El óxido de berilio ( BeO ), también conocido como berilio , es un compuesto inorgánico de fórmula BeO. Este sólido incoloro es un notable aislante eléctrico con una conductividad térmica superior a la de cualquier otro no metal excepto el diamante , y supera a la de la mayoría de los metales. [12] Como sólido amorfo , el óxido de berilio es blanco. Su alto punto de fusión lleva a su uso como material refractario . [13] Ocurre 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 :
Al encender berilio en el aire se obtiene una mezcla de BeO y el nitruro Be 3 N 2 . [12] A diferencia de los óxidos formados por los 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 caliente de ácido sulfúrico concentrado (H 2 SO 4 ) y sulfato de amonio ((NH 4 ) 2 SO 4 ).
BeO cristaliza en la estructura hexagonal de wurtzita , con centros tetraédricos de Be 2+ y O 2− , como lonsdaleita y w- BN (con ambos 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 de sal de roca cúbica con geometría octaédrica alrededor de los dicados 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 , se puede describir que estas moléculas adoptan una hibridación de orbitales 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 los orbitales moleculares proporciona una imagen ligeramente diferente sin enlace sigma neto (debido a que los orbitales 2 s de los dos átomos se combinan para formar un orbital de enlace sigma lleno y un orbital antienlazante sigma* lleno) y dos enlaces pi 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 está vacío. El estado fundamental correspondiente es ...(2sσ) 2 (2sσ*) 2 (2pπ) 4 (como en la molécula isoelectrónica de C 2 ), donde ambos enlaces pueden considerarse como enlaces dativos del oxígeno al berilio. [15]
Los cristales de alta calidad se pueden cultivar hidrotermalmente o mediante el método Verneuil . En su mayor parte, el óxido de berilio se produce como un polvo blanco amorfo, sinterizado en formas más grandes. Las impurezas, como el carbono, pueden dar una variedad de colores a 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 necesaria ] y como capa protectora transparente en espejos telescópicos aluminizados .
El óxido de berilio se utiliza en muchas piezas semiconductoras de alto rendimiento para aplicaciones como equipos de radio porque tiene buena conductividad térmica y al mismo tiempo es un buen aislante eléctrico. Se utiliza como relleno en algunos materiales de interfaz térmica como la grasa térmica . [17] Algunos dispositivos semiconductores de potencia han utilizado cerámica de óxido de berilio entre el chip de silicio y la base de montaje metálica del paquete para lograr un valor más bajo 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 y láseres de gas . BeO se ha propuesto como moderador de neutrones para reactores navales marinos refrigerados por gas de alta temperatura (MGCR), así como para el reactor nuclear Kilopower de la NASA para aplicaciones espaciales. [18]
El BeO es cancerígeno en forma de polvo [19] y puede causar beriliosis, una enfermedad pulmonar crónica de tipo alérgico . Una vez cocido hasta alcanzar su forma sólida, es seguro manipularlo si no se somete a un mecanizado que genere polvo. La rotura limpia libera poco polvo, pero las acciones de aplastamiento o trituración pueden suponer un riesgo. [20]