Kể chuyện về kim loại/Be

Kể chuyện về kim loại/Be

“

:Kim loại của kỷ nguyên vũ trụ

”

“Berili - một trong những nguyên tố tuyệt diệu nhất, một nguyên tố có ý nghĩa to lớn cả trên lý thuyết lẫn trong thực tiễn.

... Việc làm chủ bầu trời, những chuyến bay dũng cảm của máy bay và khinh khí cầu sẽ không thực hiện được nếu không có các kim loại nhẹ; và chúng ta sẽ thấy trước rằng, cả berili cũng sẽ đến giúp nhôm và magie là các kim loại hiện đại của ngành hàng không. Và khi đó máy bay của chúng ta sẽ bay với tốc độ hàng ngàn kilômet trong một giờ.

Một tương lai sáng lạn đang chờ đón berili !

Hỡi các nhà địa hóa học, hãy tìm ra những mỏ mới. Hỡi các nhà hóa học, hãy tìm cách tách thứ kim loại này ra khỏi người bạn đồng hành của nó là nhôm. Hỡi các nhà công nghệ học, hãy làm ra những hợp kim nhẹ nhất, không chìm trong nước, cứng như thép, đàn hồi như cao su, bền như platin và vĩnh cửu như ngọc quý...

Có thể, những lời đó hiện thời xem ra giống như chuyện hoang đường. Nhưng trước mắt chúng ta, biết bao chuyện hoang đường từng biến thành chuyện có thật đã hòa nhập vào tập quán hàng ngày rồi đó sao, và chúng ta quên rằng, mới 20 năm về trước, chiếc radio và phim lồng tiếng đã chẳng ngân vang như câu chuyện hoang đường tưởng tượng đó ư?”

Cách đây gần nửa thế kỷ, nhà bác học Xô Viết vĩ đại, viện sĩ A. E. Ferxman đã viết như vậy. Lúc bấy giờ ông đã biết đánh giá đúng đắn ý nghĩa của berili.

Đúng, berili là kim loại của tương lai. Và đến lúc ấy, trong Hệ thống tuần hoàn sẽ có những nguyên tố mà lịch sử của chúng tương tự như lịch sử của berili, cũng lùi về quá khứ xa xôi.

...Hơn hai ngàn năm về trước, trên sa mạc Nubi, nơi có những mỏ ngọc bích nổi tiếng của nữ hoàng Cleopatre, những người nô lệ đã khai thác được những tinh thể đá màu xanh kỳ diệu. Từng đoàn lữ hành lạc đà đã mang ngọc bích đến bờ biển Đỏ, rồi từ đó, ngọc bích đi vào cung điện của vua chúa các nước châu Âu, Cận Đông và Viễn Đông - các hoàng đế Vizanti, các quốc vương Ba Tư, các thiên tử Trung Hoa, các vương hầu Ấn Độ.

Với ánh hào quang lộng lẫy, với mầu sắc trong ngần, với vẻ đẹp huyền ảo khi thì xanh lục đậm, gầm như xanh thẫm, khi thì xanh lung linh chói ngời - trải qua nhiều thời đại, ngọc bích đã làm cho con người phải mê say. Nhà sử học cổ La Mã Plini Bố đã viết: “So với ngọc bích thì không vật nào có thể xanh hơn được...”. Theo truyền thuyết, hoàng đế Lã Mã Neron - một con người tàn bạo và hiếu thắng, thường hay xem những trận đấu đẫm máu của bọn “người chọi” qua một tinh thể ngọc bích mài nhẵn. Khi ở La Mã bùng lên một đám cháy, Neron đã ngắm nghía những ngọn lửa nhảy múa bập bùng qua viên ngọc bích “quang học” ấy, trong đó mầu da cam của ngọn lửa rờn rợn hòa lẫn màu xanh lục của viên ngọc (Có lẽ phải đính chính một điều quan trọng trong truyền thuyết cổ này: theo các nguồn tin trên báo chí thì chiếc ống nhòm của Neron hiện được giữ tại Vatican gần đây đã qua sự giám định của một chuyên gia về khoáng vật học, thì hóa ra tinh thể ấy không phải là ngọc bích mà là crizolit). “Nó xanh lục, trong ngần, vui, mắt và dịu dàng như cỏ xuân...”. A. I. Kup-rin đã viết như vậy về ngọc bích.

