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鋇（Barium），堿土(tu)(tu)(tu)金(jin)屬(shu)元(yuan)素，化學(xue)元(yuan)素符號Ba，在周(zhou)期表中(zhong)位于(yu)第六周(zhou)期ⅡA族，是(shi)一種柔(rou)軟(ruan)的有銀白(bai)色(se)光澤的堿土(tu)(tu)(tu)金(jin)屬(shu)，是(shi)堿土(tu)(tu)(tu)金(jin)屬(shu)中(zhong)最活潑的元(yuan)素。元(yuan)素名來源于(yu)希臘文βαρ??（barys），原意是(shi)“重(zhong)的”。

由于鋇的化學性質十分活潑，從來沒有在(zai)自(zi)然(ran)界(jie)中發現鋇單質。鋇在(zai)自(zi)然(ran)界(jie)中最常(chang)見的礦物(wu)是重晶石（硫(liu)酸鋇）和毒(du)重石（碳(tan)酸鋇），二者(zhe)皆不溶于水。鋇在(zai)1774年(nian)被確(que)認為(wei)一個新元(yuan)素(su)，但直到1808年(nian)電解法發明不久后才被歸納為(wei)金屬元(yuan)素(su)。鋇的化合物(wu)用(yong)于制造(zao)煙火中的綠色(se)（以焰色(se)反應為(wei)原理(li)）。

電解熔融的氯化(hua)鋇或用鋁還原氯化(hua)鋇，可制得(de)金屬(shu)鋇。

研究歷史

堿(jian)土金屬的硫化(hua)物具有磷光(guang)現(xian)象(xiang)，即它們受到(dao)光(guang)的照射(she)后(hou)在黑暗中會繼續發光(guang)一段時間。鋇的化(hua)合物正是因這一特性(xing)而開始(shi)被人(ren)們注意。

1602年意(yi)大利(li)波羅拉(la)（Bologna，現稱博(bo)洛尼亞）城一(yi)位制鞋工人卡西奧(ao)勞羅將一(yi)種含硫酸鋇的(de)(de)重晶石與可(ke)燃物質一(yi)起焙燒后，發現它在黑暗中(zhong)可(ke)以發光，這引起了(le)當時學者們的(de)(de)興(xing)趣。后來這種石頭被稱為波羅拉(la)石，并引起了(le)歐洲化學家分析研究的(de)(de)興(xing)趣。

1774年瑞典化學家舍勒（C.W.Scheele）發現氧(yang)化鋇是一種比(bi)重(zhong)大(da)的新土，稱之(zhi)為“Baryta”（重(zhong)土）。

1774年，舍(she)勒認為這種(zhong)石頭是(shi)一種(zhong)新土（氧(yang)化物）和硫酸(suan)結(jie)合成的(de)(de)，1776年他加熱這一新土的(de)(de)硝酸(suan)鹽，獲得(de)純凈(jing)的(de)(de)土（氧(yang)化物）。

1808年英國化學家戴維(wei)（H.Davy）用汞(gong)作陰(yin)極(ji)(ji)，鉑作陽極(ji)(ji)，電解重晶(jing)石(shi)（BaSO4）制得鋇汞(gong)齊，經蒸餾去汞(gong)后(hou)，得到(dao)一種純度不高的金屬，并以希臘文barys（重）命名。元素符號定為Ba，稱為鋇。

含量分布

鋇，和其(qi)它堿土金屬一樣(yang)，在(zai)地球(qiu)上到處都(dou)有(you)分布：在(zai)地殼上部的含量是(shi)0.026%，而在(zai)地殼中的平均值是(shi)0.022%。鋇主要以重(zhong)晶石形式(shi)存在(zai)，以硫酸(suan)鹽或碳(tan)酸(suan)鹽形式(shi)存在(zai)。

