鍶(Strontium)是(shi)一種化(hua)學(xue)元素(su),元素(su)符號是(shi)Sr,被發現于(yu)1791-1792年間,英國化(hua)學(xue)家(jia)、醫生荷普(pu)研究礦石時,肯定其中含有一種新土,就從它(ta)的產(chan)地Strontian命名它(ta)為(wei)strontia(鍶土)。
鍶(si)是(shi)一種(zhong)銀白色帶黃色光(guang)澤(ze)的(de)(de)堿土金(jin)屬。是(shi)堿土金(jin)屬中豐度第二小的(de)(de)元素,僅次于鈹。單質可(ke)由電(dian)解熔(rong)融的(de)(de)氯化鍶(si)而制得。鍶(si)元素廣泛(fan)存在(zai)在(zai)土壤、海水(shui)中,是(shi)一種(zhong)微量元素,具有防止動脈硬化,防止血栓形(xing)成(cheng)的(de)(de)功能(neng)。用于制造合金(jin)、光(guang)電(dian)管、煙火、化學試劑等(deng)。同(tong)位素90鍶(si)有放射性(xing),半衰期是(shi)28.1年,可(ke)作β射線放射源。
鍶的(de)發現是(shi)從(cong)一(yi)種礦石(shi)(shi)開(kai)始的(de)。大約(yue)在1787年間,在歐洲一(yi)些(xie)展(zhan)覽會上展(zhan)出從(cong)英國(guo)蘇(su)格(ge)蘭(lan)恩特(te)朗蒂安地方的(de)鉛礦中采得的(de)一(yi)種礦石(shi)(shi)。一(yi)些(xie)化學家認(ren)為它(ta)是(shi)一(yi)種螢(ying)石(shi)(shi)。
1790年間英國醫生克勞福德分析(xi)研究了(le)這種(zhong)礦石,把它(ta)溶(rong)(rong)解(jie)在鹽(yan)酸中(zhong),獲得一(yi)種(zhong)氯化(hua)物(wu),在多(duo)方(fang)面和氯化(hua)鋇的(de)性質不(bu)同。這種(zhong)氯化(hua)物(wu)在水中(zhong)的(de)溶(rong)(rong)解(jie)度比氯化(hua)鋇大(da),在熱水中(zhong)的(de)溶(rong)(rong)解(jie)度又(you)比在冷水中(zhong)大(da)得多(duo),在溶(rong)(rong)于水后使溫度降低(di)的(de)效應較大(da)。它(ta)和氯化(hua)鋇的(de)結晶形(xing)也不(bu)同。他認為其中(zhong)可能存在一(yi)種(zhong)新土(氧化(hua)物(wu))。
此后不久(jiu),大約在(zai)1791~1792年間(jian),英(ying)國化(hua)學家、醫生荷普再次研究了這種礦石,明(ming)確它(ta)(ta)是碳酸鹽(yan),但是與碳酸鋇不同,肯定其中(zhong)(zhong)含(han)有(you)一種新土(tu),就從它(ta)(ta)的(de)產(chan)地Strontian命名它(ta)(ta)為(wei)strontia(鍶土(tu))。他指出(chu)鍶土(tu)比石灰和(he)重土(tu)更易吸收水分,它(ta)(ta)在(zai)水中(zhong)(zhong)的(de)溶解度(du)很(hen)大,且(qie)在(zai)熱水中(zhong)(zhong)的(de)比在(zai)冷水中(zhong)(zhong)溶解的(de)量大得多。并且(qie)他指出(chu)它(ta)(ta)的(de)化(hua)合物(wu)(wu)在(zai)火(huo)焰中(zhong)(zhong)呈洋紅色,而鋇的(de)化(hua)合物(wu)(wu)在(zai)火(huo)焰中(zhong)(zhong)呈現綠色。
這樣,在1789年(nian)拉瓦錫發(fa)表的元素表中就(jiu)沒有來得(de)及把鍶土(tu)排進去,戴維(wei)卻趕上了,在1808年(nian)利用電解(jie)法,從碳酸鍶中分離出金(jin)屬鍶,就(jiu)命名為(wei)strontium,元素符號為(wei)Sr。
世界范圍內(nei)的(de)土壤(rang)樣(yang)本都含(han)(han)有大約300mg/kg的(de)鍶(si)。輸入(ru)到海洋的(de)鍶(si)主(zhu)要(80%)是由于碳酸(suan)鹽(yan)、硫酸(suan)鹽(yan)的(de)風(feng)化(hua)。海水(shui)(shui)含(han)(han)有7mg/L的(de)鍶(si),相對于天(tian)青(qing)石沉淀來說,是不(bu)飽和(he)的(de)。Sr在鹽(yan)中(zhong)的(de)濃度為221μg/g。世界河(he)水(shui)(shui)的(de)鍶(si)/鈣(gai)比率是5×10-3,以河(he)水(shui)(shui)含(han)(han)鍶(si)68.5μg/L計(ji)算,排放(fang)到海水(shui)(shui)中(zhong)的(de)鍶(si)(至(zhi)少)是22噸/年。天(tian)青(qing)石組成了浮(fu)游生物棘谷蟲的(de)骨骼(灰燼中(zhong)有21.8%的(de)Sr)。有證據表明(ming),動物骨骼中(zhong)的(de)鍶(si)含(han)(han)量比人的(de)高。
