Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (БЕ)"

Бериллий

Бери'ллий (лат. Beryllium), Be, химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 4, атомная масса 9,0122; лёгкий светло-серый металл. Имеет один стабильный изотоп⁹ Be. Открыт в 1798 в виде окиси BeO, выделенной из минерала берилла Л. Вокленом . Металлический Б. впервые получили в 1828 Ф. Вёлер и А. Бюсси независимо друг от друга. Т. к. некоторые соли Б. сладкого вкуса, его вначале называли «глюциний» (от греч. glykys – сладкий) или «глиций». Название Glicinium (знак GI) употребляется (наряду с Б.) только во Франции. Применение Б. началось в 40-х гг. 20 в., хотя его ценные свойства как компонента сплавов были обнаружены ещё ранее, а замечательные ядерные – в начале 30-х гг. 20 в.

  Б. – редкий элемент, среднее содержание его в земной коре 6 10^-4 % по массе. Б. – типичный литофильный элемент, характерный для кислых, субщелочных и щелочных магм. Известно около 40 минералов Б. Из них наибольшее практическое значение имеет берилл, перспективны и частично используются фенакит, гельвин, хризоберилл, бертрандит (см. Бериллиевые руды ).

  Физические и химические свойства. Кристаллическая решётка Б. гексагональная плотноупакованная с периодами а = 2,855  и с= 3,5840 . Б. легче алюминия, его плотность 1847,7 кг/м³ (у Al около 2700 кг/м³ ), t_лл 1284°C, t_kип 2450°С.

  Б. обладает наиболее высокой из всех металлов теплоёмкостью, 1,80 кдж/ (кг^. •К ) или 0,43 ккал/ (кг•°С), высокой теплопроводностью, 178 вт/ (м •К ) или 0,45 кал/см •сек •°С ) при 50°С, низким электросопротивлением, 3,6—4,5 мком •см при 20°С; коэффициент линейного расширения 10,3—131 (25—100°С). Эти свойства зависят от качества и структуры металла и заметно меняются с температурой. Модуль продольной упругости (модуль Юнга) 300Гн/м² (3^. 10⁴кгс/мм² ). Механические свойства Б. зависят от чистоты металла, величины зерна и текстуры, определяемой характером обработки. Предел прочности Б. при растяжении 200—550 Мн/м² (20—55 кгс/мм² ), удлинение 0,2—2%. Обработка давлением приводит к определённой ориентации кристаллов Б., возникает анизотропия, становится возможным значительное улучшение свойств. Предел прочности в направлении вытяжки доходит до 400—800Мн/м² (40—80 кгс/мм² ), предел текучести 250—600 Мн/м² (25—60 кгс/мм² ), а относительное удлинение до 4—12%. Механические свойства в направлении, перпендикулярном вытяжке, почти не меняются. Б. – хрупкий металл; его ударная вязкость 10—50 кдж/м² (0,1– 0,5 кгс^. •м/см² ). Температура перехода Б. из хрупкого состояния в пластическое 200– 400 °С.

  В химических соединениях Б. 2-валентен (конфигурация внешних электронов 2s² ). Б. обладает высокой химической активностью, но компактный металл устойчив на воздухе благодаря образованию тонкой и прочной плёнки окиси BeO. При нагревании выше 800 °С быстро окисляется. С водой до 100°С Б. практически не взаимодействует. Легко растворяется в плавиковой, соляной, разбавленной серной кислотах, слабо реагирует с концентрированной серной и разбавленной азотной кислотами и не реагирует с концентрированной азотной. Растворяется в водных растворах щелочей, образуя соли бериллаты, например Na₂ BeO₂ . При комнатной температуре реагирует с фтором, а при повышенных – с др. галогенами и сероводородом. Взаимодействует с азотом при температуре выше 650 °С с образованием нитрида Be₃ N₂ и при температуре выше 1200°С с углеродом, образуя карбид Be₂ C. С водородом практически не реагирует во всём диапазоне температур. Гидрид Б. получен при разложении бериллийорганических соединений и устойчив до 240°С. При высоких температурах Б. взаимодействует с большинством металлов, образуя бериллиды ; с алюминием и кремнием даёт эвтектические сплавы. Растворимость примесных элементов в Б. чрезвычайно мала. Мелкодисперсный порошок Б. сгорает в парах серы, селена, теллура. Расплавленный Б. взаимодействует с большинством окислов, нитридов, сульфидов и карбидов. Единственно пригодным материалом тиглей для плавки Б. служит бериллия окись .

