 4 ) y sulfato de amonio ((NH 4 ) 2 SO 4 ).
El BeO cristaliza en la estructura hexagonal de wurtzita , que presenta centros tetraédricos Be2 + y O2− , como la lonsdaleíta y el w- BN (con los cuales es isoelectrónico ). Por el contrario, los óxidos de los metales más grandes del grupo 2, es decir, MgO , CaO , SrO , BaO , cristalizan en el motivo cúbico de sal de roca con geometría octaédrica alrededor de los dicationes y dianiones. [12] A alta temperatura, la estructura se transforma a una forma tetragonal. [14]
En la fase de vapor, el óxido de berilio está presente como moléculas diatómicas discretas . En el lenguaje de la teoría del enlace de valencia , estas moléculas pueden describirse como adoptando hibridación orbital sp en ambos átomos, presentando un enlace σ (entre un orbital sp en cada átomo) y un enlace π (entre orbitales p alineados en cada átomo orientados perpendicularmente al eje molecular). La teoría de orbitales moleculares proporciona una imagen ligeramente diferente sin enlace σ neto (porque los 2 orbitales s de los dos átomos se combinan para formar un orbital de enlace sigma lleno y un orbital antienlazante sigma* lleno) y dos enlaces π formados entre ambos pares de orbitales p orientados perpendicularmente al eje molecular. El orbital sigma formado por los orbitales p alineados a lo largo del eje molecular no está lleno. El estado fundamental correspondiente es ...(2sσ) 2 (2sσ*) 2 (2pπ) 4 (como en la molécula isoelectrónica C 2 ), donde ambos enlaces pueden considerarse como enlaces dativos del oxígeno hacia el berilio. [15]
Se pueden obtener cristales de alta calidad mediante métodos hidrotermales o mediante el método Verneuil . En general, el óxido de berilio se produce como un polvo amorfo blanco, sinterizado en formas más grandes. Las impurezas, como el carbono, pueden dar lugar a una variedad de colores en los cristales anfitriones, que de otro modo serían incoloros.
El óxido de berilio sinterizado es una cerámica muy estable . [16] El óxido de berilio se utiliza en motores de cohetes [ cita requerida ] y como revestimiento protector transparente en espejos de telescopios aluminizados . Las placas de óxido de berilio (BeO) revestidas de metal se utilizan en los sistemas de control de los dispositivos de accionamiento de aeronaves. [17]
El óxido de berilio se utiliza en muchas piezas de semiconductores de alto rendimiento para aplicaciones como equipos de radio porque tiene una buena conductividad térmica y también es un buen aislante eléctrico. Se utiliza como relleno en algunos materiales de interfaz térmica como la grasa térmica . [18] Algunos dispositivos semiconductores de potencia han utilizado cerámica de óxido de berilio entre el chip de silicio y la base de montaje de metal del paquete para lograr un valor menor de resistencia térmica que una construcción similar de óxido de aluminio . También se utiliza como cerámica estructural para dispositivos de microondas de alto rendimiento, tubos de vacío , magnetrones de cavidad [ cita requerida ] y láseres de gas . El BeO se ha propuesto como moderador de neutrones para reactores refrigerados por gas de alta temperatura (MGCR) navales , así como para el reactor nuclear Kilopower de la NASA para aplicaciones espaciales. [19]
El BeO es cancerígeno en forma de polvo [20] y puede causar beriliosis , una enfermedad pulmonar crónica de tipo alérgico . Una vez que se ha convertido en sólido, su manipulación es segura si no se somete a mecanizados que generen polvo. La rotura limpia libera poco polvo, pero las acciones de trituración o molienda pueden suponer un riesgo. [21]