Cùng với việc tìm ra châu Mỹ, một trang sử mới đã được ghi thêm vào lịch sử của loại đá xanh này. Trong các ngôi mộ và đền miếu ở Mexico, Peru, Columbia, người Tây Ban Nha đã tìm thấy vô số ngọc bích lớn, màu lục thẫm. Chỉ mấy năm sau đó, họ đã vơ vét hết những của cải huyền bí này. Họ cũng đi tìm những địa điểm mà người xưa đã khai thác thứ ngọc kỳ diệu này nhưng không tìm thấy. Mãi đến giữa thế kỷ XVI, những kẻ chinh phục châu Mỹ mới làm chủ được bí mật của người Inca và mới xâm nhập được vào các kho báu chứa đầy ngọc bích xứ Columbia.

Với vẻ đẹp hiếm có, ngọc bích Columbia đã ngự trị trong nghề kim hoàn đến thế kỷ XIX. Năm 1831, một người thợ nấu nhựa thông ở Uran tên là Macxim Cogiepnicôp khi nhặt củi khô trong rừng, gần con suối Tôcôva, đã tìm thấy viên ngọc bích đầu tiên ở nước Nga. Những viên ngọc bích lớn màu lục sáng của xứ Uran đã nhanh chóng được những người thợ kim hoàn trên thế giới thừa nhận.

Trong thời gian làm “quyền chỉ huy” xưởng mài mặt đá ở Ecaterinbua, Iacop Cocôvin - một con người liêm khiết, rất am hiểu về đá và cũng là nghệ nhân làm đồ đá quý, đã lãnh đạo việc khai thác những mỏ ngọc bích ở Uran. Năm 1834, một viên ngọc bích rất lớn, nặng hơn hai kilôgam, tìm được tại một trong các mỏ ở đấy đã đến tay ông. Lúc bấy giờ ông đâu có biết viên đá đẹp đẽ từng đi vào lịch sử khoáng vật học với tên gọi “ngọc bích Cocôvin” ấy sẽ đóng vai trò định mệnh trong số phận của ông.

Người “chỉ huy” đã tự tay mài những viên đá quý nhất. Lần này, ông cũng định chính tay mình mài các mặt viên ngọc khổng lồ. Nhưng ý định của ông không thực hiện được: theo một lời tố giác bịa đặt từ Pêtecbua (Staint Peterburg), một ban điều tra bất ngờ ập đến, ra lệnh lụa soát nhà Cocôvin và đã “tìm thấy” viên ngọc bích mà ông không định dấu đi. Người ta đã áp giải Cocôvin về thủ đô cùng với viên ngọc. Bá tước Perôpxki vốn lừng danh là người sành sỏi và ưa thích đá quý đã tiến hành thẩm vấn vụ này. Ông đã đưa vụ án đến kết thúc mà mình vẫn hằng mong đợi: bá tước đã nhốt chàng Cocôvin vô tội vào tù (trong tù, vì không chịu đựng được những lời vu khống bất lương nên ngay sau đó, người thợ ngọc đã tự sát), còn viên ngọc bích thì vượt qua kho bạc nhà nước để đến bổ sung cho bộ sưu tập của bá tước. Nhưng viên ngọc cũng không ở đây được bao lâu: vì đánh bạc bị thua to nên viên đại thần danh tiếng này đã đành lòng từ giã nó, và viên ngọc bích lại đến cư ngụ ở nhà viên cố vấn cơ mật của triều đình là công tước Cochubây - người chủ của bộ sưu tập đá quý lớn nhất nước Nga. Sau khi vị công tước này chết, con trai ông đã chuyên chở nhiều ngọc quý trong đó có cả “viên ngọc Cocôvin” sang Viên để bán hết. Theo thỉnh cầu của viện hàn lâm Nga, triều đình Nga hoàng đã bỏ ra một món tiền lớn để mua lại bộ sưu tập. Viên ngọc bích lớn nhất thế giới đã trở về Tổ quốc (Nga) và hiện nay đang được trưng bày trong viện bảo tàng khoáng vật học thuộc Viện hàn lâm khoa học Liên Xô ở Maxcơva.

