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C'est parti

Présentation

Le béryllium est un élément chimique qui porte le numéro 4 dans la classification périodique des éléments.

Où se trouve le béryllium dans le tableau périodique des éléments ?
Le tableau périodique des éléments.
Informations générales
SymboleBe
Numéro atomique4
FamilleMétal alcalino-terreux
Groupe2
Période2
Blocs
Masse volumique1,848 g.cm-3
Dureté5,5
CouleurBlanc métallique
Propriétés atomiques
Masse atomique9 u
Rayon atomique112 pm
Configuration électronique[He] 2s2
Électrons par niveau d'énergie2 | 2
OxydeAmphotère
Propriétés physiques
État ordinaireSolide
Point de fusion1287 °C
Point d'ébullition2471 °C

Définitions

  • Numéro atomique : Le numéro atomique d’un atome représente le nombre de protons de ce dernier
  • Famille : L’UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée) a regroupé en 10 familles les éléments chimiques qui présentent des propriétés physiques et chimiques semblables
  • Groupe : Chaque groupe correspond aux éléments chimiques présents dans une même colonne du tableau périodique des éléments
  • Période : Chaque période correspond aux éléments chimiques présents dans une même ligne du tableau périodique des éléments. Ils partagent également le même nombre de couches électroniques. On en compte 7 au maximum
  • Bloc : Les éléments périodiques sont classés par bloc selon leurs propriétés et selon les couches électroniques jusqu’auxquelles elles sont remplies
  • Dureté :  La dureté d’un matériau représente la résistance qu’il oppose à la pénétration. On peut la mesurer selon plusieurs méthodes : la méthode par pénétration, la méthode par rayage ou encore la méthode par rebondissement
  • Point de fusion : Le point de fusion correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l’élément chimique fond, passant ainsi de l’état solide à l’état liquide
  • Point d’ébullition :  Le point de fusion correspond à un moment de pression et de température à partir duquel l’élément chimique bout, passant ainsi de l’état liquide à l’état gazeux

Rappel : La classification périodique des éléments, aussi appelée tableau de Mendeleïev, du nom de son créateur. C’est un chimiste russe qui en 1869 créa un tableau dont le but était de regrouper tous les éléments chimiques connus par points communs (groupes et familles par exemple). Il a souvent été ajusté et mis à jour depuis cette époque. Sa dernière révision date de 2016 par l’UICPA (Union internationale de chimie pure et appliquée), une ONG suisse qui a pour but l’évolution de la physique-chimie. Le tableau périodique compte à ce jour 118 éléments.

Un peu d’histoire

Etymologie

Le mot "béryllium" provient du latin "beryllus" lui-même emprunté au grec "beryllos(signifiant minerai de béryl, cristal de la couleur de l’eau de mer) auquel on a ajouté le suffixe "-ium" qui permet de désigner un métal. En effet, cet élément a été découvert en tant qu’oxyde dans le béryl. Il a été, au départ, nommé glucinium ou glucium à cause du goût sucré de ses sels.

Premières découvertes

QU'est-ce que de l'émeraude ?
L'émeraude est une pierre précieuse de couleur verte.
Les émeraudes et aigue-marines sont des pierres précieuses de la famille des béryls. Elles sont connues depuis l’Antiquité mais ce n’est qu’en 1798 que le chimiste français Louis Nicolas Vauquelin découvre qu’elles contiennent un élément encore inconnu. Les sels de cet élément ayant un goût sucré et de formule BeO, qu’il propose de baptiser «glucine» ou «glucinium» ( ce qui étymologiquement signifie « sucré »). Mais il faudra attendre 1828 pour que Friedrich Wöhler et Antoine Bussy l’isolent en faisant réagir le chlorure de béryllium avec du potassium. Ce sera ce même chimiste suédois qui déterminera sa masse atomique.

Présence à l’état naturel

On le trouve généralement sous la forme d’oxydes ou d’aluminosilicates complexes que l’on appelle béryls. Les représentants précieux les plus connus de ces aluminosilicates complexes sont l’émeraude et l’aigue-marine. Il est exploité à partir de nombreux minerais comme la bertrandite et le béryl. Les principales mines de béryllium sont présentes aux Etats-Unis, en Chine et au Mozambique. En Europe, aucune mine n’est ouverte.