自然(ran)界鋇的(de)主要(yao)礦(kuang)物為重(zhong)晶石（BaSO4）和毒(du)重(zhong)石（BaCO3）。重(zhong)晶石礦(kuang)床分布很廣，中國的(de)湖南、廣西(xi)、山東等地都(dou)有較大的(de)礦(kuang)床。

元素在太陽中的含量 0.01(ppm)

元素在海水中(zhong)的含(han)量 0.0047(ppm)

地殼中(zhong)含(han)量 500(ppm)

物理性質

基本性質

鋇(bei)是銀白色金屬，熔(rong)點725°C，沸點1846°C，密度3.51g/cm3，有延展性(xing)。鋇(bei)的主要礦石是重晶石和毒重石。

原子序數 56

質子數 56

原子體積 39.24cm3/mol

沸點 1846℃

熔點 725℃

密度(du) 3.51g/cm3

原子量 137.327

電離能(neng)(kJ/mol)

M - M+ 502.8

M+ - M2+ 965.1

M2+ - M3+ 3600

M3+ - M4+ 4700

M4+ - M5+ 6000

M5+ - M6+ 7700

M6+ - M7+ 9000

M7+ - M8+ 10200

M8+ - M9+ 13500

M9+ - M10+ 15100

晶(jing)體結構(gou)：晶(jing)胞(bao)為(wei)體心立方晶(jing)胞(bao)，每個晶(jing)胞(bao)含有2個金屬(shu)原子。

晶胞參數

a =502.8 pm α = 90°

b =502.8 pm β = 90°

c = 502.8 pm γ = 90°

同位素

天然鋇(bei)(bei)混合了鋇(bei)(bei)-138（71.66%）、鋇(bei)(bei)-137（11.32%）、鋇(bei)(bei)-136（7.81%）、鋇(bei)(bei)-135（6.59%）、鋇(bei)(bei)-134（2.42%）、鋇(bei)(bei)-130（0.101%）、鋇(bei)(bei)-132（0.097%）7種穩定(ding)的同位素(su)。

化學性質

基本性質

鋇(bei)(bei)是(shi)一種化(hua)學(xue)元素。化(hua)學(xue)符號Ba，原(yuan)子(zi)序數56，屬(shu)周期系ⅡA族，為堿土金(jin)屬(shu)的(de)(de)成員。鋇(bei)(bei)的(de)(de)化(hua)學(xue)活性(xing)很大，在堿土金(jin)屬(shu)中(zhong)是(shi)最為活潑的(de)(de)。從電(dian)勢以及電(dian)離能可以看出，鋇(bei)(bei)單質具有很強的(de)(de)還(huan)(huan)原(yuan)性(xing)，事(shi)實上若(ruo)只考(kao)慮(lv)失(shi)去(qu)第一個電(dian)子(zi)的(de)(de)情況，鋇(bei)(bei)在水中(zhong)的(de)(de)還(huan)(huan)原(yuan)性(xing)是(shi)最強的(de)(de)，但(dan)鋇(bei)(bei)失(shi)去(qu)第二個電(dian)子(zi)相(xiang)對困難(nan)，所以綜合考(kao)慮(lv)，鋇(bei)(bei)的(de)(de)還(huan)(huan)原(yuan)性(xing)會下降(jiang)不少。即(ji)使如此，它也(ye)是(shi)酸性(xing)溶(rong)液中(zhong)最活潑的(de)(de)金(jin)屬(shu)之一，僅次于(yu)鋰，銫，銣(ru)與(yu)鉀。

所屬周期 6

所屬族數 IIA

電子(zi)層(ceng)分布 2-8-18-18-8-2

氧化態 0+2

外圍(wei)電子排布 6s2

主要化合物

氧化鋇

鋇在空氣(qi)中緩慢氧化，生(sheng)成(cheng)(cheng)氧化鋇，氧化鋇為無色立方(fang)晶(jing)體。溶(rong)于(yu)酸(suan)，不溶(rong)于(yu)丙酮和氨水。與水作用成(cheng)(cheng)氫氧化鋇，有(you)毒。燃燒時則發出(chu)綠(lv)色火焰，生(sheng)成(cheng)(cheng)過氧化鋇。