  Гидроокись Be (OH)₂ – слабое основание с амфотерными свойствами. Соли Б. сильно гигроскопичны и за небольшим исключением (фосфат, карбонат) хорошо растворимы в воде, их водные растворы вследствие гидролиза имеют кислую реакцию. Фторид BeF₂ с фторидами щелочных металлов и аммония образует фторбериллаты, например Na₂ BeF₄ , имеющие большое промышленное значение. Известен ряд сложных бериллийорганических соединений, гидролиз и окисление некоторых из них протекают со взрывом.

  Получение и применение. В промышленности металлический Б. и его соединения получают переработкой берилла в гидроокись Be (OH)₂ или сульфат BeS0₄ . По одному из способов, измельченный берилл спекают с Na₂ SiF₆ , образующиеся фторбериллаты натрия Na₂ BeF₄ и NaBeF₃ выщелачивают из смеси водой; при добавлении к этому раствору NaOH в осадок выпадает Be (OH)₂ . По другому способу, берилл спекают с известью или мелом, спек обрабатывают серной кислотой; образующийся BeS0₄ выщелачивают водой и осаждают аммиаком Be (OH)₂ . Более полная очистка достигается многократной кристаллизацией BeSO₄ , из которого прокаливанием получают BeO. Известно также вскрытие берилла хлорированием или действием фосгена. Дальнейшая обработка ведётся с целью получения BeF₂ или BeCl₂ .

  Металлический Б. получают восстановлением BeF₂ магнием при 900—1300°С или электролизом BeCl₂ в смеси с NaCI при 350°С.

  Полученный металл переплавляют в вакууме. Металл высокой чистоты получают дистилляцией в вакууме, а в небольших количествах – зонной плавкой; применяют также электролитическое рафинирование.

  Из-за трудностей получения качественных отливок заготовки для изделий из Б. готовят методами порошковой металлургии . Б. измельчают в порошок и подвергают горячему прессованию в вакууме при 1140—1180°С. Прутки, трубы и др. профили получают выдавливанием при 800—1050°С (горячее выдавливание) или при 400—500 °С (тёплое выдавливание). Листы из Б. получают прокаткой горячепрессованных заготовок или выдавленных полос при 760—840°С. Применяют и др. виды обработки – ковку, штамповку, волочение. При механической обработке Б. пользуются твердосплавным инструментом.

  Сочетание малой атомной массы, малого сечения захвата тепловых нейтронов (0,009 барн на атом) и удовлетворительной стойкости в условиях радиации делает Б. одним из лучших материалов для изготовления замедлителей и отражателей нейтронов в атомных реакторах. В Б. выгодно сочетаются малая плотность, высокий модуль упругости, прочность, теплопроводность. По удельной прочности Б. превосходит все металлы. Благодаря этому в конце 50 – начале 60-х гг. Б. стали применять в авиационной, ракетной и космической технике и гироприборостроении. Однако высокая хрупкость Б. при комнатной температуре – главное препятствие к его широкому использованию как конструкционного материала.

  Б. входит в состав сплавов на основе Al, Mg, Cu и др. цветных металлов (см. Алюминиевые сплавы ,Магниевые сплавы , Медные сплавы ).

  Некоторые бериллиды тугоплавких металлов рассматриваются как перспективные конструкционные материалы в авиа– и ракетостроении. Б. применяется также для поверхностной бериллизации стали. Из Б. изготовляют окна рентгеновских трубок, используя его высокую проницаемость для рентгеновских лучей (в 17 раз большую, чем у алюминия). Б. применяется в нейтронных источниках на основе радия, полония, актиния, плутония, т.к. он обладает свойством интенсивного излучения нейтронов при бомбардировке a-частицами. Б. и некоторые его соединения рассматриваются как перспективное твёрдое ракетное топливо с наиболее высокими удельными импульсами.

