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鋇(bei)（Barium），堿(jian)土(tu)(tu)金(jin)屬(shu)元素(su)，化學(xue)元素(su)符號Ba，在周期(qi)表中位于(yu)第六周期(qi)ⅡA族，是一(yi)種柔軟的(de)有銀白色光澤的(de)堿(jian)土(tu)(tu)金(jin)屬(shu)，是堿(jian)土(tu)(tu)金(jin)屬(shu)中最活潑的(de)元素(su)。元素(su)名來源于(yu)希臘文βαρ??（barys），原意(yi)是“重的(de)”。

由于鋇(bei)的化學(xue)性質(zhi)十分活潑(po)，從(cong)來沒有(you)在自然界中發(fa)現鋇(bei)單質(zhi)。鋇(bei)在自然界中最常見的礦物是重晶石(shi)（硫酸(suan)鋇(bei)）和毒(du)重石(shi)（碳酸(suan)鋇(bei)），二者皆不溶于水。鋇(bei)在1774年(nian)被確認為(wei)(wei)(wei)一個新元素(su)，但直到(dao)1808年(nian)電解法發(fa)明不久(jiu)后才被歸(gui)納為(wei)(wei)(wei)金屬(shu)元素(su)。鋇(bei)的化合物用(yong)于制造(zao)煙(yan)火中的綠(lv)色(se)（以焰色(se)反應為(wei)(wei)(wei)原理）。

電解熔融(rong)的氯化(hua)鋇(bei)或用(yong)鋁還(huan)原氯化(hua)鋇(bei)，可(ke)制得金(jin)屬鋇(bei)。

研究歷史

堿土金屬的(de)硫(liu)化(hua)物具有磷(lin)光(guang)(guang)(guang)現(xian)象，即它(ta)們受到光(guang)(guang)(guang)的(de)照射后在黑暗中會繼續發光(guang)(guang)(guang)一段時(shi)間。鋇的(de)化(hua)合物正是因這一特性而(er)開始被(bei)人們注意。

1602年意大(da)利波(bo)羅拉（Bologna，現稱博洛尼亞）城一(yi)位(wei)制鞋工人卡西(xi)奧勞羅將(jiang)一(yi)種含硫酸鋇的重晶石與可燃(ran)物(wu)質一(yi)起(qi)(qi)焙燒后，發現它(ta)在黑暗中可以發光(guang)，這引起(qi)(qi)了(le)(le)當時學者們(men)的興趣。后來這種石頭被稱為(wei)波(bo)羅拉石，并引起(qi)(qi)了(le)(le)歐洲(zhou)化學家(jia)分析研究(jiu)的興趣。

1774年瑞(rui)典化(hua)學(xue)家(jia)舍勒（C.W.Scheele）發(fa)現氧化(hua)鋇是一種(zhong)比重(zhong)大(da)的新土(tu)，稱之為“Baryta”（重(zhong)土(tu)）。

1774年，舍勒認為這(zhe)種石頭是(shi)一(yi)種新土(tu)（氧化(hua)(hua)物）和(he)硫酸結合成的(de)，1776年他加熱這(zhe)一(yi)新土(tu)的(de)硝酸鹽，獲得(de)純(chun)凈的(de)土(tu)（氧化(hua)(hua)物）。

1808年英國(guo)化學家(jia)戴維（H.Davy）用汞作陰極(ji)，鉑作陽極(ji)，電解重晶石（BaSO4）制(zhi)得(de)鋇汞齊，經蒸餾去(qu)汞后，得(de)到一種(zhong)純度不高(gao)的金屬，并以希臘文barys（重）命名。元素符號定為(wei)(wei)Ba，稱為(wei)(wei)鋇。

含量分布

鋇(bei)，和其它堿土(tu)金(jin)屬一樣，在(zai)地球上到(dao)處都有分布：在(zai)地殼(ke)上部的含(han)量是0.026%，而在(zai)地殼(ke)中的平均值(zhi)是0.022%。鋇(bei)主要以重晶石形式存(cun)在(zai)，以硫酸(suan)鹽或碳酸(suan)鹽形式存(cun)在(zai)。

自然界鋇的(de)主要(yao)礦物為(wei)重(zhong)晶(jing)石(shi)（BaSO4）和(he)毒重(zhong)石(shi)（BaCO3）。重(zhong)晶(jing)石(shi)礦床分布很廣(guang)，中(zhong)國(guo)的(de)湖南、廣(guang)西、山東等地都有(you)較大的(de)礦床。

元素在(zai)太陽中的含量 0.01(ppm)

元素(su)在海水中的含量 0.0047(ppm)

地殼中含量 500(ppm)