氫氧化鋇

鋇(bei)(bei)與水反應，生成氫氧(yang)化(hua)(hua)鋇(bei)(bei)與氫氣，由于氫氧(yang)化(hua)(hua)鋇(bei)(bei)的(de)(de)溶解度不大，且鋇(bei)(bei)的(de)(de)升華能較高(gao)，所以反應不如堿金屬(shu)那樣劇(ju)烈，生成的(de)(de)氫氧(yang)化(hua)(hua)鋇(bei)(bei)會遮蓋住(zhu)視線(xian)。

氨基鋇

鋇(bei)能(neng)溶于(yu)液氨(an)(an)，生(sheng)成具(ju)有順磁性的、導電的藍色溶液，其本質是形成了氨(an)(an)合電子。在長時間放(fang)置(zhi)后，氨(an)(an)中(zhong)的氫會(hui)被氨(an)(an)合電子還原成氫氣，總反(fan)應(ying)為鋇(bei)與液氨(an)(an)反(fan)應(ying)生(sheng)成氨(an)(an)基(ji)鋇(bei)與氫氣。

硫酸鋇

化學性(xing)質穩定，硫酸鋇溶(rong)于水的部分(fen)全部電(dian)離，為強電(dian)解質。硫酸鋇不溶(rong)于稀硝酸。主要用作胃腸道造影劑。

應用領域

工業用途

用(yong)于制鋇鹽(yan)、合(he)金(jin)(jin)、焰火、核(he)反應堆(dui)等，也(ye)是(shi)精煉銅(tong)時的(de)優良除氧劑(ji)。廣泛用(yong)于合(he)金(jin)(jin)，有(you)鉛、鈣(gai)、鎂、鈉、鋰、鋁及(ji)鎳(nie)等合(he)金(jin)(jin)。金(jin)(jin)屬鋇可(ke)用(yong)作除去真空管和(he)顯像(xiang)管痕量氣(qi)(qi)體的(de)消氣(qi)(qi)劑(ji)、精煉金(jin)(jin)屬的(de)脫氣(qi)(qi)劑(ji)。

硝酸(suan)鋇與(yu)(yu)氯(lv)酸(suan)鉀、鎂粉、松香(xiang)混合，可(ke)以(yi)用來制(zhi)造信號(hao)彈與(yu)(yu)煙火。

可溶性的鋇化(hua)(hua)合(he)物常用作殺蟲劑(ji)(ji)，比如氯化(hua)(hua)鋇，以防治多(duo)種植物害蟲。也可用于精制電解法制燒(shao)堿的鹽水和鍋爐(lu)用水。也用于制備顏料。紡(fang)織(zhi)工(gong)業和皮革工(gong)業用作媒染劑(ji)(ji)和人造(zao)絲消光劑(ji)(ji)。

醫療用途

硫酸鋇(bei)(bei)(bei)是X線檢查輔助(zhu)用(yong)(yong)藥。無(wu)嗅無(wu)味的白色粉末，X線檢查中在體(ti)內可提供陽性對比的物質。醫用(yong)(yong)硫酸鋇(bei)(bei)(bei)在胃(wei)腸道內不吸收，也沒(mei)有過敏反(fan)應，其中不含有氯化鋇(bei)(bei)(bei)、硫化鋇(bei)(bei)(bei)和碳酸鋇(bei)(bei)(bei)等可溶性鋇(bei)(bei)(bei)化合物。主要(yao)用(yong)(yong)于胃(wei)腸道造影，偶用(yong)(yong)于其他目(mu)的檢查。

制備方法

工業(ye)上(shang)制(zhi)取金屬鋇分為制(zhi)取氧(yang)化鋇和金屬熱還(huan)原（鋁熱還(huan)原）兩個(ge)步驟。在1000～1200℃，用金屬鋁還(huan)原氧(yang)化鋇，可制(zhi)得(de)金屬鋇，再用真空蒸餾法提純。

