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鋇(bei)（Barium），堿(jian)土(tu)金(jin)屬元(yuan)(yuan)素，化(hua)學元(yuan)(yuan)素符(fu)號Ba，在周期(qi)表中位于(yu)第(di)六周期(qi)ⅡA族，是一種柔(rou)軟的(de)有(you)銀白色光澤的(de)堿(jian)土(tu)金(jin)屬，是堿(jian)土(tu)金(jin)屬中最活潑的(de)元(yuan)(yuan)素。元(yuan)(yuan)素名來源于(yu)希臘文(wen)βαρ??（barys），原(yuan)意是“重的(de)”。

由(you)于鋇(bei)(bei)(bei)(bei)的化學性質十分(fen)活潑，從來沒有在自然界(jie)中發現鋇(bei)(bei)(bei)(bei)單(dan)質。鋇(bei)(bei)(bei)(bei)在自然界(jie)中最常見的礦(kuang)物是重晶石（硫酸鋇(bei)(bei)(bei)(bei)）和毒重石（碳酸鋇(bei)(bei)(bei)(bei)），二者皆不(bu)溶于水。鋇(bei)(bei)(bei)(bei)在1774年(nian)被確認為一個(ge)新元(yuan)素，但直到(dao)1808年(nian)電(dian)解法發明(ming)不(bu)久后(hou)才(cai)被歸納為金屬元(yuan)素。鋇(bei)(bei)(bei)(bei)的化合物用(yong)于制造(zao)煙火中的綠(lv)色（以焰色反應為原理(li)）。

電解(jie)熔融的氯(lv)化鋇(bei)(bei)或用鋁(lv)還原氯(lv)化鋇(bei)(bei)，可制得(de)金(jin)屬鋇(bei)(bei)。

研究歷史

堿土金屬的(de)(de)硫化物(wu)具有磷光(guang)現象，即它們受到光(guang)的(de)(de)照射后在黑暗中會繼(ji)續(xu)發(fa)光(guang)一段時間。鋇的(de)(de)化合物(wu)正(zheng)是因這一特性而(er)開(kai)始被人們注(zhu)意。

1602年意大利波羅拉（Bologna，現(xian)稱博洛尼亞）城一(yi)位制鞋工人卡西奧勞羅將(jiang)一(yi)種(zhong)含硫酸鋇的(de)(de)重晶石(shi)與可燃物質一(yi)起(qi)焙燒后(hou)，發(fa)現(xian)它在黑暗中可以發(fa)光，這引起(qi)了(le)當時學者們的(de)(de)興趣。后(hou)來這種(zhong)石(shi)頭被稱為波羅拉石(shi)，并(bing)引起(qi)了(le)歐洲化學家分析研究的(de)(de)興趣。

1774年瑞典化(hua)(hua)學家舍(she)勒(le)（C.W.Scheele）發現(xian)氧(yang)化(hua)(hua)鋇是一(yi)種(zhong)比重(zhong)大的新土，稱之為“Baryta”（重(zhong)土）。

1774年(nian)(nian)，舍勒認為這種石頭是一(yi)種新土(tu)（氧化物(wu)）和硫酸(suan)結合成的，1776年(nian)(nian)他加熱這一(yi)新土(tu)的硝酸(suan)鹽，獲得純凈的土(tu)（氧化物(wu)）。

1808年英國(guo)化學(xue)家戴(dai)維（H.Davy）用汞(gong)作陰極，鉑作陽極，電解重晶石（BaSO4）制得鋇汞(gong)齊，經蒸餾去汞(gong)后，得到一種純度不高的金屬(shu)，并以希(xi)臘(la)文barys（重）命名。元(yuan)素(su)符號定為(wei)Ba，稱(cheng)為(wei)鋇。