物理性質

基本性質

鋇是銀白色金(jin)屬(shu)，熔點725°C，沸點1846°C，密度3.51g/cm3，有延展性。鋇的主要礦石(shi)是重晶石(shi)和(he)毒重石(shi)。

原子序數 56

質子數 56

原子(zi)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(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：晶(jing)胞(bao)為體心立方晶(jing)胞(bao)，每(mei)個晶(jing)胞(bao)含(han)有2個金屬原子。

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(ran)鋇(bei)(bei)混(hun)合(he)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(tong)位(wei)素(su)。

化學性質

基本性質

鋇(bei)是(shi)一種化學元素。化學符號Ba，原子(zi)序數56，屬(shu)周期系ⅡA族，為(wei)堿土金(jin)屬(shu)的(de)(de)成員。鋇(bei)的(de)(de)化學活性(xing)(xing)(xing)很大，在堿土金(jin)屬(shu)中是(shi)最為(wei)活潑(po)的(de)(de)。從(cong)電(dian)勢以及電(dian)離能可以看出(chu)，鋇(bei)單質(zhi)具(ju)有很強的(de)(de)還原性(xing)(xing)(xing)，事實上若只考慮(lv)(lv)失去(qu)第(di)一個(ge)電(dian)子(zi)的(de)(de)情況(kuang)，鋇(bei)在水中的(de)(de)還原性(xing)(xing)(xing)是(shi)最強的(de)(de)，但鋇(bei)失去(qu)第(di)二個(ge)電(dian)子(zi)相(xiang)對困難，所以綜(zong)合考慮(lv)(lv)，鋇(bei)的(de)(de)還原性(xing)(xing)(xing)會下(xia)降不(bu)少。即使如此，它也是(shi)酸性(xing)(xing)(xing)溶(rong)液(ye)中最活潑(po)的(de)(de)金(jin)屬(shu)之一，僅次(ci)于鋰，銫，銣與(yu)鉀。

所屬周期 6

所屬族數 IIA

電(dian)子層分布(bu) 2-8-18-18-8-2

氧化態 0+2

外圍電子排布 6s2

主要化合物

氧化鋇

鋇在(zai)空(kong)氣中緩(huan)慢氧(yang)化，生成氧(yang)化鋇，氧(yang)化鋇為無色立方晶體。溶于(yu)酸，不溶于(yu)丙酮和氨水。與水作用成氫氧(yang)化鋇，有毒。燃燒(shao)時則發出綠色火焰，生成過氧(yang)化鋇。

氫氧化鋇

鋇(bei)與水反應，生(sheng)(sheng)成氫(qing)氧化(hua)鋇(bei)與氫(qing)氣，由(you)于(yu)氫(qing)氧化(hua)鋇(bei)的(de)溶解度不大，且鋇(bei)的(de)升(sheng)華(hua)能(neng)較(jiao)高，所(suo)以反應不如堿金屬那樣劇(ju)烈，生(sheng)(sheng)成的(de)氫(qing)氧化(hua)鋇(bei)會遮蓋住視線。

氨基鋇

鋇能溶(rong)(rong)于液氨，生(sheng)成(cheng)具有順磁性(xing)的、導(dao)電(dian)的藍色溶(rong)(rong)液，其本質是形成(cheng)了氨合電(dian)子。在長時間放置后(hou)，氨中的氫(qing)(qing)會被(bei)氨合電(dian)子還原成(cheng)氫(qing)(qing)氣，總(zong)反(fan)應為鋇與液氨反(fan)應生(sheng)成(cheng)氨基(ji)鋇與氫(qing)(qing)氣。

硫酸鋇

化學性質(zhi)(zhi)穩定，硫酸(suan)鋇(bei)溶于水(shui)的部分(fen)全部電離，為強電解質(zhi)(zhi)。硫酸(suan)鋇(bei)不溶于稀硝酸(suan)。主要用作(zuo)胃(wei)腸道造影劑。

應用領域

工業用途

用于(yu)制鋇(bei)鹽、合金、焰火(huo)、核反應堆等(deng)，也(ye)是精(jing)煉銅(tong)時的(de)(de)優良(liang)除氧劑。廣泛用于(yu)合金，有鉛、鈣、鎂、鈉(na)、鋰、鋁及鎳等(deng)合金。金屬(shu)鋇(bei)可用作除去真(zhen)空(kong)管和顯(xian)像管痕量氣(qi)體的(de)(de)消氣(qi)劑、精(jing)煉金屬(shu)的(de)(de)脫氣(qi)劑。