單質鋇的制備：

1）電解熔融的BaCl2。

2）在真空中用Al或Si在147K下還(huan)原BaO或BaCl2。

3）鋇的氮化物熱分解。

鋁熱還原法生(sheng)產金屬鋇(bei)：

因配料比不(bu)同，鋁還原氧化鋇的反應可(ke)能有兩種(zhong)，反應式為：

6BaO+2Al→3BaO·Al2O3+3Ba↑

或：4BaO+2Al→BaO·Al2O3+3Ba↑

這兩種反(fan)(fan)應在(zai)1000～1200℃時，都只能生成少量的鋇(bei)，因此，必(bi)須用真空泵將鋇(bei)蒸氣不斷(duan)地從反(fan)(fan)應區轉移(yi)到冷凝區，反(fan)(fan)應才(cai)能不斷(duan)向(xiang)右進行。反(fan)(fan)應后的殘渣有毒，需經(jing)處(chu)理才(cai)能棄(qi)去。

安全措施

健康危害

鋇(bei)(bei)(bei)對人(ren)(ren)類來說不是(shi)必需元素(su)是(shi)有(you)毒(du)元素(su)，食入可(ke)溶性鋇(bei)(bei)(bei)化(hua)(hua)(hua)合物會(hui)引起鋇(bei)(bei)(bei)中毒(du)。假(jia)定(ding)成(cheng)(cheng)年人(ren)(ren)的(de)(de)(de)(de)平均體重是(shi)70kg，他體內(nei)的(de)(de)(de)(de)鋇(bei)(bei)(bei)總量(liang)大(da)(da)約(yue)(yue)是(shi)16mg。誤服(fu)(fu)鋇(bei)(bei)(bei)鹽后(hou)，鋇(bei)(bei)(bei)鹽會(hui)被水和(he)胃酸溶解，這導致(zhi)了許多中毒(du)事件和(he)一些死(si)亡(wang)事件的(de)(de)(de)(de)發(fa)生。中毒(du)癥狀(zhuang)有(you)嘔吐、絞痛、腹瀉、心跳變緩且不規律(lv)、短(duan)暫的(de)(de)(de)(de)血壓升高、痙攣性的(de)(de)(de)(de)震顫和(he)肌肉麻痹(bi)。氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鋇(bei)(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)LD50曾被假(jia)定(ding)為大(da)(da)約(yue)(yue)1g/kg。在(zai)(zai)攝入數小時后(hou)或數天后(hou)會(hui)死(si)亡(wang)。鋇(bei)(bei)(bei)會(hui)在(zai)(zai)血漿中形成(cheng)(cheng)蛋白質加(jia)合物，在(zai)(zai)骨骼中沉積的(de)(de)(de)(de)鋇(bei)(bei)(bei)占鋇(bei)(bei)(bei)總量(liang)的(de)(de)(de)(de)65%。鋇(bei)(bei)(bei)在(zai)(zai)骨骼中的(de)(de)(de)(de)半衰期大(da)(da)約(yue)(yue)是(shi)50天。鋇(bei)(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)毒(du)性和(he)它抑(yi)制K+離子以及它與硫酸鹽反應有(you)關。人(ren)(ren)注射的(de)(de)(de)(de)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鋇(bei)(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)吸收量(liang)高達(da)60-80%，而對口(kou)服(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鋇(bei)(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)吸收量(liang)只有(you)10-30%。

