酸化ベリリウム

酸化ベリリウム：特性、製造、用途

酸化[ベリリウム]は、ベリリウムの酸化物であり、ベリリアという別名でも知られています。高い熱伝導率と電気絶縁性を併せ持つことから、様々な産業分野で重要な役割を果たしています。

製造方法

酸化ベリリウムは、主に以下の3つの方法で製造されます。

1. 水酸化ベリリウムの加熱分解: 水酸化ベリリウムBe(OH)₂を加熱することで、水を放出して酸化ベリリウムが生成されます。


Be(OH)₂ → BeO + H₂O


2. 炭酸ベリリウムの加熱分解: 炭酸ベリリウムBeCO₃・4H₂Oを加熱すると、二酸化炭素と水と共に酸化ベリリウムが得られます。


BeCO₃・4H₂O → BeO + CO₂ + 4H₂O


3. 硝酸ベリリウムの加熱分解: 硝酸ベリリウムBe(NO₃)₂・3H₂Oを加熱分解することでも、酸化ベリリウムが生成されます。この反応では、二酸化窒素、酸素、水も生成します。


2Be(NO₃)₂・3H₂O → 2BeO + 4NO₂ + O₂ + 6H₂O

物理的・化学的性質

酸化ベリリウムは、他のアルカリ土類金属酸化物とは異なり、六方晶系のウルツ鉱型構造を持っています。ベリリウムと酸素原子は4配位であり、格子定数はa = 2.66Å、c = 4.37Åです。複屈折性を示し、屈折率は通常光線で1.719、異常光線で1.733です。

強熱した結晶性の酸化ベリリウムは、水、酸、アルカリに不溶性です。しかし、濃硫酸や濃塩酸と加熱するとそれぞれ硫酸ベリリウム、塩化ベリリウムを生成して溶解します。また、モース硬度は9とコランダムに匹敵する硬度を持ちます。フッ化水素酸にはフルオロ錯体を生成して溶解します。

以下に、濃硫酸およびフッ化水素酸との反応式を示します。


BeO + H₂SO₄ → BeSO₄ + H₂O
BeO + 4HF → H₂[BeF₄] + H₂O

用途

酸化ベリリウムの優れた熱伝導率と電気絶縁性は、様々な用途に役立っています。主な用途としては以下のものが挙げられます。

ロケットエンジンの材料: その高い耐熱性から、ロケットエンジンの部品などに使用されます。
触媒: 化学反応を促進する触媒として利用されます。
原子炉の制御材・中性子の反射材: 原子力分野では、中性子の吸収や反射に利用されます。
半導体部品の材料: 優れた電気絶縁性と熱伝導率から、半導体デバイスの基板材料や放熱材料として使用されています。

酸化ベリリウムは有用な物質ですが、ベリリウムは毒性を持つため、取り扱いには注意が必要です。作業環境における適切な安全対策が不可欠です。

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