含量分布

鋇，和其它(ta)堿土金屬一樣，在(zai)地(di)球上到處都有分布(bu)：在(zai)地(di)殼上部的含量(liang)是0.026%，而(er)在(zai)地(di)殼中的平均值(zhi)是0.022%。鋇主要(yao)以重(zhong)晶石形式存在(zai)，以硫酸鹽(yan)或碳酸鹽(yan)形式存在(zai)。

自(zi)然界鋇的主要礦物為重晶石（BaSO4）和毒重石（BaCO3）。重晶石礦床(chuang)分布(bu)很(hen)廣(guang)，中國的湖(hu)南、廣(guang)西、山東等(deng)地都有較大的礦床(chuang)。

元素在太陽(yang)中的(de)含量(liang) 0.01(ppm)

元素在海水中的(de)含(han)量 0.0047(ppm)

地殼中含量 500(ppm)

物理性質

基本性質

鋇(bei)是銀白色金屬(shu)，熔點725°C，沸點1846°C，密度3.51g/cm3，有(you)延展性(xing)。鋇(bei)的主要礦石(shi)是重晶石(shi)和毒重石(shi)。

原子序數 56

質子數 56

原子體積 39.24cm3/mol

沸點 1846℃

熔點 725℃

密度 3.51g/cm3

原(yuan)子量 137.327

電離(li)能(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

晶體(ti)結構：晶胞(bao)為體(ti)心立方晶胞(bao)，每個晶胞(bao)含有(you)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)(bei)混合(he)了鋇(bei)(bei)(bei)-138（71.66%）、鋇(bei)(bei)(bei)-137（11.32%）、鋇(bei)(bei)(bei)-136（7.81%）、鋇(bei)(bei)(bei)-135（6.59%）、鋇(bei)(bei)(bei)-134（2.42%）、鋇(bei)(bei)(bei)-130（0.101%）、鋇(bei)(bei)(bei)-132（0.097%）7種穩定(ding)的同(tong)位(wei)素。

化學性質

基本性質

鋇(bei)是一種化學(xue)元(yuan)素。化學(xue)符號Ba，原(yuan)子(zi)序數56，屬(shu)周(zhou)期(qi)系ⅡA族(zu)，為堿(jian)土(tu)金屬(shu)的(de)成員。鋇(bei)的(de)化學(xue)活(huo)性(xing)(xing)很大，在堿(jian)土(tu)金屬(shu)中(zhong)是最(zui)為活(huo)潑(po)的(de)。從電(dian)勢以(yi)及電(dian)離能可以(yi)看出，鋇(bei)單質具有很強(qiang)的(de)還(huan)原(yuan)性(xing)(xing)，事(shi)實(shi)上若只考(kao)慮(lv)失去第一個電(dian)子(zi)的(de)情況，鋇(bei)在水(shui)中(zhong)的(de)還(huan)原(yuan)性(xing)(xing)是最(zui)強(qiang)的(de)，但鋇(bei)失去第二個電(dian)子(zi)相對困難，所以(yi)綜合(he)考(kao)慮(lv)，鋇(bei)的(de)還(huan)原(yuan)性(xing)(xing)會下降不少。即(ji)使如此，它也是酸性(xing)(xing)溶液中(zhong)最(zui)活(huo)潑(po)的(de)金屬(shu)之一，僅次于鋰，銫，銣與鉀。

所屬周期 6

所(suo)屬族數(shu) IIA

電子層分(fen)布 2-8-18-18-8-2

氧化態 0+2

外圍電子排布(bu) 6s2

主要化合物

氧化鋇

鋇(bei)在空(kong)氣中緩慢氧(yang)化，生成氧(yang)化鋇(bei)，氧(yang)化鋇(bei)為無(wu)色立方晶體。溶于(yu)酸，不溶于(yu)丙酮和氨(an)水。與(yu)水作(zuo)用成氫氧(yang)化鋇(bei)，有毒。燃燒時則發出綠色火焰，生成過(guo)氧(yang)化鋇(bei)。

