OXYDE DE BÉRYLLIUM

OXYDE DE BÉRYLLIUM

 Numéro CAS : 1304-56-9
 Formule moléculaire : BeO
 Poids moléculaire : 25 011 g·mol-1

 L'oxyde de béryllium (BeO), également connu sous le nom de béryllia, est un composé inorganique de formule BeO.  Ce solide incolore est un isolant électrique remarquable avec une conductivité thermique plus élevée que tout autre non-métal à l'exception du diamant, et dépasse celle de la plupart des métaux.  En tant que solide amorphe, l'oxyde de béryllium est blanc.  Son point de fusion élevé conduit à son utilisation comme matériau réfractaire.  Il se produit dans la nature sous forme de bromellite minérale.  Historiquement et en science des matériaux, l'oxyde de béryllium était appelé glucina ou oxyde de glucinium.

 -Propriétés calculées-
 Poids moléculaire : 25 012
 Nombre de donneurs de liaison hydrogène : 0
 Nombre d'accepteurs de liaison hydrogène : 1
 Nombre de liaisons rotatives : 0
 Masse exacte : 25.0070977
 Masse monoisotopique : 25.0070977
 Superficie polaire topologique : 17,1 Ų
 Nombre d'atomes lourds : 2
 Charge formelle : 0
 Complexité : 2
 Nombre d'atomes d'isotopes : 0
 Nombre de stéréocentres d'atomes définis : 0
 Nombre de stéréocentres d'atomes non définis : 0
 Nombre de stéréocentres de liaison définis : 0
 Nombre de stéréocentres de liaison non définis : 0
 Nombre d'unités liées par covalence : 1
 Le composé est canonisé : Oui

 -Préparation et propriétés chimiques-
 L'oxyde de béryllium peut être préparé en calcinant (grillage) du carbonate de béryllium, en déshydratant de l'hydroxyde de béryllium ou en allumant du béryllium métallique :

 BeCO3 → BeO + CO2
 Be(OH)2 → BeO + H2O
 2 Be + O2 → 2 BeO

 L'allumage du béryllium dans l'air donne un mélange de BeO et de nitrure Be3N2.  Contrairement aux oxydes formés par les autres éléments du groupe 2 (métaux alcalino-terreux), l'oxyde de béryllium est amphotère plutôt que basique.

 L'oxyde de béryllium formé à des températures élevées (>800 °C) est inerte, mais se dissout facilement dans le bifluorure d'ammonium aqueux chaud (NH4HF2) ou une solution d'acide sulfurique concentré chaud (H2SO4) et de sulfate d'ammonium ((NH4)2SO4).p

 Odeur : Inodore
 Densité : 3,01 g/cm3
 Point de fusion : 2 507 °C (4 545 °F; 2 780 K)
 Point d'ébullition : 3 900 °C (7 050 °F ; 4 170 K)
 Solubilité dans l'eau : 0,00002 g/100 mL
 Bande interdite : 10,6 eV
 Conductivité thermique : 330 W/(K·m)
 Indice de réfraction (nD) : 1,719

 -Structure-
 BeO cristallise dans la structure hexagonale de la wurtzite, comportant des centres tétraédriques Be2+ et O2−, comme la lonsdaléite et le w-BN (avec lesquels il est isoélectronique).  En revanche, les oxydes des plus grands métaux du groupe 2, c'est-à-dire MgO, CaO, SrO, BaO, cristallisent dans le motif de sel gemme cubique avec une géométrie octaédrique autour des dications et des dianions.  À haute température, la structure se transforme en une forme tétragonale.

 Dans la phase vapeur, l'oxyde de béryllium est présent sous forme de molécules diatomiques discrètes.  Dans le langage de la théorie des liaisons de valence, ces molécules peuvent être décrites comme adoptant une hybridation orbitale sp sur les deux atomes, comportant une σ (entre une orbitale sp sur chaque atome) et une liaison π (entre des orbitales p alignées sur chaque atome orientée perpendiculairement à la  axe moléculaire).  La théorie des orbitales moléculaires fournit une image légèrement différente sans liaison sigma nette (car les orbitales 2s des deux atomes se combinent pour former une orbitale de liaison sigma remplie et une orbitale anti-liaison sigma * remplie) et deux liaisons pi formées entre les deux paires de p  orbitales orientées perpendiculairement à l'axe moléculaire.  L'orbitale sigma formée par les orbitales p alignées le long de l'axe moléculaire n'est pas remplie.  L'état fondamental correspondant est ...(2sσ)2(2sσ*)2(2pπ)4 (comme dans la molécule isoélectronique C2), où les deux liaisons peuvent être considérées comme des liaisons datives de l'oxygène vers le béryllium.