Ngọc bích là một trong những khoáng vật của berili. Aquamarin màu xanh nước biển và Vorobievit màu hồng anh đào, heliođo màu rượu vang và berin màu lục phớt vàng, fanakit trong suốt và eucla xanh lam dịu dàng, crizoberin xanh lục trong trẻo và một biến thể lạ thường của nó là Alecxanđrit - ban ngày thì màu lục đậm, còn khi chiếu đèn vào thì màu đỏ tươi (nhà văn N. X. Lexcôp đã mô tả một cách hình ảnh: “buổi sáng xanh tươi và buổi chiều đẫm máu”) - đó chỉ là một số, nhưng đó là những đại biểu danh tiếng nhất của dòng họ ngọc quý chứa berili.

Vỏ trái đất tuyệt nhiên không nghèo berili, mặc dầu berili luôn luôn mang tiếng là một nguyên tố hiếm. Điều đó được giải thích bởi một lẽ là nhiều khi không dễ tìm thấy khoáng vật chứa berili. Và ở đây, chó - người bạn lâu đời của con người, có thể giúp chúng ta. Trong những năm gần đây, trên sách báo thường xuất hiện những tin tức về việc tìm kiếm được khoáng sản nhờ các “nhà địa chất bốn chân”. Chúng ta đã biết nhiều sự kiện và huyền thoại về việc chó dựa theo mùi để tìm kiếm một vật hoặc một người nào đó. Nhưng còn năng lực địa chất của chúng thì như thế nào? Các “nhà sành quặng xù lông” ấy có thể tìm được những khoáng vật gì?

Tiến sĩ sinh học G. A. Vaxiliep - người khởi xướng một phương hướng mới trong việc thăm dò các kho tàng thiên nhiên nằm sâu dưới đất, kể rằng: “Bộ sưu tập của Viện bảo tàng khoáng vật học thuộc Viện hàn lâm khoa học Liên Xô đã giúp chúng ta giải đáp được câu hỏi đó. Thí nghiệm với berili kim loại đã tỏ ra rất có hiệu quả: sau khi ngửi kim loại này, chó Jinđa đã chọn ra được ngọc bích, aquamarin, vorobievit, fanakit, bertranđit trong số rất nhiều khoáng vật, nghĩa là nó đã chọn được tất cả những khoáng vật, và chỉ những khoáng vật chứa berili. Sau đó chúng tôi để lẫn tất cả các khoáng vật chứa berili với các mẫu khoáng vật khác, rồi yêu cầu nó tìm lại. Khi đó, con Jinđa đã đi khắp nhà bảo tàng, rồi nằm úp ngực vào chiếc tủ kính mà trong đó có viên ngọc bích lớn nhất và sủa”.

Các đại biểu của giới thực vật cũng sẵn sàng đóng góp công sức của mình vào việc tìm kiếm berili. Cây thông bình thường có thể đóng vai trò này vì nó có khuynh hướng tuyển chọn berili từ đất và tích lũy lại trong vỏ cây. Nếu cây thông mọc ở gần nơi có các khoáng vật chứa berili thì hàm lượng nguyên tố này trong vỏ cây sẽ cao gấp hàng trăm lần so với trong đất và gấp hàng chục lần so với trong vỏ cây khác, chẳng hạn như cây bạch dương hay cây tùng rụng lá.

Như các bạn đã biết, những người thợ kim hoàn tỏ ra rất “kính nể” đối với nhiều loại đá quý chứa berili, còn các nhà công nghệ chuyên sản xuất berili kim loại thì lại tinh tường hơn đối với những thứ quyến rũ mình: trong số tất cả các khoáng vật chứa berili, họ chỉ coi trọng berin mà thôi, vì chỉ có khoáng vật này mới có giá trị công nghiệp. Trong thiên nhiên thường gặp những tinh thể berin khổng lồ: khối lượng của chúng lên đến hàng chục tấn, còn chiều dài lên đến vài mét. Gần đây, trên đảo Mađagaxca đã tìm thấy một đơn tinh thể berin nặng 380 tấn, chiều dài là 18 mét, chiều rộng là 3,5 mét.