硝(xiao)酸(suan)鋇與(yu)氯酸(suan)鉀、鎂粉(fen)、松香混合，可(ke)以用來制造信號彈與(yu)煙火。

可溶性的(de)鋇(bei)化合物常用作(zuo)殺蟲劑(ji)，比(bi)如(ru)氯化鋇(bei)，以防治多(duo)種(zhong)植物害蟲。也可用于精制電解(jie)法制燒(shao)堿的(de)鹽水和鍋爐(lu)用水。也用于制備顏料(liao)。紡(fang)織工業和皮(pi)革工業用作(zuo)媒(mei)染劑(ji)和人造絲消光(guang)劑(ji)。

醫療用途

硫(liu)酸鋇(bei)是X線檢(jian)(jian)查(cha)輔助(zhu)用(yong)(yong)藥。無(wu)(wu)嗅(xiu)無(wu)(wu)味的(de)白色粉(fen)末，X線檢(jian)(jian)查(cha)中在體內可(ke)提供(gong)陽(yang)性(xing)對比的(de)物質(zhi)。醫用(yong)(yong)硫(liu)酸鋇(bei)在胃腸(chang)道(dao)內不吸收，也沒有過敏反應，其(qi)中不含有氯化鋇(bei)、硫(liu)化鋇(bei)和碳酸鋇(bei)等可(ke)溶性(xing)鋇(bei)化合物。主要用(yong)(yong)于胃腸(chang)道(dao)造(zao)影，偶用(yong)(yong)于其(qi)他(ta)目的(de)檢(jian)(jian)查(cha)。

制備方法

工業上制(zhi)取(qu)金屬(shu)鋇分為制(zhi)取(qu)氧(yang)化鋇和金屬(shu)熱還原（鋁熱還原）兩個(ge)步(bu)驟。在1000～1200℃，用金屬(shu)鋁還原氧(yang)化鋇，可制(zhi)得(de)金屬(shu)鋇，再用真空蒸餾法提純。

單質鋇的制備：

1）電解熔融的(de)BaCl2。

2）在(zai)真空中用(yong)Al或Si在(zai)147K下(xia)還(huan)原BaO或BaCl2。

3）鋇的氮(dan)化物熱(re)分解。

鋁熱還(huan)原法生產金屬鋇：

因配料(liao)比(bi)不同，鋁還原氧化鋇的反應(ying)可能有兩種(zhong)，反應(ying)式(shi)為：

6BaO+2Al→3BaO·Al2O3+3Ba↑

或：4BaO+2Al→BaO·Al2O3+3Ba↑

這兩種反應(ying)在1000～1200℃時，都只能(neng)生(sheng)成少量的鋇，因此，必須用真空泵將鋇蒸氣不斷(duan)地從反應(ying)區(qu)轉移到冷凝(ning)區(qu)，反應(ying)才能(neng)不斷(duan)向右進(jin)行。反應(ying)后的殘(can)渣有毒，需經處理才能(neng)棄(qi)去。

安全措施

健康危害

鋇(bei)對人類來說(shuo)不是(shi)(shi)必需元(yuan)素是(shi)(shi)有(you)毒(du)元(yuan)素，食入(ru)可(ke)溶(rong)性(xing)鋇(bei)化(hua)(hua)合物會(hui)引起鋇(bei)中毒(du)。假定(ding)成(cheng)年人的(de)(de)平均體(ti)重是(shi)(shi)70kg，他體(ti)內(nei)的(de)(de)鋇(bei)總量大約是(shi)(shi)16mg。誤服鋇(bei)鹽后，鋇(bei)鹽會(hui)被水和(he)(he)胃(wei)酸(suan)溶(rong)解，這(zhe)導致了許多中毒(du)事(shi)件(jian)和(he)(he)一些死(si)(si)亡事(shi)件(jian)的(de)(de)發(fa)生。中毒(du)癥狀有(you)嘔(ou)吐、絞痛(tong)、腹瀉、心跳變(bian)緩且不規律(lv)、短暫的(de)(de)血(xue)壓升高、痙攣性(xing)的(de)(de)震顫和(he)(he)肌(ji)肉(rou)麻(ma)痹(bi)。氯化(hua)(hua)鋇(bei)的(de)(de)LD50曾被假定(ding)為大約1g/kg。在攝(she)入(ru)數(shu)小時后或數(shu)天后會(hui)死(si)(si)亡。鋇(bei)會(hui)在血(xue)漿中形(xing)成(cheng)蛋白質加合物，在骨(gu)骼中沉積的(de)(de)鋇(bei)占鋇(bei)總量的(de)(de)65%。鋇(bei)在骨(gu)骼中的(de)(de)半(ban)衰期大約是(shi)(shi)50天。鋇(bei)的(de)(de)毒(du)性(xing)和(he)(he)它抑制(zhi)K+離子以及它與硫酸(suan)鹽反應有(you)關。人注射的(de)(de)氯化(hua)(hua)鋇(bei)的(de)(de)吸(xi)收量高達(da)60-80%，而對口(kou)服的(de)(de)氯化(hua)(hua)鋇(bei)的(de)(de)吸(xi)收量只有(you)10-30%。