  Широкое производство чистого Б. началось после 2-й мировой войны. Переработка Б. осложняется высокой токсичностью летучих соединений и пыли, содержащей Б., поэтому при работе с Б. и его соединениями нужны специальные меры защиты.

  Бериллий в организме. Б. присутствует в тканях многих растений и животных. Содержание Б. в почвах колеблется от 2•10^-4 до 1•10^-3 %; в золе растений около 2•10^-4 %. У животных Б. распределяется во всех органах и тканях; в золе костей содержится от 5^. 10^-4 до 7^. 10^-3 % Б. Около 50% усвоенного животным Б. выделяется с мочой, около 30% поглощается костями, 8% обнаружено в печени и почках. Биологическое значение Б. мало выяснено; оно определяется участием Б. в обмене Mg и Р в костной ткани. При избытке в рационе Б., по-видимому, происходит связывание в кишечнике ионов фосфорной кислоты в неусвояемый фосфат Б. Активность некоторых ферментов (щелочной фосфатазы, аденозинтрифосфатазы) тормозится малыми концентрациями Б. Под влиянием Б. при недостатке фосфора развивается не излечиваемый витамином D бериллиевый рахит, встречаемый у животных в биогеохимических провинциях , богатых Б.

  Лит.: Бериллий, под ред. Д. Уайта, Дж. Бёрка, пер. с англ., М., 1960; Дарвин Дж., Баддери Дж., Бериллий, пер. с англ., М., 1962; Силина Г. Ф., Зарембо Ю. И., Бертина Л. Э., Бериллий, химическая технология и металлургия, М., 1960; Папиров И. И., Тихинский Г. Ф., Физическое металловедение бериллия, М., 1968; Эверест Д., Химия бериллия, пер. с англ., М., 1968; Химия и технология редких и рассеянных элементов, т. 2, М., 1969; Самсонов Г. В., Химия бериллидов, «Успехи химии», 1966, т. 35, в. 5, с. 779; Гагарин В. В., Бериллий как конструкционный материал атомной энергетики, «Атомная техника за рубежом», 1969, №3, с.9; Ижванов Л. А. [и др.], Бериллий – новый конструкционный металл, «Металловедение и термическая обработка металлов», 1969, №2, с. 24; Коган Б. И., Капустинская К. А., Бериллий в современной технике, «Цветные металлы», 1967, № 7, с. 105.

  Б. М. Булычев, Л. А. Ижванов, В. В. Ковальский.

Бериллия окись

Бери'ллия о'кись, BeO, соединение бериллия с кислородом; белый порошок, плотность 3025 кг/м³ , температура плавления 2570±30°С, температура кипения 4260±160°С. В природных условиях встречается крайне редко в виде минерала бромеллита. Б. о. практически нерастворима в воде, в кислотах растворяется с образованием солей Be²⁺ (прокалённая Б. о. растворяется только в концентрированной H₂ SO₄ и HF, а плавленная только в HF). Со щелочами образует растворимые в воде соли бериллаты (см. Бериллий ). BeO не взаимодействует с водородом и устойчива к действию большинства металлов. При температуре около 2000°С BeO восстанавливается углём в присутствии меди с образованием медно-бериллпевой лигатуры (2—4% Be), используемой в производстве бериллиевой бронзы. Получают Б. о. термическим разложением гидроокиси или солей бериллия. Применяют как огнеупорный инертный материал для изготовления тиглей и специальной керамики с малой электрической проводимостью и большой теплопроводностью (немногим меньше, чем у меди); в ядерных реакторах – как замедлитель и отражатель нейтронов, а также для производства топливной крупки, ядерного горючего на основе частиц UO₂ , покрытых BeO; в рентгенотехнике – для стекол, пропускающих рентгеновские лучи; в органическом синтезе – как катализатор.

  Лит.: Беляев Р. А., Окись бериллия, М., 1962: Материалы для ядерных реакторов, пер. с англ., М.,1956(Ядерные реакторы. Материалы комиссии по атомной энергии США, [т. 4], гл. 3); Окись бериллия. Труды Первой международной конференции по окиси бериллия, пер. с англ., М., 1968. См. также лит. при ст. Бериллий .

  Б. М. Булычев.