Tại Viện bảo tàng mỏ ở Lêningrat có một hiện vật rất thú vị - đó là một tinh thể Berin dài một mét rưỡi. Trong mùa đông bị phong tỏa năm 1942, đạn pháo của địch đã xuyên thủng mái nhà và nổ ở phòng chính. Các mảnh đạn đã làm cho tinh thể bị thiệt hại nghiêm trọng làm cho nó tưởng như không còn được trưng bày trong bảo tàng nữa. Nhưng nhờ bàn tay khéo léo của các nghệ nhân phục chế, tinh thể này đã được khôi phục lại hình dạng ban đầu. Hiện giờ chỉ còn lại hai mảnh đạn han gỉ, được khảm vào tấm bảng thuyết minh làm bằng thủy tinh hữu cơ giới thiệu về hiện vật này làm cho mọi người biết đến cuộc phẫu thuật mà nó đã trải qua.

Chẳng có gì đáng ngạc nhiên là ngay từ xa xưa không phải chỉ những người ưu thích của quý, mà cả các nhà khoa học cũng rất chú ý đến các viên đá quý chứa berili.

Hồi thế kỷ XVIII, khi mà khoa học còn chưa biết đến nguyên tố mà bây giờ được đặt ở ô số 4 trong Hệ thống tuần hoàn, thì nhiều nhà bác học đã cố gắng phân tích berin, nhưng không một ai có thể tìm thấy thứ kim loại chứa trong đó. Hình như nó ẩn náu sau lưng nhôm và các hợp chất của nhôm - tính chất của hai nguyên tố này này giống nhau đến mức độ kỳ lạ. Tuy vậy vẫn có những sự khác biệt. Lui Nicôla Voclanh (Louis Nicolas Vanquelin) - nhà hóa học Pháp, là người đầu tiên nhận thấy sự khác biệt ấy. Ngày 26 tháng Mưa năm thứ sáu của lịch Cộng Hòa (tức là ngày 15 tháng 2 năm 1798), tại phiên họp của Viện hàn lâm khoa học Pháp, Voclanh đã thông báo một tin làm chấn động dư luận, rằng, trong berin và ngọc bích có chứa một thứ “đất” mới có tính chất khác hẳn với đất phèn hoặc nhôm oxit.

Các muối của nguyên tố mới này có dư vị hơi ngọt, vì thế mà Voclanh đã đề nghị gọi nó là glixini (theo tiếng Hy Lạp, “glykos” nghĩa là ngọt), nhưng nhiều nhà bác học khác lại coi tên gọi ấy là chưa thật đạt, bởi vì muối của một số nguyên tố khác, chẳng hạn như của ytri, cũng có vị ngọt. Theo đề nghị của các nhà hóa học nổi tiếng là Claprôt (người Đức) và Ekebơ (người Thụy Điển) - cả hai ông đều nghiên cứu berin - nguyên tố hóa học này được gọi là berili, còn tên glixini thì chỉ tồn tại một thời gian dài trong sách báo hóa học của Pháp mà thôi.

Sự giống nhau giữa berili và nhôm đã gây nên nhiều điều rắc rối cho Đ. I. Menđelêep - người sáng lập nên Hệ thống tuần hoàn của các nguyên tố. Nguyên do là vào giữa thế kỷ XIX, vì có sự giống nhau này nên berili được coi là một kim loại có hóa trị ba với khối lượng nguyên tử bằng 13,5 vì thế mà nó phải chiếm vị trí giữa cacbon và nitơ trong Hệ thống tuần hoàn. Điều đó dẫn đến sự lộn xộn rõ rệt trong quy luật thay đổi tính chất của các nguyên tố và đã khiến người ta nghi ngờ tính đúng đắn của định luật tuần hoàn. Vững tin ở sự đúng đắn của mình, Menđelêep cho rằng, khối lượng nguyên tử của berili đã được xác đinh không đúng, nguyên tố này không có hóa trị ba, mà phải có hóa trị hai, và có những tính chất của magie oxit. Trên cơ sở đó, ông đã đặt berili vào nhóm thứ hai sau khi sửa lại khối lượng nguyên tử của nó thành 9. Chẳng bao lâu sau, các nhà hóa học Thụy Điển là Nixơn và Petecxơn mà trước đây vẫn một mực tin rằng berili có hóa trị ba, đã buộc phải xác nhận điều đó. Các cuộc nghiên cứu kỹ lưỡng của hai ông đã cho thấy khối lượng của nguyên tử này bằng 9,1. Như vậy, nhờ berili - kẻ khuấy động sự yên tĩnh trong Hệ thống tuần hoàn, mà một trong những định luật quan trọng nhất của hóa học đã giành được chiến thắng.

