概述
鍶是鹼土金屬中豐度最小的元素。在自然界主要以化合態存在,主要的礦石有天青石(SrSO4),菱鍶礦(SrCO3)。可由電解熔融的氯化鍶而製得。
鋇、鍶、鈣和鎂同是鹼土金屬,也是地殼中含量較多的元素。不過鋇和鍶在地殼中的含量與鈣、鎂相比,還是較少的。再加上它們的化合物的實際套用不及鈣和鎂的化合物廣泛。因此它們的化合物比鈣和鎂的化合物晚些被人們認識,只是戴維把鋇和鍶和鈣、鎂同時從化合物中電解分離出來。
鍶元素廣泛存在在礦泉水中,是一種人體必需的微量元素,具有防止動脈硬化,防止血栓形成的功能。
發現歷史
鍶的發現是從一種礦石開始的。大約在1787年間,在歐洲一些展覽會上展出從英國蘇格蘭恩特朗蒂安地方的鉛礦中採得的一種礦石。一些化學家認為它是一種螢石
1790年間英國醫生克勞福德分析研究了這種礦石,把它溶解在鹽酸中,獲得一種氯化物,
大約在1791~1792年間,英國化學家、醫生荷普再次研究了這種礦石,明確它是碳酸鹽,但是與碳酸鋇不同,肯定其中含有一種新土,就從它的產地Strontian命名它為strontia(鍶土)。
1807年英國化學家戴維電解碳酸鍶時發現了金屬鍶,命名為strontium,元素符號用Sr。
元素分布
世界範圍內的土壤樣本都含有大約300mg/kg的鍶。輸入到海洋的鍶主要(80%)是由於碳酸鹽、硫酸鹽的風化。海水含有7mg/L的鍶,相對於天青石沉澱來說,是不飽和的。Sr在鹽中的濃度為221μg/g。世界河水的鍶/鈣比率是5×10-3,以河水含鍶68.5μg/L計算,排放到海水中的鍶(至少)是22噸/年。天青石組成了浮游生物棘谷蟲的骨骼(灰燼中有21.8%的Sr)。有證據表明,動物骨骼中的鍶含量比人的高。鍶在地殼中的豐度為3.7×102%,最重要的礦物是天青石SrSO4和菱鍶礦SrCO3。
理化性質
物理性質
鍶,銀白色金屬,屬立方晶系。是一種銀白色有光澤的金屬質軟,容易傳熱導電。在空氣中加熱到熔點時即燃燒,呈紅色火焰。
自然界存在鍶-84、鍶-86、鍶-87、鍶-88四種穩定同位素。
化學性質
鍶的化學性質活潑,加熱到熔點(769℃)時即燃燒,呈紅色火焰,生成氧化鍶(SrO),在加壓條件下跟氧氣化合生成過氧化鍶(SrO2)。跟鹵素、硫、硒等容易化合。加熱時跟氮化合生成氮化鍶(Sr3N2)。加熱時跟氫化合生成氫化鍶(SrH2)。跟鹽酸、稀硫酸劇烈反應放出氫氣。常溫下跟水反應生成氫氧化鍶和氫氣。鍶在空氣中會轉黃色。
製備方法
工業上從天青石礦提取鍶鹽。常用熱還原法,用鋁還原氧化鍶製備金屬鍶,或電解熔融的氯化鍶和氯化鉀製備金屬鍶。
用途
鍶用於製造合金、光電管、照明燈。它的化合物用於制信號彈、煙火等。
鍶-90是一种放射性同位素,是鈾-235裂變產物,其半衰期為28.1年。
可做β射線的放射源,對人體有相當大的危害,半衰期為25年,它在核試驗中由鈾產生,以粉塵的形態被人體吸入,對人體產生放射性傷害。在醫學上有一定的套用。
醫學用途
把放射性的鍶-87m引入患者身體中,待骨骼吸收後,用輻射檢測器可測定其在人體骨骼中所處的位置,並確定人體中出現異常的情況。鍶-87m半衰期只有2.8小時,會很快從人體中排出,因此,人體所受輻射量很小。
重慶鍶礦床
2013年,重慶市地勘局205地質隊在大足興隆礦區找礦取得突破性進展,發現一個目前亞洲最大的鍶礦床,預計探明的資源量將超過2000萬噸,經濟價值約20億元。
化學元素周期表
族→ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 電子層 | 0族電子數 | |
周期↓ | I A | 0 | |||||||||||||||||||