Беринг Витус Ионассен

Бе'ринг (Bering) Витус Ионассен (в документах часто – Иван Иванович) (1681 – 8.12.1741), мореплаватель, офицер русского флота, капитан-командор. Выходец из Дании. Приглашен на русскую службу в 1703. До 1724 плавал на Балтийском и Азовском флотах. В 1725 назначен начальником 1-й Камчатской экспедиции (1725—30), официальной целью которой было решение вопроса о наличии перешейка или пролива между Азией и Америкой. Важную роль в организации и работах экспедиции играл помощник Б.– А. И. Чириков . Экспедиция обошла восточный берег Камчатки, южного и восточного берега Чукотки, прошла через пролив (названный впоследствии именем Б.), не зная этого, до 67°18', где потеряла из виду землю, и вернулась обратно, не разрешив вопроса о проливе. В 1733 Б. был назначен начальником 2-й Камчатской экспедиции. Он должен был пересечь Сибирь и от Камчатки отправиться для исследования берегов Северной Америки. Б. на судне «Святой Петр» 17 июля 1741 достиг побережий Северной Америки. Открыл некоторые из Алеутских островов. На обратном пути умер во время зимовки на острове, ныне носящем его имя. Именем Б. названо также море на С. Тихого океана.

Лит.: Берг Л. С., Открытие Камчатки и экспедиции Беринга. 1725—1742, 3 изд., М.—Л., 1946; Белов М. И., Арктическое мореплавание с древнейших времен до середины 19 в., М., 1956; Греков В. И., Очерки из истории русских географических исследований в 1725—1765 гг., М., 1960.

В. И. Беринг.

Плавания В. И. Беринга и А. Н. Чирикова.

Беринг (ледник на Аляске)

Бе'ринг (Bering), ледник, один из крупнейших в южной Аляске (США). Берёт начало от ледяного поля Бэгли в горах Чугач. Длина около 80 км, ширина в верхней, долинной части до 8 км, на предгорной равнине – до 43 км. Назван в честь В. Беринга .

Беринг Эмиль фон

Бе'ринг (Behring) Эмиль фон (15.3.1854, Хансдорф, – 31.3.1917, Марбург на р. Лан), немецкий бактериолог. Окончил медицинский институт в Берлине (1880). В 1881—89 работал врачом в армии. В 1889—95 ассистент у Р. Коха в Институте гигиены Берлинского университета. С 1894 профессор гигиены в Галле. С 1895 директор и профессор созданного им Института экспериментальной терапии в Марбурге. Основные труды по лечению и профилактике инфекционных болезней человека. Открыл (совместно с С. Китазато) лечебное действие антитоксических противодифтерийной и противостолбнячной сывороток, разработал теорию серотерапии. Открыл усиление действия токсина при дробном его введении, т. н. феномен Б. Нобелевская премия (1901).

  Соч.: Die Blutserurntherapie, [Bd] I—2, Lpz., 1892; Ätiologie und ätiologische Therapie des Tetanus, B., 1904; Einführung in die Lehre von der Bekämpfung der Infektionskrankheiten, B., 1912.

Беринга остров

Бе'ринга о'стров, западный остров группы Командорских островов в Беринговом море (Камчатская область РСФСР). Площадь 1660 км² . Юго-восточная часть Б. о. гориста (наибольшая высота 751 м ), сложена палеоген-неогеновыми туфогенными отложениями и эффузивами антропогена. Климат океанический субарктический. Осадков выпадает около 500 мм. Покрыт тундровой растительностью, по долинам – луга, каменная и кустарниковая берёза. На побережье – лежбища морских котиков, сивучей, встречается калан. Население – русские, алеуты. Имеется морской зверокомбинат. Остров назван по имени В. Беринга .

Берингов пролив

Бе'рингов проли'в, пролив между Азией и Северной Америкой, соединяет Северный Ледовитый океан (Чукотское море) с Тихим океаном (Беринговым морем). Ширина 35—86 км, глубина до 42 м. Островами Диомида делится на 3 прохода. Через пролив на С. поступает более тёплая поверхностная вода Берингова моря, а на Ю. в прибрежной западной зоне – холодная вода Северного Ледовитого океана. С октября по август Б. п. покрыт дрейфующими льдами. Посреди пролива между островами Диомида проходит государственная граница СССР и США. В антропогеновом периоде на месте Б. п. неоднократно возникал «мост» суши между Евразией и Северной Америкой. Б. п. впервые пройден казаком С. И. Дежневым и Ф. А. Поповым (более известным в литературе по отчеству, как Ф. Алексеев) во время промысловой экспедиции 1648, а затем в 1728 – русской экспедицией В. Беринга , именем которого и назван. Впервые часть побережий картировали в 1732 И. Федоров и М. Гвоздев.