Số phận của nguyên tố này có nhiều điểm giống số phận các nguyên tố kim loại anh em với nó. Năm 1828, nhà hóa học Đức là Vuêle (Wholer) và nhà hóa học Pháp là Buxi (Bussy), một cách độc lập với nhau, đã tách được berili ở dạng tự do và mãi đến bảy mươi năm sau nhà bác học Pháp là Lơbô (Paul Lebeau) mới có thể điều chế được berili kim loại nguyên chất bằng cách điện phân các muối nóng chảy của nó. Cũng dễ hiểu rằng, hồi đầu thế kỷ XX, các sách tra cứu về hóa học đã khăng khăng buộc tội berili là “kẻ ăn bám”, là “chẳng có công dụng thực tế”

Song sự phát triển như vũ bão của khoa học và kỹ thuật đặc trưng cho thế kỷ XX đã buộc các nhà hóa học và các nhà chuyên môn khác phải xem xét lại “bản án” quá bất công này. Việc nghiên cứu berili nguyên chất đã chứng tỏ rằng, nó có nhiều tính chất quý báu và thú vị.

Là một trong những kim loại nhẹ nhất, berili đồng thời lại có độ bền cao, cao hơn cả các loại thép kết cấu chứ chưa cần so với các bạn “đồng nghiệp” của nó trong nhóm kim loại nhẹ. Chẳng hạn, nếu một sợi dây nhôm có tiết diện một milimet vuông chỉ đủ sức chịu đựng hơn 10 kilogam (bằng một xô nước), thì một sợi dây berili có cùng tiết diện như thế sẽ chịu được một khối lượng gấp sáu lần, tức là bằng khối lượng thân thể một người lớn. Ngoài ra, berili còn nóng chảy ở nhiệt độ cao hơn nhiều so với nhôm và magie. Sự kết hợp các tính chất một cách tốt đẹp như vậy đã làm cho berili ngày nay trở thành một trong những vật liệu chủ yếu của ngành hàng không. Các chi tiết của máy bay làm bằng kim loại này nhẹ hơn hẳn so với các chi tiết bằng nhôm.

Tính dẫn nhiệt tuyệt vời, nhiệt dung và tính bền nhiệt cao đã cho phép sử dụng berili và các hợp chất của nó làm vật liệu giữ nhiệt trong ký thuật vũ trụ. Chẳng hạn, các bộ phận giữ nhiệt trong buồng lái của con tàu vũ trụ “Mercury” đều làm bằng berili.

Vì các chi tiết làm bằng berili bảo đảm cho các kích thước có độ chính xác và tính ổn định cao nên chúng được sử dụng trong các khí cụ con quay hồi chuyển; các khí cụ này nằm trong hệ thống định hướng và bình ổn của các tên lửa, các con tàu vũ trụ và vệ tinh nhân tạo của Trái đất.

Còn một tính chất nữa của berili khiến nó rất có triển vọng trong lĩnh vực chinh phục vũ trụ: khi đốt cháy, nó tỏa ra nhiệt lượng rất lớn. Về mặt này thì không một kim loại nào khác cạnh tranh được với nó. Không phải ngẫu nhiên mà các công trình sư về kỹ thuật vũ trụ lại coi berili là một thành phần có thể tạo nên thứ nhiên liệu tên lửa có năng lượng cao dùng cho các chuyến bay lên mặt trăng và đến các thiên thể xa hơn nữa. Người ta cũng đề nghị dùng berili để chế tạo các bình chứa nhiên liệu của các hệ thống tên lửa: khi nhiên liệu cháy hết, có thể sử dụng ngay "bao bì" bằng berili làm nhiên liệu.