Production

Ce ne sera qu’après la Première Guerre mondiale que la production de béryllium à l’échelle mondiale débutera. Elle sera soutenue par Siemens & Halske (entreprise allemande de haute technologie dans les domaines de l'industrie, de l'électricité et de la santé) en Europe et par l’Union Carbide (entreprise américaine spécialisée dans la distribution de produits chimiques) et Carbon Corporation (entreprise américaine spécialisée en assainissement des eaux) aux Etats-Unis.

Propriétés physiques et chimiques de Béryllium

A quoi ressemble le béryllium ?
Le béryllium se présente sous la forme de petites "gouttes"
Le béryllium est le métal léger possédant le plus élevé des points de fusion. Bien que fragile, il est plus léger et six fois plus résistant que l’aluminium. Le béryllium possède une conductivité thermique très bonne et présente une ductilité qui est plus grande d’un tiers de celle de l’acier. C’est un métal non magnétique qui est capable de résister à l’acide nitrique concentré. Quand il est frappé par des particules alpha, telles que celles émises par le polonium ou le radium, il est très perméable aux rayons X. Il faut également savoir que, dans des conditions normales de pression et de température, le béryllium est capable de résister à l’oxydation de l’air et il peut former une fine couche d’oxyde lui permettant de rayer le verre. Le béryllium possède le cation métallique le plus petit. Il est relativement peu mobile dans l’eau à pH neutre ou basique mais il est, dans les sols ou autres milieux naturellement acides ou rendus acides par l’Homme, très mobile.

Un corps est dit ductile quand il peut être étiré sans pour autant se rompre

Utilisations

Le béryllium est utilisé comme agent durcissant dans certains alliages. Il peut aussi être utilisé pour la fabrication de moules pour matières plastique. Les alliages ainsi obtenus sont légers, rigides, résistants à la chaleur mais possèdent aussi un faible coefficient de dilatation. On retrouve également le béryllium dans la fabrication des clubs de golf, des balanciers de montre, des gyroscopes et diverses applications spatiales. Avant d’être interdit pour sa toxicité, il était utilisé pour la fabrication d’étriers de frein et de pistons en Formule 1 à cause de ses propriétés et du rapport entre son module d’élasticité et sa densité. A cause de ses propriétés de bon isolant électrique, l’oxyde de béryllium est utilisé en électronique puisqu’il présente également une bonne conductibilité thermique. Cependant, il est maintenant largement remplacé par l’alumine qui est beaucoup moins toxique.

Les ions

L’atome de béryllium comporte deux électrons sur sa couche externe. Il est capable de se transformer en cation de formule Be2+ en cédant ses deux électrons. Les ions béryllium ont un goût sucré mais sont toxiques puisqu’ils peuvent provoquer des maladies chroniques et sont cancérigènes.

Corps simples à base de béryllium

Le béryllium n’existe pas sous forme pure dans la nature mais sa forme métallique peut être obtenue à partir de différents minerais. Il a un aspect grisâtre, une faible densité, ne réagit pas avec l’eau mais peut réagir avec le dioxygène, le diazote, certains dihalogènes, les acides.

Toxicité

Le béryllium est-il polluant ?
"Loin des routes, il existait une France ombreuse protégée du vacarme, épargnée par l’aménagement qui est la pollution du mystère. Une campagne du silence, du sorbier et de la chouette effraie."
Sylvain Tesson
Le béryllium, bien que non radioactif, reste cependant un métal très toxique. Il est même classé parmi l’arsenic, le cadmium, le chrome, le plomb, le thallium et le mercure comme éléments les plus toxiques. Il est capable d’agir comme un poison cancérigène de catégorie 1 et il peut rester détectable jusqu’à 10 ans après l’exposition dans les urines.

On dit d’une substance qu’elle est cancérigène de catégorie 1 lorsque l’agent cancérogène est avéré ou certain pour l’Homme

En plus de cela, le béryllium est écotoxique mais sa faible concentration naturelle ne pose que peu de problèmes.

On dit d’un objet qu’il est écotoxique lorsqu’il est toxique pour l'environnement, c'est-à-dire polluant.

A cause des usages thermiques du charbon, une quantité importante de béryllium a été introduite dans l’atmosphère. Cela a pour conséquence des retombées associées à des pluies acides. Son utilisation en dentisterie, notamment dans les prothèse dentaires, fait polémique.

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Yann

Fondateur de Superprof et ingénieur, nous essayons de rendre disponible la plus grande base de savoir. Passionné par la physique-chimie et passé par la filière scientifique au lycée, je partage mes cours (après les avoir mis à jour selon le programme de l’Éducation Nationale).