Beryllium (Be)

Smaragde schmücken Königskronen, Goldbecher und edle Ringe. Sie sind äusserst selten und wegen ihrer intensiv leuchtenden, grünen Farbe schon seit Jahrtausenden als Schmuckstück heiss begehrt. Für einen bestimmten, charakteristischen Grünton sind sie sogar namensgebend: das Smaragdgrün.

Die Kronjuwelen und Schmuckstücke von Adelshäusern sind oft mit Smaragden besetzt

Die Kronjuwelen und Schmuckstücke von Adelshäusern sind oft mit Smaragden besetzt. Dieses Diadem stammt aus dem 19. Jahrhundert und gehörte der Herzogin von Angoulême. Es ist heute im Louvre-Museum in Paris ausgestellt. Bild: Manuel de Corselas/Wikimedia Commons

Als Schmuckstein und als Farbe ist der Smaragd bekannt – aber woraus ist dieser Edelstein eigentlich aufgebaut? Während Diamant aus Kohlenstoff besteht, sind Smaragde eine chemische Verbindung aus Aluminium, Sauerstoff, Silizium und dem seltenen chemischen Element Beryllium. In der Natur findet man Beryllium nur in Edelsteinen wie dem Smaragd. Dieser besondere Edelstein ist ein durch Spuren von Kupfer grün gefärbter Vertreter des farblosen Minerals Beryll. Die Hauptbestandteile des Berylls sind Silikate (Silizium-Sauerstoffverbindungen) von Beryllium und Aluminium (Be3Al2Si6O18).

Die Beryll-Brille

Beryll wurde im Altertum zum Vergrössern von Schriftzügen oder Bildern verwendet. Das Wort Brille (lateinisch: berillus) stand auch tatsächlich für Augengläser aus Beryll. Heute verwendet man für Brillen Glas oder Kunststoff statt des seltenen Edelsteins.

Das Element Beryllium selbst ist ein sehr zerbrechliches Metall. In Form von Legierungen mit Kupfer oder Aluminium (sogenannte Berylliumbronze) ist es aber hart, elastisch und korrosionsbeständig. Berylliumbronze wird zur Herstellung komplizierter Teile verwendet, welche besonders grossen Beanspruchungen unterliegen, zum Beispiel Uhrfedern oder Bauteile von Raketen.

Geschmack: Süsslich

Beryllium wurde in Frankreich lange als Glucinium bezeichnet, abgeleitet vom griechischen Wort für süss. Denn gelöstes Beryllium schmeckt süsslich. Aber Vorsicht: Berylliumsalze sind giftig und verursachen die sogenannte Berylliose. Diese äussert sich in Husten, Atemnot und einer krankhaften Vermehrung des Lungengewebes, der Lungenfibrose. Die Vergiftung kann schon durch Kontakt mit der Haut eintreten. Edelsteine aus Beryllium sind in Wasser jedoch unlöslich und daher ungiftig.

Das Atomrätsel

Das Berylliumatom besitzt eine einzigartige und bis heute unerklärte Eigenschaft, über die sich Atomphysiker den Kopf zerbrechen: Der Atomkern seines einzigen stabilen Isotops besteht aus vier Protonen und fünf Neutronen. Die Natur begünstigt aber eigentlich Atomkerne mit geraden Anzahlen von Protonen und Neutronen. Daher müsste Beryllium wenigstens ein Isotop aus vier Protonen und vier Neutronen besitzen.

Ein solcher Atomkern aus vier Neutronen ist jedoch nicht nur instabil – hat sogar festgestellt, dass er gar nicht existiert, nicht einmal während einer milliardstel Sekunde. Wenn man versucht, einen solchen Atomkern herzustellen, spaltet er sich sofort in zwei Atomkerne mit jeweils zwei Protonen und zwei Neutronen, also zwei Heliumkerne. Dabei hätte dieses Beryllium-Isotop doch theoretisch alles, um mit seiner doppelten Zahl von Neutronen und von Protonen stabil zu sein!?

Beryllium ist also nicht nur ein seltenes Element, das uns in Form von Smaragden begeistert. Es gibt uns darüber hinaus noch knifflige wissenschaftliche Rätsel auf.

Quelle: Maurice Cosandey / Redaktion SimplyScience.ch

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