Các hợp kim của đồng với berili gọi là đồng đỏ berili được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không. Nhiều chi tiết phải đòi hỏi phải có độ bền lớn, có sức chống mỏi và chống ăn mòn cao, giữ được tính đàn hồi trong khoảng nhiệt độ rộng, có độ dẫn điện và độ dẫn nhiệt tốt đã được chế tạo từ các hợp kim đó. Người ta ước tính rằng, trong một máy bay hiện đại hạng nặng có hơn một ngàn chi tiết được chế tạo bằng các hợp kim này. Nhờ có tính chất đàn hồi nên đồng đỏ berili là loại vật liệu tuyệt vời để làm lo xo. Trong thực tế, lò xo làm bằng hợp kim này không bị mỏi: chúng có thể chịu đựng được hàng tỷ chu kỳ tải trọng lớn!

Nhân đây xin kể một tình tiết thú vị trong lịch sử chiến tranh thế giới hai có liên quan đến lò xo. Lúc bấy giờ, nền công nghiệp của Hitle bị cắt rời khỏi nguồn berili chủ yếu. Trên thực tế, nước Mỹ nắm toàn bộ sản lượng thế giới về thứ kim loại chiến lược quý báu này. Thế là người Đức phải tìm mưu mẹo. Họ quyết định sử dụng nước Thụy Sĩ trung lập để mua lậu đồng đỏ berili: các hãng của Mỹ đã nhận được đơn đặt hàng từ những người “thợ đồng hồ” Thụy Sĩ xin mua hợp kim này với lượng đủ dùng để làm lò xo đồng hồ cho toàn thế giới trong khoảng năm trăm năm về sau. Sự thực thì mánh khóe này đã bị bại lộ nên đơn đặt hàng ấy không được thực hiện. Nhưng dần dần, lò xo bằng đồng đỏ berili vẫn có mặt trong các loại súng liên thanh cực nhanh mới nhất đặt trên máy bay để trang bị cho quân đội phát xít.

Tính mỏi là một trong những “bệnh nghề nghiệp” của nhiều kim loại và hợp kim. Vì không chịu được tải trong thay đổi hướng liên tục nên các kim loại và hợp kim này dần dần bị phá hủy. Song nếu thêm vào thép một lượng berili, dù rất nhỏ, cũng có tác dụng như một cánh tay hứng đỡ sự mệt mỏi. Nếu như các nhíp ô tô làm bằng thép cacbon thông thường sẽ bị gẫy sau 800 - 850 ngàn lần xô đẩy, thì sau khi pha thêm “vitamin Be” vào thép, nhíp sẽ chịu đựng được hàng chục triệu lần xô đẩy mà không tỏ ra có dấu hiệu mỏi mệt.

Khác với thép, đồng đỏ berili không phát ra tia lửa khi va đập vào đá hoặc kim loại, vì thế mà nó được sử dụng rộng rãi để chế tạo các dụng cụ dùng ở những nơi dễ gây nổ như trong các hầm mỏ, các nhà máy sản xuất thuốc nổ, các trạm xăng dầu.

Berili có ảnh hưởng rõ rệt đến các tính chất của magie. Chẳng hạn, chỉ cần pha thêm vài chục phần triệu berili cũng đủ giữ cho các hợp kim magie không bị bốc cháy khi nấu chảy và khi đúc (tức là ở khoảng 700 độ C). Khi đó độ ăn mòn của các hợp kim này trong không khí cũng như trong nước sẽ giảm hẳn.

Chắc hẳn một triển vọng to lớn sẽ thuộc về các hợp kim của berili với liti. Sự liên minh của hai kim loại nhẹ nhất này có thể sẽ dẫn đến sự ra đời các hợp kim kết cấu tuyệt vời, vừa bền như thép lại vừa nhẹ như gỗ.

Dựa vào các tính chất hóa học của mình mà berili có thể đảm nhiệm rất tốt vai trò chất khử oxi cho thép, giúp thép chống lại sự xâm nhập của oxi. Đáng tiếc rằng, berili vẫn còn quá đắt nên các nhà luyện kim chưa thể sử dụng nó với khối lượng lớn. Tuy nhiên, họ đã tìm ra được một lĩnh vực sử dụng berili quan trọng khác mà trong đó không tiêu tốn nhiều kim loại này. Đó là dùng nó để bão hòa bề mặt các chi tiết bằng thép - gọi là sự berili hóa, nhằm nâng cao độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn của chúng.