氫氧化鋇

鋇(bei)(bei)與水(shui)反應(ying)，生成氫(qing)氧化(hua)鋇(bei)(bei)與氫(qing)氣，由于(yu)氫(qing)氧化(hua)鋇(bei)(bei)的(de)溶解度(du)不大，且鋇(bei)(bei)的(de)升華能較(jiao)高(gao)，所以(yi)反應(ying)不如堿金屬那樣劇(ju)烈，生成的(de)氫(qing)氧化(hua)鋇(bei)(bei)會(hui)遮蓋(gai)住(zhu)視線。

氨基鋇

鋇(bei)能溶于液(ye)(ye)氨(an)，生(sheng)成(cheng)具有順磁(ci)性(xing)的(de)、導電的(de)藍色溶液(ye)(ye)，其本質是形成(cheng)了氨(an)合電子(zi)(zi)。在長(chang)時間(jian)放(fang)置(zhi)后，氨(an)中(zhong)的(de)氫會被氨(an)合電子(zi)(zi)還原(yuan)成(cheng)氫氣，總反應(ying)為鋇(bei)與液(ye)(ye)氨(an)反應(ying)生(sheng)成(cheng)氨(an)基(ji)鋇(bei)與氫氣。

硫酸鋇

化學性質穩定，硫酸(suan)鋇溶于水的部分全部電離，為強(qiang)電解質。硫酸(suan)鋇不溶于稀硝酸(suan)。主要用作胃腸道造影劑。

應用領域

工業用途

用于(yu)(yu)制鋇鹽、合(he)金(jin)(jin)、焰火、核反應堆等(deng)，也是(shi)精(jing)(jing)煉(lian)銅時的優良除氧劑(ji)。廣泛用于(yu)(yu)合(he)金(jin)(jin)，有鉛、鈣、鎂、鈉、鋰、鋁及鎳等(deng)合(he)金(jin)(jin)。金(jin)(jin)屬(shu)鋇可用作除去(qu)真空管和(he)顯像管痕量氣體的消氣劑(ji)、精(jing)(jing)煉(lian)金(jin)(jin)屬(shu)的脫氣劑(ji)。

硝酸鋇與(yu)氯酸鉀(jia)、鎂(mei)粉、松香混合，可以用(yong)來制(zhi)造信號彈與(yu)煙火。

可(ke)溶(rong)性的鋇(bei)化合物(wu)常(chang)用(yong)(yong)作殺(sha)蟲劑，比(bi)如氯化鋇(bei)，以防治多種植物(wu)害蟲。也可(ke)用(yong)(yong)于(yu)精制電(dian)解法制燒堿的鹽(yan)水和鍋爐用(yong)(yong)水。也用(yong)(yong)于(yu)制備顏料。紡(fang)織工業(ye)和皮革(ge)工業(ye)用(yong)(yong)作媒染劑和人造(zao)絲消光劑。

醫療用途

硫(liu)(liu)酸鋇(bei)是X線檢(jian)(jian)查輔助(zhu)用(yong)藥。無嗅無味的(de)白(bai)色粉末，X線檢(jian)(jian)查中在體(ti)內(nei)可(ke)提供陽性對(dui)比的(de)物(wu)質。醫用(yong)硫(liu)(liu)酸鋇(bei)在胃腸道(dao)(dao)內(nei)不吸(xi)收，也(ye)沒有過(guo)敏反(fan)應(ying)，其中不含(han)有氯化(hua)鋇(bei)、硫(liu)(liu)化(hua)鋇(bei)和碳酸鋇(bei)等可(ke)溶性鋇(bei)化(hua)合物(wu)。主要用(yong)于胃腸道(dao)(dao)造影(ying)，偶用(yong)于其他(ta)目的(de)檢(jian)(jian)查。