1 | 1 H 氫 | 2 He 氦 | K | 2 | |||||||||||||||||
II A | III A | IV A | V A | VI A | VII A | ||||||||||||||||
2 | 3 Li 鋰 | 4 Be 鈹 | 5 B 硼 | 6 C 碳 | 7 N 氮 | 8 O 氧 | 9 F 氟 | 10 Ne 氖 | L K | 8 2 | |||||||||||
3 | 11 Na 鈉 | 12 Mg 鎂 | 13 Al 鋁 | 14 Si 矽 | 15 P 磷 | 16 S 硫 | 17 Cl 氯 | 18 Ar 氬 | M L K | 8 8 2 | |||||||||||
III B | IV B | V B | VI B | VII B | VIII | I B | II B | ||||||||||||||
4 | 19 K 鉀 | 20 Ca 鈣 | 21 Sc 鈧 | 22 Ti 鈦 | 23 V 釩 | 24 Cr 鉻 | 25 Mn 錳 | 26 Fe 鐵 | 27 Co 鈷 | 28 Ni 鎳 | 29 Cu 銅 | 30 Zn 鋅 | 31 Ga 鎵 | 32 Ge 鍺 | 33 As 砷 | 34 Se 硒 | 35 Br 溴 | 36 Kr 氪 | N M L K | 8 18 8 2 | |
5 | 37 Rb 銣 | 38 Sr 鍶 | 39 Y 釔 | 40 Zr 鋯 | 41 Nb 鈮 | 42 Mo 鉬 | 43 Tc 鎝 | 44 Ru 釕 | 45 Rh 銠 | 46 Pd 鈀 | 47 Ag 銀 | 48 Cd 鎘 | 49 In 銦 | 50 Sn 錫 | 51 Sb 銻 | 52 Te 碲 | 53 I 碘 | 54 Xe 氙 | O N M L K | 8 18 18 8 2 | |
6 | 55 Cs 銫 | 56 Ba 鋇 | 57- 71 鑭系 | 72 Hf 鉿 | 73 Ta 鉭 | 74 W 鎢 | 75 Re 錸 | 76 Os 鋨 | 77 Ir 銥 | 78 Pt 鉑 | 79 Au 金 | 80 Hg 汞 | 81 Tl 鉈 | 82 Pb 鉛 | 83 Bi 鉍 | 84 Po 釙 | 85 At 砹 | 86 Rn 氡 | P O N M L K | 8 18 32 18 8 2 | |
7 | 87 Fr 鍅 | 88 Ra 鐳 | 89- 103 錒 | 104 Rf 鑪 | 105 Db | 106 Sg | 107 Bh | 108 Hs | 109 Mt | 110 Ds 鐽 | 111 Rg 錀 | 112 Uub | 113 Uut | 114 Uuq | 115 Uup | 116 Uuh | 117 Uus | 118 Uuo | |||
鑭系元 素 | 57 La 鑭 | 58 Ce 鈰 | 59 Pr 鐠 | 60 Nd 釹 | 61 Pm 鉕 | 62 Sm 釤 | 63 Eu 銪 | 64 Gd 釓 | 65 Tb 鋱 | 66 Dy 鏑 | 67 Ho 鈥 | 68 Er 鉺 | 69 Tm 銩 | 70 Yb 鐿 | 71 Lu 鑥 | ||||||
錒系元 素 | 89 Ac 錒 | 90 Th 釷 | 91 Pa 鏷 | 92 U 鈾 | 93 Np 鎿 | 94 Pu 鈽 | 95 Am 鎇 | 96 Cm 鋦 | 97 Bk 錇 | 98 Cf 鐦 | 99 Es 鑀 | 100 Fm 鐨 | 101 Md 鍆 | 102 No 鍩 | 103 Lr 鐒 |