Các nhà kỹ thuật rơngen rất ưu chuộng kim loại này vì nó để cho tia rơngen đi qua dễ dàng, hơn hẳn các kim loại khác. Hiện nay, trên toàn thế giới, người ta đều dùng berili làm “cửa sổ” cho các ống rơngen. Khả năng cho tia rơngen đi qua của các “cửa sổ” này cao gấp gần hai chục lần so với các “cửa sổ” bằng nhôm mà trước đây vẫn được sử dụng vào mục đích này.

Berili đã đóng vai trò nổi bật trong sự phát triển của học thuyết về cấu tạo nguyên tử và hạt nhân nguyên tử. Ngay từ hồi đầu những năm ba mươi, khi bắn phá hạt nhân berili bằng hạt anfa, các nhà vật lý học người Đức là Bothe và Becker đã khám phá ra cái gọi là “bức xạ berili”, tuy rất yếu nhưng lại có sức đâm xuyên rất mạnh: xuyên qua lớp chì dày vài centimet. Năm 1932, nhà bác học người Anh là Chadwick đã xác định được bản chất của bức xạ này. Hóa ra, đó là một dòng các hạt trung hòa về điện với khối lượng mỗi hạt xấp xỉ bằng khối lượng của proton. Những hạt mới này đã được gọi là nơtron.

Vì không mang điện nên các nơtron dễ xâm nhập vào hạt nhân nguyên tử của các nguyên tố khác. Tính chất này làm cho nơtron trở thành viên đạn hữu hiệu nhất để bắn phá hạt nhân nguyên tử. Hiên nay, “đại bác nơtron” được sử dụng rộng rãi để thực hiện các phản ứng hạt nhân.

Việc nghiên cứu cấu trúc nguyên tử của berili đã cho thấy đặc trưng của nó là tiết diện bắt giữ nơtron thì nhỏ mà trị số phân tán nơtron thì lớn. Vì vậy, berili phát tán nơtron, làm thay đổi hướng chuyển động và kìm hãm tốc độ của chúng cho đến trị số thích hợp để các phản ứng dây chuyển xảy ra một cách có hiệu quả hơn. Trong số tất cả các vật liệu rắn thì berili được coi là chất kìm hãm nơtron tốt nhất. Nó tỏ ra tuyệt vời khi đóng vai trò chất phản xạ nơtron, đưa các nơtron trở về vùng hoạt động của các lò phản ứng, ngăn giữ chúng lại, không để cho chúng bị tản mát. Berili còn có tính chống bức xạ rất cao, kể cả ở nhiệt độ rất lớn. Tất cả những tính chất tuyệt diệu này đã làm cho berili trở thành một trong những nguyên tố cần thiết nhất của kỹ thuật nguyên tử.

Khả năng truyền âm của berili rõ ràng là một điều mà khoa học rất đáng quan tâm. Trong không khí, tốc độ của âm thanh là 330 mét trong một giây, còn trong nước là 1500 mét trong một giây. Còn trong berili thì âm thanh phá vỡ tất cả các kỷ lục đó và đạt đến tốc độ 12.600 mét trong một giây (gấp 2 -3 lần so với trong các vật liệu kim loại khác). Những người chế tạo nhạc cụ đã chú ý đến đặc điểm này.

Cả berili oxit cũng có nhiều tính chất quý báu. Tính chịu lửa tốt (nhiệt độ nóng chảy trên 2500 độ C), độ bền hóa học lớn và độ dẫn nhiệt cao cho phép sử dụng vật liệu này làm lớp lót các lò cảm ứng, làm nồi để nấu chảy các kim loại và hợp kim. Chẳng hạn, để nấu chảy berili trong chân không, người ta chỉ dùng nồi làm bằng berili oxit, vì chất này hoàn toàn không tương tác với berili. Oxit này là vật liệu chủ yếu để bọc các bộ phận tỏa nhiệt của lò phản ứng nguyên tử.