Побережье острова Ратманова (острова Диомида) в Беринговом проливе.

Берингово море

Бе'рингово мо'ре (по имени мореплавателя В. Беринга ), полузамкнутое море Тихого океана между материками Азии на З. (СССР), Северной Америки на В. (США) и Командорскими (СССР) и Алеутскими (США) островами на Ю. На С. замыкается полуостровами Чукотским и Сьюард.

  Беринговым проливом соединяется с Чукотским морем Северного Ледовитого океана Площадь 2304 тыс. км² , средняя глубина 1598 м (максимальная 4191 м ), средний объём воды 3683 тыс. км³ , протяжённость с С. на Ю. 1632 км, с З. на В. 2408 км .

  Берега преимущественно высокие скалистые, сильно изрезаны, образуют многочисленные бухты и заливы. Наиболее крупные заливы: Анадырский и Олюторский на З., Бристольский и Нортон на В. В Б. м. впадает большое число рек, наиболее крупные из которых Анадырь, Апука на З., Юкон, Кускоквим на В. Острова Б. м. материкового происхождения. Наиболее крупные из них – Карагинский, Святого Лаврентия, Нунивак, Прибылова, Святого Матвея.

  Рельеф и геология дна. Б. м. – крупнейшее из геосинклинальных морей Дальнего Востока. В рельефе дна выделяются континентальный шельф (45% площади), материковый склон, подводные хребты и глубоководная впадина (36,5% площади). Шельф занимает северную и северо-восточную части моря, характеризуется равнинным рельефом, осложнённым многочисленными отмелями, котловинами, затопленными долинами и верховьями подводных каньонов. Осадки на шельфе преимущественно терригенные (пески, песчанистые илы, вблизи берега – грубо-обломочные).

  Материковый склон большей частью имеет значительную крутизну (8—15°), расчленён подводными каньонами, нередко осложнён ступенями; южнее островов Прибылова – более полог и широк. Материковый склон Бристольского залива сложно расчленён уступами, возвышенностями, впадинами, что связывается с интенсивным тектоническим дроблением. Осадки материкового склона преимущественно терригенные (песчанистые илы), многочисленные выходы коренных палеогеновых и неоген-четвертичных пород; в районе Бристольского залива – большая примесь вулканогенного материала.

  Подводные хребты Ширшова и Бауэрс представляют собой сводообразные поднятия с вулканическими формами. На хребте Бауэрс обнаружены выходы диоритов, что, наряду с дугообразными очертаниями, сближает его с Алеутской островной дугой. Хребет Ширшова имеет сходное строение с Олюторским хребтом, сложенным вулканогенными и флишевыми породами мелового периода.

  Подводные хребты Ширшова и Бауэрс разделяют глубоководную впадину Б. м. на 3 котловины: Алеутскую, или Центральную (максимальная глубина 3782 м ), Бауэрс (4097 м ) и Командорскую (3597 м ). Дно котловин представляет собой плоскую абиссальную равнину, сложенную с поверхности диатомовыми илами, вблизи Алеутской дуги – с заметной примесью вулканогенного материала. По геофизическим данным, мощность осадочного слоя в глубоководных котловинах достигает 2,5 км; под ним залегает базальтовый слой толщиной около 6 км. Т. о., глубоководная часть Б. м. характеризуется субокеаническим типом земной коры.

  О. К. Леонтьев.