鍶在(zai)地殼中(zhong)的(de)豐度為(wei)3.7×10-2%,最重要(yao)的(de)礦(kuang)物是天青(qing)石SrSO4和菱鍶礦(kuang)SrCO3。
鍶(si)在空氣中(zhong)加熱到熔點(dian)時立即燃燒,火(huo)焰呈紅色。自然界(jie)存在鍶(si)-84、鍶(si)-86、鍶(si)-87、鍶(si)-88四種穩定同位素,自然界(jie)中(zhong)的鍶(si)-90是(shi)鈾(you)-235的裂變(bian)產物,半(ban)衰期(qi)為(wei)28.1年。
外觀 銀白色的(de)(de),有光(guang)澤的(de)(de)金屬,屬立方晶系
質地 質軟
導電(dian)性 容(rong)易導電(dian)
傳熱(re)性 容易傳熱(re)
密度 2.54g/cm3
熔點 769℃
沸點 1384℃
原子體(ti)積(ji) 34.496cm3/mol
原子半徑(jing) 215pm
鍶的化學性質活潑,加(jia)熱到熔點(769℃)時可以燃燒(shao)生成氧化鍶(SrO),在(zai)加(jia)壓條件下(xia)跟氧氣化合生成過氧化鍶(SrO2)。
鍶(si)跟鹵素、硫、硒(xi)等(deng)容易化(hua)合,常溫時(shi)可以跟氮化(hua)合生成(cheng)氮化(hua)鍶(si)(Sr3N2),加熱(re)時(shi)跟氫化(hua)合生成(cheng)氫化(hua)鍶(si)(SrH2)。跟鹽酸、稀硫酸劇烈反(fan)應放出氫氣。
鍶(si)(si)在(zai)常溫(wen)下(xia)跟水反應生(sheng)成(cheng)氫氧(yang)化鍶(si)(si)和氫氣。鍶(si)(si)在(zai)空氣中(zhong)表面會(hui)被氧(yang)化成(cheng)黃色。由于鍶(si)(si)很活(huo)潑,應保存在(zai)煤油中(zhong)。
鍶是一種活潑金(jin)屬,化學性(xing)(xing)質與Ca或(huo)Ba類(lei)似。水(shui)溶性(xing)(xing)鍶鹽(yan)有(you)(you)SrX2,這里(li)X=Cl-,Br-,I-,NO2-,NO3-,ClO3-,ClO4-,BrO3-,CN-。含有(you)(you)C22-的SrC2和Sr3N2有(you)(you)顯著的離子(zi)性(xing)(xing)。不溶于(yu)水(shui)的Sr鹽(yan)有(you)(you)SrF2、SrSO3,SrSO4,SrMoO4,SrHP4,SrSeO4、SrB6等。
Pedersen發現的(de)多(duo)環醚,所謂的(de)冠(guan)狀化(hua)合(he)物,以(yi)及被(bei)Lehn等(deng)發現并稱為(wei)“穴狀配體”的(de)重阿扎聚氧化(hua)二環化(hua)合(he)物也會和Sr2+形(xing)成1:1的(de)化(hua)合(he)物.。
鍶(si)是堿土金屬中豐度第二小的(de)元素。在自然界(jie)主要以化合態存在,主要的(de)礦石(shi)有天青石(shi)(SrSO4),菱鍶(si)礦(SrCO3)。
不論是(shi)在(zai)用(yong)(yong)(yong)碳(tan)還原SrS然后反應的(de)(de)(de)(de)(de)制造(zao)(zao)(zao)過程(cheng)中(zhong)還是(shi)在(zai)蘇打處(chu)理過程(cheng)中(zhong),天青石(shi)都是(shi)制造(zao)(zao)(zao)SrCO3的(de)(de)(de)(de)(de)起始物(wu)質,由于碳(tan)酸鍶可以制造(zao)(zao)(zao)出其它Sr化合物(wu),用(yong)(yong)(yong)于提純制造(zao)(zao)(zao)陶瓷永磁(ci)體的(de)(de)(de)(de)(de)Zn(清除Pb和Cd),用(yong)(yong)(yong)作制造(zao)(zao)(zao)電視熒光屏,它是(shi)最重要的(de)(de)(de)(de)(de)Sr化合物(wu)。Sr(NO3)2用(yong)(yong)(yong)于煙火裝置,SrO用(yong)(yong)(yong)于鋁的(de)(de)(de)(de)(de)冶煉(lian),Sr、SrCl2用(yong)(yong)(yong)于修補牙齒。Sr(OH)2早已用(yong)(yong)(yong)于磨拉石(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)提純。