制備方法

工業(ye)上制取金屬鋇分為制取氧化鋇和(he)金屬熱(re)還(huan)原（鋁熱(re)還(huan)原）兩個步驟。在1000～1200℃，用(yong)金屬鋁還(huan)原氧化鋇，可制得(de)金屬鋇，再(zai)用(yong)真(zhen)空蒸餾法提(ti)純。

單質鋇的制備：

1）電解熔(rong)融(rong)的BaCl2。

2）在真(zhen)空中用Al或Si在147K下還原BaO或BaCl2。

3）鋇的氮化(hua)物(wu)熱分解。

鋁熱還(huan)原法生產金屬鋇(bei)：

因配(pei)料比不同，鋁還原氧(yang)化鋇(bei)的反(fan)應可能有兩種(zhong)，反(fan)應式為：

6BaO+2Al→3BaO·Al2O3+3Ba↑

或：4BaO+2Al→BaO·Al2O3+3Ba↑

這兩種反應(ying)(ying)(ying)在1000～1200℃時，都只能(neng)生成少量的鋇，因(yin)此(ci)，必須(xu)用真空泵(beng)將鋇蒸(zheng)氣(qi)不(bu)斷地從反應(ying)(ying)(ying)區(qu)(qu)轉移到(dao)冷凝區(qu)(qu)，反應(ying)(ying)(ying)才能(neng)不(bu)斷向右進行(xing)。反應(ying)(ying)(ying)后的殘渣有毒，需(xu)經處理才能(neng)棄去。

安全措施

健康危害

鋇(bei)(bei)對(dui)人(ren)類來(lai)說不(bu)是(shi)(shi)必需元(yuan)素是(shi)(shi)有(you)毒(du)元(yuan)素，食入可(ke)溶(rong)性(xing)鋇(bei)(bei)化合(he)物會(hui)引起鋇(bei)(bei)中毒(du)。假定成年人(ren)的(de)(de)(de)平均體重是(shi)(shi)70kg，他體內(nei)的(de)(de)(de)鋇(bei)(bei)總量(liang)大(da)約是(shi)(shi)16mg。誤服(fu)鋇(bei)(bei)鹽(yan)(yan)后(hou)，鋇(bei)(bei)鹽(yan)(yan)會(hui)被水(shui)和胃酸溶(rong)解(jie)，這導致了許多中毒(du)事(shi)件(jian)和一(yi)些死(si)亡事(shi)件(jian)的(de)(de)(de)發(fa)生。中毒(du)癥(zheng)狀有(you)嘔吐、絞痛、腹瀉、心跳變緩且不(bu)規律(lv)、短暫的(de)(de)(de)血(xue)(xue)壓(ya)升高、痙攣性(xing)的(de)(de)(de)震顫和肌肉麻痹。氯化鋇(bei)(bei)的(de)(de)(de)LD50曾被假定為大(da)約1g/kg。在(zai)攝入數小時后(hou)或數天(tian)(tian)后(hou)會(hui)死(si)亡。鋇(bei)(bei)會(hui)在(zai)血(xue)(xue)漿(jiang)中形(xing)成蛋白質加(jia)合(he)物，在(zai)骨骼中沉積的(de)(de)(de)鋇(bei)(bei)占(zhan)鋇(bei)(bei)總量(liang)的(de)(de)(de)65%。鋇(bei)(bei)在(zai)骨骼中的(de)(de)(de)半衰期大(da)約是(shi)(shi)50天(tian)(tian)。鋇(bei)(bei)的(de)(de)(de)毒(du)性(xing)和它抑制(zhi)K+離子以及(ji)它與硫(liu)酸鹽(yan)(yan)反應(ying)有(you)關。人(ren)注射的(de)(de)(de)氯化鋇(bei)(bei)的(de)(de)(de)吸收量(liang)高達60-80%，而(er)對(dui)口服(fu)的(de)(de)(de)氯化鋇(bei)(bei)的(de)(de)(de)吸收量(liang)只(zhi)有(you)10-30%。