  Климат формируется под влиянием прилегающей суши, близости полярного бассейна на С. и открытого Тихого океана на Ю. и соответственно развивающихся над ними центров действия атмосферы. Климат северной части моря арктический и субарктический, с выраженными континентальными чертами; южной части – умеренный, морской. Зимой под влиянием Алеутского минимума давления воздуха (998 мбар ) над Б. м. развивается циклональная циркуляция, благодаря которой восточная часть моря, куда приносится воздух с Тихого океана, оказывается несколько теплее западной части, находящейся под влиянием холодного арктического воздуха (который поступает с зимним муссоном). В этот сезон часты штормы, повторяемость которых в отдельных местах достигает 47% в месяц. Средняя температура воздуха в феврале изменяется от —23°С на С. до О, —4°С на Ю. Летом Алеутский минимум исчезает и над Б. м. господствуют ветры южных направлений, которые в западной части моря являются летним муссоном. Штормы летом редки. Средняя температура воздуха в августе изменяется от 5°С на С. до 10°С на Ю. Средняя годовая облачность составляет на С. 5—7 баллов, на Ю. 7—8 баллов в год. Количество осадков изменяется от 200—400 мм в год на С. до 1500 мм в год на Ю.

  Гидрологический режим определяется климатическими условиями, водообменом с Чукотским морем и Тихим океаном, материковым стоком и распреснением поверхностных вод моря при таянии льдов. Поверхностные течения образуют круговорот против часовой стрелки, по восточной периферии которого следуют на С. тёплые воды из Тихого океана – берингово-морская ветвь системы тёплых течений Куросио . Часть этих вод поступает через Берингов пролив в Чукотское море, другая часть отклоняется к З. и далее следует на Ю. вдоль азиатского берега, принимая холодные воды Чукотского моря. Южный поток образует Камчатское течение, которым воды Б. м. выносятся в Тихий океан. Эта схема течений подвержена заметным изменениям в зависимости от господствующих ветров. Приливы Б. м. в основном обусловлены распространением приливной волны из Тихого океана. В западной части моря (до 62° северной широты) наибольшая высота прилива 2,4 м, в заливе Креста 3 м, в восточной части 6,4 м (Бристольский залив). Температура поверхностной воды в феврале только на Ю. и Ю.-З. достигает 2°С, на остальной части моря ниже —1°С. В августе температура повышается до 5°—6°С на С. и 9°—10°С на Ю. Солёность под влиянием речных вод и таяния льдов значительно ниже, чем в океане, и равна 32,0—32,5‰, а на Ю. достигает 33‰. В прибрежных районах уменьшается до 28—30‰. В подповерхностном слое в северной части Б. м. температура —1,7°С, солёность до 33‰. В южной части моря на глубине 150 м температура 1,7°С, солёность 33,3‰ и более, а в слое от 400 до 800 м соответственно более 3,4°С и более 34,2‰. У дна температура составляет 1,6°С, солёность 34,6‰.

  Большую часть года Б. м. покрыто плавучими льдами, которые на С. начинают образовываться в сентябре – октябре. В феврале – марте почти вся поверхность покрыта льдами, которые вдоль полуострова Камчатки выносятся в Тихий океан Б. м. свойственно явление «свечения моря».

  В соответствии с различием гидрологических условий северной и южной частей Б. м. для северной характерны представители арктических форм растительного и животного мира, для южной – бореальные. На Ю. обитает 240 видов рыб, из которых особенно много камбаловых (камбала, палтус) и лососёвых (горбуша, кета, чавыча). Многочисленны мидии, баланусы, черви-полихеты, мшанки, осьминоги, крабы, креветки и др. На С. обитает 60 видов рыб, главным образом тресковые. Из млекопитающих для Б. м. характерны морской котик, калан, тюлени, лахтак, ларга, сивуч, серый кит, горбач, кашалот и др. Обильна фауна птиц (кайры, чистики, топорки, чайки-моёвки и др.), обитающих на «птичьих базарах». В Б. м. ведётся интенсивный китобойный промысел, главным образом кашалота, рыбный и промысел морского зверя (морской котик, калан, тюлень и др.). Б. м. имеет для СССР крупное транспортное значение как звено Северного морского пути . Главные порты: Провидения (СССР), Ном (США).

  Лит.: Шлямин Б. А., Берингово море, М., 1958; Иваненков В. Н., Гидрохимия Берингова моря, М., 1964; Добровольский А. Д., Залогин Б. С., Моря СССР, М., 1965.

  А. М. Муромцев.

Тающие льды в Беринговом море.

Берингово море.

Назад к карточке книги "Большая Советская Энциклопедия (БЕ)"