急性鋇(bei)(bei)鹽(yan)中(zhong)毒(du)癥狀(zhuang)：急性鋇(bei)(bei)鹽(yan)中(zhong)毒(du)臨床比(bi)較少見，多(duo)為(wei)(wei)誤(wu)服。凡在水或稀鹽(yan)酸(suan)中(zhong)可溶解的鋇(bei)(bei)化(hua)(hua)合物均具毒(du)性，包(bao)括氯化(hua)(hua)鋇(bei)(bei)、碳酸(suan)鋇(bei)(bei)、氫氧化(hua)(hua)鋇(bei)(bei)、硝酸(suan)鋇(bei)(bei)、醋酸(suan)鋇(bei)(bei)、硫化(hua)(hua)鋇(bei)(bei)、氧化(hua)(hua)鋇(bei)(bei)等(deng)。鋇(bei)(bei)鹽(yan)中(zhong)毒(du)主(zhu)要(yao)表現為(wei)(wei)胃(wei)(wei)腸道(dao)刺激(ji)癥狀(zhuang)和(he)低鉀癥候群，如惡心、嘔吐(tu)(tu)、腹(fu)痛、腹(fu)瀉、四肢軟癱、心肌(ji)受累、呼吸肌(ji)麻痹等(deng)。因(yin)該(gai)類患者多(duo)有嘔吐(tu)(tu)、腹(fu)痛、腹(fu)瀉等(deng)胃(wei)(wei)腸道(dao)癥狀(zhuang)而易誤(wu)診，集體發(fa)病時(shi)易誤(wu)診為(wei)(wei)食物中(zhong)毒(du)，單發(fa)時(shi)則易誤(wu)診為(wei)(wei)急性胃(wei)(wei)腸炎(yan)。

即使發(fa)現(xian)了(le)低(di)(di)(di)鉀(jia)(jia)(jia)血(xue)(xue)(xue)癥(zheng)(zheng)，也(ye)常認(ren)為(wei)是嘔(ou)吐(tu)、腹瀉造成的(de)體液鉀(jia)(jia)(jia)丟失(shi)所(suo)致，而(er)未能引起(qi)足夠(gou)重視。但(dan)(dan)需注(zhu)意的(de)是此(ci)類患者的(de)低(di)(di)(di)鉀(jia)(jia)(jia)血(xue)(xue)(xue)癥(zheng)(zheng)比(bi)較嚴重，與其(qi)體液鉀(jia)(jia)(jia)丟失(shi)的(de)量不(bu)相平行，所(suo)以(yi)臨床上遇到(dao)(dao)原因不(bu)明的(de)迅(xun)速(su)發(fa)展的(de)低(di)(di)(di)鉀(jia)(jia)(jia)血(xue)(xue)(xue)癥(zheng)(zheng)，同(tong)時有胃(wei)(wei)腸(chang)道癥(zheng)(zheng)狀而(er)用(yong)(yong)胃(wei)(wei)腸(chang)炎不(bu)能解釋(shi)者，應想到(dao)(dao)有急性鋇鹽(yan)(yan)中(zhong)毒(du)(du)的(de)可(ke)(ke)能，可(ke)(ke)將嘔(ou)吐(tu)物或(huo)食物行毒(du)(du)物分析，如(ru)發(fa)現(xian)鋇鹽(yan)(yan)含量高可(ke)(ke)得到(dao)(dao)確診。口服氯化鋇的(de)中(zhong)毒(du)(du)量為(wei)0.2～0.5g，致死(si)量為(wei)0.8～4.0g。鋇中(zhong)毒(du)(du)引起(qi)低(di)(di)(di)鉀(jia)(jia)(jia)血(xue)(xue)(xue)癥(zheng)(zheng)的(de)可(ke)(ke)能機制：鋇中(zhong)毒(du)(du)時，細胞(bao)(bao)(bao)膜(mo)上的(de)Na+-K+-ATP酶繼(ji)續活動，故細胞(bao)(bao)(bao)外液中(zhong)的(de)鉀(jia)(jia)(jia)不(bu)斷進(jin)入細胞(bao)(bao)(bao)，但(dan)(dan)鉀(jia)(jia)(jia)從細胞(bao)(bao)(bao)內(nei)流(liu)出的(de)孔(kong)道被(bei)特異地阻斷，因而(er)發(fa)生(sheng)低(di)(di)(di)鉀(jia)(jia)(jia)血(xue)(xue)(xue)癥(zheng)(zheng)。急性鋇鹽(yan)(yan)中(zhong)毒(du)(du)的(de)治療(liao)首(shou)要是洗(xi)胃(wei)(wei)，洗(xi)胃(wei)(wei)液可(ke)(ke)以(yi)選用(yong)(yong)2%～5%硫(liu)(liu)酸鎂或(huo)硫(liu)(liu)酸鈉，解毒(du)(du)劑可(ke)(ke)選用(yong)(yong)硫(liu)(liu)酸鈉或(huo)硫(liu)(liu)代(dai)硫(liu)(liu)酸鈉，同(tong)時積(ji)極糾正低(di)(di)(di)鉀(jia)(jia)(jia)血(xue)(xue)(xue)癥(zheng)(zheng)，有心律(lv)失(shi)常者應用(yong)(yong)抗(kang)心律(lv)失(shi)常藥物，呼吸困難(nan)時給(gei)予(yu)氧(yang)療(liao)，必要時人工呼吸。