急性(xing)(xing)(xing)鋇(bei)(bei)(bei)鹽(yan)中(zhong)毒癥(zheng)(zheng)狀(zhuang)(zhuang)：急性(xing)(xing)(xing)鋇(bei)(bei)(bei)鹽(yan)中(zhong)毒臨床(chuang)比較少見，多(duo)為(wei)誤(wu)(wu)(wu)服。凡在水或稀鹽(yan)酸中(zhong)可溶解的鋇(bei)(bei)(bei)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)均(jun)具毒性(xing)(xing)(xing)，包括(kuo)氯化(hua)(hua)(hua)鋇(bei)(bei)(bei)、碳酸鋇(bei)(bei)(bei)、氫氧化(hua)(hua)(hua)鋇(bei)(bei)(bei)、硝酸鋇(bei)(bei)(bei)、醋酸鋇(bei)(bei)(bei)、硫化(hua)(hua)(hua)鋇(bei)(bei)(bei)、氧化(hua)(hua)(hua)鋇(bei)(bei)(bei)等(deng)。鋇(bei)(bei)(bei)鹽(yan)中(zhong)毒主要表現為(wei)胃(wei)腸(chang)道刺激癥(zheng)(zheng)狀(zhuang)(zhuang)和低(di)鉀癥(zheng)(zheng)候群，如惡(e)心(xin)(xin)、嘔(ou)吐(tu)、腹(fu)(fu)(fu)痛(tong)(tong)、腹(fu)(fu)(fu)瀉、四(si)肢軟癱、心(xin)(xin)肌受(shou)累(lei)、呼吸肌麻痹等(deng)。因該類患(huan)者多(duo)有(you)嘔(ou)吐(tu)、腹(fu)(fu)(fu)痛(tong)(tong)、腹(fu)(fu)(fu)瀉等(deng)胃(wei)腸(chang)道癥(zheng)(zheng)狀(zhuang)(zhuang)而易誤(wu)(wu)(wu)診(zhen)，集體發(fa)病時(shi)易誤(wu)(wu)(wu)診(zhen)為(wei)食物(wu)中(zhong)毒，單發(fa)時(shi)則易誤(wu)(wu)(wu)診(zhen)為(wei)急性(xing)(xing)(xing)胃(wei)腸(chang)炎(yan)。

即使發現了低鉀(jia)(jia)血癥，也常認為是(shi)嘔(ou)吐、腹瀉造成的(de)(de)體(ti)液(ye)鉀(jia)(jia)丟(diu)失(shi)所致，而未(wei)能引(yin)起足(zu)夠重(zhong)視。但需注意的(de)(de)是(shi)此類(lei)患者的(de)(de)低鉀(jia)(jia)血癥比較嚴重(zhong)，與(yu)其體(ti)液(ye)鉀(jia)(jia)丟(diu)失(shi)的(de)(de)量不(bu)(bu)相(xiang)平行(xing)(xing)，所以(yi)臨床上遇(yu)到(dao)原(yuan)因(yin)不(bu)(bu)明的(de)(de)迅速發展的(de)(de)低鉀(jia)(jia)血癥，同(tong)時(shi)有(you)胃(wei)(wei)腸道(dao)癥狀而用胃(wei)(wei)腸炎不(bu)(bu)能解(jie)釋(shi)者，應(ying)想(xiang)到(dao)有(you)急(ji)性鋇(bei)(bei)鹽(yan)中(zhong)毒(du)(du)(du)的(de)(de)可(ke)(ke)能，可(ke)(ke)將嘔(ou)吐物(wu)或食(shi)物(wu)行(xing)(xing)毒(du)(du)(du)物(wu)分(fen)析，如發現鋇(bei)(bei)鹽(yan)含量高可(ke)(ke)得到(dao)確診(zhen)。口服氯化鋇(bei)(bei)的(de)(de)中(zhong)毒(du)(du)(du)量為0.2～0.5g，致死量為0.8～4.0g。鋇(bei)(bei)中(zhong)毒(du)(du)(du)引(yin)起低鉀(jia)(jia)血癥的(de)(de)可(ke)(ke)能機制：鋇(bei)(bei)中(zhong)毒(du)(du)(du)時(shi)，細胞膜(mo)上的(de)(de)Na+-K+-ATP酶繼續活動，故細胞外液(ye)中(zhong)的(de)(de)鉀(jia)(jia)不(bu)(bu)斷(duan)進入細胞，但鉀(jia)(jia)從細胞內流(liu)出的(de)(de)孔道(dao)被特異地阻斷(duan)，因(yin)而發生低鉀(jia)(jia)血癥。急(ji)性鋇(bei)(bei)鹽(yan)中(zhong)毒(du)(du)(du)的(de)(de)治療(liao)首要是(shi)洗胃(wei)(wei)，洗胃(wei)(wei)液(ye)可(ke)(ke)以(yi)選用2%～5%硫(liu)(liu)酸鎂或硫(liu)(liu)酸鈉，解(jie)毒(du)(du)(du)劑可(ke)(ke)選用硫(liu)(liu)酸鈉或硫(liu)(liu)代硫(liu)(liu)酸鈉，同(tong)時(shi)積極糾(jiu)正(zheng)低鉀(jia)(jia)血癥，有(you)心律(lv)(lv)失(shi)常者應(ying)用抗心律(lv)(lv)失(shi)常藥物(wu)，呼吸(xi)困難時(shi)給予氧療(liao)，必要時(shi)人工(gong)呼吸(xi)。