 -Les usages-
 L'oxyde de béryllium est utilisé dans les céramiques de haute technologie, les dissipateurs thermiques électroniques, les isolants électriques, les composants de fours à micro-ondes, les gyroscopes, les blindages de véhicules militaires, les creusets de tuyères de fusée, les tubes de thermocouple, les composants structurels laser, les substrats pour circuits électriques haute densité, les systèmes d'allumage automobile et  systèmes de contre-mesures électroniques radar.

 Tubes électroniques, noyaux de résistance;  fenêtres dans des tubes de klystron;  supports de transistors;  systèmes de réacteurs à haute température;  additif au verre, à la céramique et au plastique;  préparation de composés de béryllium ;  catalyseur de réactions organiques.

 -Méthodes de fabrication-
 -L'oxyde de béryllium est produit par les procédés suivants : l'hydroxyde de béryllium est d'abord converti en sulfate de béryllium tétrahydraté de haute pureté, comme décrit ci-dessus.  Ce sel est calciné à des températures soigneusement contrôlées, entre 1150 et 1450 °C, sélectionnées pour donner les propriétés des poudres d'oxyde de béryllium requises par les fabricants de céramique de béryllia individuels.  Alternativement, l'hydroxyde de béryllium peut être d'abord purifié, puis calciné directement en poudre d'oxyde de béryllium.
 -Produit en dissolvant de l'hydroxyde de béryllium de qualité technique dans de l'acide sulfurique, précipitant le sulfate de béryllium hydraté, qui est ensuite calciné à 1 150-1 450 °C.
 -Par chauffage de nitrate ou d'hydroxyde de béryllium.
 -Obtenu directement à partir de l'hydroxyde de béryllium par calcination ou à partir du carbonate basique, de l'acétate ou du sulfate par allumage.  Les poudres blanches réactives diffèrent par la taille des grains, la morphologie et la teneur en impuretés.
 -Dans le processus industriel primaire, l'hydroxyde de béryllium extrait du minerai est dissous dans de l'acide sulfurique.  La solution est filtrée et le filtrat est concentré par évaporation et après refroidissement du sulfate de béryllium de haute pureté, BeSO4.4H2O cristallise.  Le sel est calciné à des températures soigneusement contrôlées entre 1150 et 1450 °C, sélectionnées pour donner des propriétés adaptées aux poudres d'oxyde de béryllium.ı

 -Applications-
 Des cristaux de haute qualité peuvent être cultivés de manière hydrothermale, ou autrement par la méthode de Verneuil.  Pour la plupart, l'oxyde de béryllium est produit sous forme de poudre amorphe blanche, frittée en formes plus grandes.  Les impuretés, comme le carbone, peuvent donner une variété de couleurs aux cristaux hôtes autrement incolores.

 L'oxyde de béryllium fritté est une céramique très stable.  L'oxyde de béryllium est utilisé dans les moteurs de fusée et comme revêtement protecteur transparent sur les miroirs de télescope aluminisés.

 L'oxyde de béryllium est utilisé dans de nombreuses pièces semi-conductrices hautes performances pour des applications telles que les équipements radio, car il a une bonne conductivité thermique tout en étant également un bon isolant électrique.  Il est utilisé comme charge dans certains matériaux d'interface thermique tels que la graisse thermique.  Certains dispositifs semi-conducteurs de puissance ont utilisé de la céramique d'oxyde de béryllium entre la puce de silicium et la base de montage métallique du boîtier pour obtenir une valeur de résistance thermique inférieure à celle d'une construction similaire en oxyde d'aluminium.  Il est également utilisé comme céramique structurelle pour les appareils à micro-ondes haute performance, les tubes à vide, les magnétrons et les lasers à gaz.  BeO a été proposé comme modérateur de neutrons pour les réacteurs marins refroidis au gaz à haute température (MGCR), ainsi que le réacteur nucléaire Kilopower de la NASA pour les applications spatiales.

 -Synonymes-
 OXYDE DE BÉRYLLIUM (II)
 Monoxyde de béryllium
 OXYDE DE BÉRYLLIUM
 Bérylla
 Béryllia
 Oxyde de béryllium (BeO)
 Oxyde de béryllium, alpha
 oxyde de béryllium (beo)
 bromellete
 Glucina
 bromellite naturelle
 Thermalox
 thermalox995
 OXYDE DE BÉRYLLIUM, 99,99%
 Oxyde de béryllium (99,95+%-Be)
 Oxyde de béryllium, 99,95 % (base métaux)
 Oxyde de béryllium, 99% (base métaux)