金屬鍶用于制(zhi)造合(he)金、光電管(guan)、照明燈。它的化合(he)物用于制(zhi)信號彈、煙(yan)火等。
鍶-90可(ke)做β射線(xian)的(de)放(fang)射源,對人(ren)體(ti)有相當(dang)大的(de)危(wei)害(hai),半衰期為(wei)28.1年,它在核(he)試驗中由鈾(you)產生(sheng),以粉塵的(de)形態(tai)被人(ren)體(ti)吸入,對人(ren)體(ti)產生(sheng)放(fang)射性傷害(hai)。
鍶(si)-87m因其會釋放(fang)γ射線而在醫學上有一定的應用。把鍶(si)-87m引(yin)入(ru)患者(zhe)體(ti)內,待(dai)骨(gu)骼吸收后,用輻射檢測器可(ke)測定其在人體(ti)骨(gu)骼中(zhong)(zhong)所(suo)處的位置(zhi),并確定人體(ti)中(zhong)(zhong)出(chu)現異常的情況(kuang)。鍶(si)-87m雖(sui)然(ran)半衰期(qi)只有2.8小時,但會很快從人體(ti)中(zhong)(zhong)排(pai)出(chu),因此,人體(ti)所(suo)受輻射量很小。
中國鍶原子(zi)(zi)光(guang)(guang)鐘(zhong):與現行的(de)銫(se)原子(zi)(zi)鐘(zhong)比較,中國鍶原子(zi)(zi)光(guang)(guang)鐘(zhong)具(ju)有實現更高準確度(du)的(de)潛力,被公認為下一代時間頻率基準。用光(guang)(guang)鐘(zhong)替代現行的(de)銫(se)原子(zi)(zi)噴泉鐘(zhong)來重新定義秒(miao),可以(yi)顯(xian)著提高衛(wei)星導航(hang)系統(tong)的(de)定位精度(du)。
工業(ye)上(shang)從天青(qing)石(shi)礦提(ti)取鍶(si)鹽。常用熱還原法,用鋁還原氧化鍶(si)制(zhi)(zhi)備金(jin)屬(shu)鍶(si),或電解熔融的氯(lv)化鍶(si)和(he)氯(lv)化鉀制(zhi)(zhi)備金(jin)屬(shu)鍶(si)。
放射性鍶進入人體后(hou)會導致癌癥。
鍶鹽工廠(chang)工人的膽堿酯酶(mei)、乙酰膽堿酯酶(mei)活性在職業暴(bao)露期間會被明顯削弱。
放(fang)射性90Sr存在于核爆(bao)炸的(de)輻射微塵中。由于鍶和(he)鈣性質相似,它是一種強烈的(de)污染源(yuan)。在IPCS-WHO的(de)環境健康標準(zhun)文獻中曾(ceng)概括了90Sr的(de)人(ren)放(fang)射性暴露(lu)。
英國的(de)Papworth研(yan)究了(le)Sr的(de)吸(xi)收(shou)和在骨骼中的(de)轉變。
澳大(da)利亞(ya)的鍶暴(bao)露工人(ren)尿液中(zhong)的濃度為0.5-5.0pCl/L(正常的是<2pCl/L)。
美國一項長達18年的(de)(de)對獵犬的(de)(de)90Sr終(zhong)生毒性研究(jiu)觀察到毒性和劑量(liang)有關(guan)。
哺乳動(dong)物(wu)對Sr的排泄模式隨物(wu)種不同而不同。對人類來(lai)說吸收的鍶(si)有(you)90%通過尿(niao)液排泄。
食物中的藻酸鈉會(hui)加(jia)速(su)老鼠(shu)對Sr的排泄。
只(zhi)有蘇(su)聯規定了Sr化合物的(de)TLV。對于Sr(NO3)2,SrO,Sr(OH)2浮質,建議的(de)極限是1mg Sr/m3。飲用水中允許(xu)的(de)忍耐(nai)極限是2mg Sr/L。
德(de)國沒有規定SrCrO4的(de)MAK值(zhi),但(dan)是建(jian)議(yi)的(de)技術(shu)指導濃度是0.1mg CrO3/m3。
沒有(you)發現文獻中有(you)正常血(xue)清鍶濃度值。Schroder和(he)Nason提出在全身的血(xue)中有(you)0.17mg的鍶。Biswas等研究(jiu)了(le)指(zhi)甲中的鍶濃度,一個澳大利亞小組測(ce)量了(le)骨骼中的鍶濃度(100-120mg Sr/kg)。牙齒表層(ceng)琺瑯的鍶濃度為(wei)300mg/kg,這(zhe)是由于飲用(yong)水(shui)中含有(you)鍶(0.02-34mg/L)。