Tính chất cách nhiệt của berili oxit cũng có thể được sử dụng trong việc nghiên cứu các tầng đất sâu của hành tinh chúng ta. Có một dự án lấy mẫu đất đá từ lớp vỏ manti của trái đất ở độ sâu 32 km nhờ cái gọi là “kim nguyên tử” - một lò phản ứng hạt nhân tí hon đặt trong một vỏ bọc cách nhiệt làm bằng berili oxit và có mũi nhọn bằng hợp kim vonfram nặng.

Berili oxit đã có “thâm niên công tác” cao trong công nghiệp thủy tinh. Pha thêm nó sẽ làm tăng độ cứng, tăng chiết suất và độ bền hóa học của thủy tinh. Việc pha thêm berili oxit và các hợp chất khác của berili cho phép làm được những loại thủy tinh đặc biệt có độ trong suốt cao đối với tất cả các tia quang phổ - từ tia tử ngoại đến tia hồng ngoại.

Berili oxit còn được dùng làm nguyên liệu ban đầu để làm ra ngọc bích nhân tạo và các loại ngọc chứa berili khác khi chúng được nuôi cấy trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao. Hiện nay, quá trình này đã được thực hiện không phải chỉ trong các phòng thí nghiệm khoa học, mà còn cả trong những điều kiện sản xuất.

... Những lời tiên đoán của A. E. Fexman - nhà bác học lỗi lạc có nhiều ước mơ, đã trở thành sự thật. Chỉ một thời gian ngắn nữa thôi, berili sẽ đáp ứng được những hy vọng mà người ta đang đặt vào nó. Từ một nguyên tố hiếm ít người biết đến, ngày nay nó đã trở thành một trong những kim loại quan trọng nhất của thế kỷ.

Mục lục

• Kể chuyện về kim loại

Nhóm →

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

↓ Chu kỳ

1

1 H

2 He

2

3 Li

4 Be

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

3

11 Na

12 Mg

13 Al

14 Si

15 P

16 S

17 Cl

18 Ar

4

19 K

20 Ca

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Mn

26 Fe

27 Co

28 Ni

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 Br

36 Kr

5

37 Rb

38 Sr

39 Y

40 Zr

41 Nb

42 Mo

43 Tc

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

6

55 Cs

56 Ba

57 La

*

72 Hf

73 Ta

74 W

75 Re

76 Os

77 Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83 Bi

84 Po

85 At

86 Rn

7

87 Fr

88 Ra

89 Ac

**

104 Rf

105 Db

106 Sg

107 Bh

108 Hs

109 Mt

110 Ds

111 Rg

112 Uub

113 Uut

114 Uuq

115 Uup

116 Uuh

117 Uus

118 Uuo

* Nhóm Lantan

58 Ce

59 Pr

60 Nd

61 Pm

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

69 Tm

70 Yb

71 Lu

** Nhóm Actini

90 Th

91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 Fm

101 Md

102 No

103 Lr

Các nhóm cùng gốc trong bảng tuần hoàn

Kim loại kiềm	Kim loại kiềm thổ	nhóm Lantan	nhóm Actini	Kim loại chuyển tiếp
Kim loại yếu	Á kim	Phi kim	Halôgen	Khí trơ

Trạng thái ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn

• Màu số nguyên tử đỏ là khí ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn
• Màu số nguyên tử lục là chất lỏng ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn
• Màu số nguyên tử đen là chất rắn ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn

Tỷ lệ xuất hiện tự nhiên

• Viền liền: có đồng vị già hơn Trái Đất (chất nguyên thủy)
• Viền gạch gạch: thường sinh ra từ phản ứng phân rã các nguyên tố khác, không có đồng vị già hơn Trái Đất
• Viền chấm chấm: tạo ra trong phòng thí nghiệm (nguyên tố nhân tạo)
• Không có viền: chưa tìm thấy

Liên kết đến đây

• Kể chuyện về kim loại
• Kể chuyện về kim loại/Li
• Kể chuyện về kim loại/Mg
• Kể chuyện về kim loại/Al
• Kể chuyện về kim loại/Ti
• Kể chuyện về kim loại/V
• Kể chuyện về kim loại/Cr
• Kể chuyện về kim loại/Mn
• Kể chuyện về kim loại/Fe
• Kể chuyện về kim loại/Co

Xem thêm liên kết đến trang này.