危害防治

泄漏應急處理

隔(ge)離泄(xie)漏(lou)污(wu)染區，限制出入。切斷火(huo)源。建(jian)議應(ying)急處(chu)理人員戴自吸過濾式防塵(chen)口罩，穿消防防護服。不要直接(jie)接(jie)觸泄(xie)漏(lou)物。小量(liang)泄(xie)漏(lou)：避免揚(yang)塵(chen)，用潔凈的鏟子(zi)收(shou)(shou)集(ji)于干燥、潔凈、有(you)蓋的容器中。轉移回收(shou)(shou)。大量(liang)泄(xie)漏(lou)：用塑料布(bu)(bu)、帆布(bu)(bu)覆蓋，減少(shao)飛散。使用無火(huo)花工具轉移回收(shou)(shou)。

防護措施

呼吸(xi)系統防(fang)護(hu)：一般(ban)不需要特殊防(fang)護(hu)，但建議特殊情況下，佩(pei)戴自(zi)吸(xi)過濾式(shi)防(fang)塵口罩。

眼(yan)睛防護：戴化學安全防護眼(yan)鏡。

身體防(fang)護(hu)：穿化(hua)學防(fang)護(hu)服。

手防護(hu)：戴(dai)橡膠手套。

其它(ta)：工作現(xian)場嚴禁吸(xi)煙(yan)。注意個(ge)人清潔(jie)衛(wei)生。

應急措施

皮(pi)膚(fu)接觸：脫去(qu)被(bei)污染(ran)的衣著，用(yong)肥皂水(shui)和(he)清水(shui)徹底沖洗皮(pi)膚(fu)。

眼睛接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗(xi)。就醫。

吸入：迅速脫(tuo)離現場至(zhi)空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jin)行(xing)人工呼吸。就醫。

食入(ru)：飲足量溫水，催吐，用2%-5%硫(liu)酸(suan)鈉(na)溶(rong)液洗胃，導瀉。就醫(yi)。

滅火(huo)(huo)方法：不可用水、泡沫、二(er)氧(yang)化碳(tan)、鹵化烴(如(ru)1211滅火(huo)(huo)劑)等(deng)滅火(huo)(huo)。須用干(gan)燥(zao)石墨粉(fen)或其它干(gan)粉(fen)(如(ru)干(gan)砂)滅火(huo)(huo)。

儲存方法

儲(chu)(chu)存于(yu)陰(yin)涼、通風(feng)(feng)的庫房。遠離火種(zhong)、熱源。相(xiang)對濕度保持在75%以下。包裝要(yao)求密封，不(bu)可與空氣接觸。應與氧化劑、酸(suan)類、堿類等分開存放，切忌混(hun)儲(chu)(chu)。采用防爆(bao)型照明、通風(feng)(feng)設施。禁止使用易產生火花的機械設備(bei)和(he)工具。儲(chu)(chu)區應備(bei)有合適的材(cai)料收容(rong)泄(xie)漏物(wu)。