急性(xing)鋇(bei)(bei)(bei)鹽中毒(du)癥狀(zhuang)(zhuang)：急性(xing)鋇(bei)(bei)(bei)鹽中毒(du)臨床比較少見，多(duo)為誤(wu)服。凡在(zai)水或稀鹽酸中可溶解的鋇(bei)(bei)(bei)化(hua)(hua)合物均具毒(du)性(xing)，包括氯化(hua)(hua)鋇(bei)(bei)(bei)、碳(tan)酸鋇(bei)(bei)(bei)、氫(qing)氧化(hua)(hua)鋇(bei)(bei)(bei)、硝酸鋇(bei)(bei)(bei)、醋酸鋇(bei)(bei)(bei)、硫(liu)化(hua)(hua)鋇(bei)(bei)(bei)、氧化(hua)(hua)鋇(bei)(bei)(bei)等。鋇(bei)(bei)(bei)鹽中毒(du)主(zhu)要(yao)表現為胃(wei)腸(chang)道刺激癥狀(zhuang)(zhuang)和(he)低(di)鉀癥候群，如(ru)惡心、嘔吐、腹(fu)痛、腹(fu)瀉、四(si)肢軟癱(tan)、心肌(ji)受累、呼吸(xi)肌(ji)麻(ma)痹(bi)等。因(yin)該類(lei)患者(zhe)多(duo)有(you)嘔吐、腹(fu)痛、腹(fu)瀉等胃(wei)腸(chang)道癥狀(zhuang)(zhuang)而易(yi)誤(wu)診(zhen)，集(ji)體(ti)發病時易(yi)誤(wu)診(zhen)為食物中毒(du)，單(dan)發時則易(yi)誤(wu)診(zhen)為急性(xing)胃(wei)腸(chang)炎(yan)。

即使發(fa)現(xian)了低鉀(jia)(jia)血癥，也常認為是嘔吐、腹瀉造(zao)成(cheng)的(de)體液鉀(jia)(jia)丟失(shi)所(suo)(suo)致(zhi)，而(er)(er)(er)未能引(yin)起足夠重(zhong)視(shi)。但(dan)需注意的(de)是此類患者的(de)低鉀(jia)(jia)血癥比較(jiao)嚴(yan)重(zhong)，與其(qi)體液鉀(jia)(jia)丟失(shi)的(de)量(liang)不(bu)相平行(xing)(xing)，所(suo)(suo)以臨床(chuang)上(shang)遇到原(yuan)因(yin)不(bu)明的(de)迅速發(fa)展的(de)低鉀(jia)(jia)血癥，同時(shi)(shi)有胃(wei)腸(chang)道癥狀而(er)(er)(er)用(yong)胃(wei)腸(chang)炎不(bu)能解(jie)釋者，應想到有急性(xing)鋇(bei)鹽中(zhong)(zhong)毒(du)(du)的(de)可(ke)能，可(ke)將嘔吐物或(huo)食(shi)物行(xing)(xing)毒(du)(du)物分析，如發(fa)現(xian)鋇(bei)鹽含量(liang)高可(ke)得(de)到確診。口服氯化鋇(bei)的(de)中(zhong)(zhong)毒(du)(du)量(liang)為0.2～0.5g，致(zhi)死量(liang)為0.8～4.0g。鋇(bei)中(zhong)(zhong)毒(du)(du)引(yin)起低鉀(jia)(jia)血癥的(de)可(ke)能機制：鋇(bei)中(zhong)(zhong)毒(du)(du)時(shi)(shi)，細(xi)胞膜(mo)上(shang)的(de)Na+-K+-ATP酶繼(ji)續(xu)活(huo)動，故細(xi)胞外液中(zhong)(zhong)的(de)鉀(jia)(jia)不(bu)斷進入細(xi)胞，但(dan)鉀(jia)(jia)從細(xi)胞內(nei)流出(chu)的(de)孔道被(bei)特(te)異(yi)地阻斷，因(yin)而(er)(er)(er)發(fa)生低鉀(jia)(jia)血癥。急性(xing)鋇(bei)鹽中(zhong)(zhong)毒(du)(du)的(de)治療(liao)首要是洗胃(wei)，洗胃(wei)液可(ke)以選(xuan)用(yong)2%～5%硫(liu)酸(suan)鎂或(huo)硫(liu)酸(suan)鈉，解(jie)毒(du)(du)劑可(ke)選(xuan)用(yong)硫(liu)酸(suan)鈉或(huo)硫(liu)代硫(liu)酸(suan)鈉，同時(shi)(shi)積極糾正低鉀(jia)(jia)血癥，有心律(lv)失(shi)常者應用(yong)抗心律(lv)失(shi)常藥(yao)物，呼吸困難時(shi)(shi)給(gei)予氧療(liao)，必(bi)要時(shi)(shi)人工呼吸。