危害防治

泄漏應急處理

隔(ge)離泄(xie)(xie)漏(lou)污染(ran)區(qu)，限制出(chu)入。切斷火(huo)源。建(jian)議應急處理(li)人員戴自(zi)吸過濾式防(fang)塵口罩(zhao)，穿消防(fang)防(fang)護服。不要(yao)直接(jie)接(jie)觸(chu)泄(xie)(xie)漏(lou)物。小量(liang)泄(xie)(xie)漏(lou)：避免揚(yang)塵，用(yong)潔凈的鏟子收集于干(gan)燥、潔凈、有蓋的容器中。轉移回收。大量(liang)泄(xie)(xie)漏(lou)：用(yong)塑料布、帆布覆蓋，減(jian)少飛散。使用(yong)無(wu)火(huo)花(hua)工具(ju)轉移回收。

防護措施

呼吸系統防(fang)(fang)護(hu)：一(yi)般不(bu)需(xu)要特(te)殊(shu)防(fang)(fang)護(hu)，但(dan)建議特(te)殊(shu)情況下，佩戴自吸過濾式防(fang)(fang)塵(chen)口罩(zhao)。

眼睛(jing)防護(hu)(hu)：戴化學(xue)安全防護(hu)(hu)眼鏡。

身體防護：穿化(hua)學防護服(fu)。

手防護：戴橡膠(jiao)手套(tao)。

其(qi)它：工(gong)作現場嚴禁(jin)吸煙(yan)。注意個人清(qing)潔衛生(sheng)。

應急措施

皮(pi)膚接(jie)觸(chu)：脫去被污(wu)染的衣著，用肥皂水和(he)清水徹底(di)沖洗皮(pi)膚。

眼睛(jing)接觸：提起眼瞼，用流動清(qing)水或生理鹽水沖洗。就醫。

吸(xi)入(ru)：迅速(su)脫離現場至(zhi)空氣新鮮處。保(bao)持呼(hu)(hu)吸(xi)道(dao)通暢。如呼(hu)(hu)吸(xi)困(kun)難，給輸(shu)氧。如呼(hu)(hu)吸(xi)停(ting)止，立即進行(xing)人工呼(hu)(hu)吸(xi)。就醫。

食入：飲(yin)足量溫水，催吐，用2%-5%硫酸鈉溶液(ye)洗胃，導瀉(xie)。就醫。

滅(mie)(mie)火方法：不可用(yong)水、泡沫、二(er)氧化(hua)碳、鹵化(hua)烴(如1211滅(mie)(mie)火劑)等滅(mie)(mie)火。須用(yong)干(gan)燥(zao)石(shi)墨粉或其它干(gan)粉(如干(gan)砂)滅(mie)(mie)火。

儲存方法

儲存(cun)(cun)于陰涼、通(tong)風的(de)庫房。遠(yuan)離火種、熱源(yuan)。相對濕度保持在75%以下。包裝要求(qiu)密封，不可與空氣接觸。應與氧化劑、酸類、堿類等分開存(cun)(cun)放(fang)，切忌混(hun)儲。采用防爆型照明、通(tong)風設(she)施(shi)。禁止使用易產(chan)生火花的(de)機械(xie)設(she)備和(he)工具。儲區應備有合適(shi)的(de)材料(liao)收容泄漏物(wu)。