危害防治

泄漏應急處理

隔離泄漏污(wu)染區，限制出入(ru)。切斷火源(yuan)。建議應(ying)急(ji)處理人員戴自吸(xi)過濾式(shi)防塵口罩，穿消(xiao)防防護(hu)服。不要直接接觸泄漏物(wu)。小(xiao)量(liang)泄漏：避免(mian)揚塵，用潔凈的鏟子收(shou)集于(yu)干燥、潔凈、有蓋(gai)的容(rong)器中。轉移回(hui)收(shou)。大(da)量(liang)泄漏：用塑料布、帆布覆蓋(gai)，減少(shao)飛散(san)。使用無火花工具轉移回(hui)收(shou)。

防護措施

呼(hu)吸系統防(fang)護：一般(ban)不需要(yao)特殊防(fang)護，但建議(yi)特殊情況下，佩戴自吸過濾式防(fang)塵口罩。

眼(yan)睛(jing)防護(hu)：戴化學(xue)安全防護(hu)眼(yan)鏡。

身(shen)體防護：穿化學(xue)防護服。

手(shou)防護：戴橡膠(jiao)手(shou)套。

其它：工作現場嚴禁(jin)吸煙。注意個人清潔衛(wei)生。

應急措施

皮膚接觸：脫去被污染的(de)衣著(zhu)，用(yong)肥(fei)皂(zao)水和清水徹底沖洗皮膚。

眼(yan)睛接觸：提起(qi)眼(yan)瞼，用(yong)流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。

吸入：迅速脫離(li)現場至空氣(qi)新鮮處。保持(chi)呼(hu)吸道通暢。如(ru)呼(hu)吸困難，給輸(shu)氧。如(ru)呼(hu)吸停止(zhi)，立即進行人工呼(hu)吸。就醫(yi)。

食入：飲足量(liang)溫(wen)水，催吐，用(yong)2%-5%硫酸鈉(na)溶液洗胃(wei)，導(dao)瀉。就醫。

滅火方法：不可(ke)用水、泡沫、二氧化碳、鹵(lu)化烴(如1211滅火劑)等(deng)滅火。須用干(gan)(gan)燥石墨粉或其它干(gan)(gan)粉(如干(gan)(gan)砂)滅火。

儲存方法

儲(chu)存(cun)于陰涼、通(tong)風(feng)的(de)庫(ku)房。遠(yuan)離火種、熱源(yuan)。相對濕度保持在75%以下。包裝(zhuang)要求密封(feng)，不可與空氣接觸(chu)。應與氧化(hua)劑、酸類(lei)、堿類(lei)等分開存(cun)放，切(qie)忌混(hun)儲(chu)。采用(yong)防爆型照明、通(tong)風(feng)設施(shi)。禁止使(shi)用(yong)易產生火花(hua)的(de)機械設備和工具。儲(chu)區應備有合適(shi)的(de)材料收容泄(xie)漏物。