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鍶（Strontium）是一種化學元素，元素符號是Sr，被(bei)發(fa)現(xian)于1791-1792年間(jian)，英(ying)國化學家、醫生荷(he)普(pu)研究礦石時(shi)，肯定其中(zhong)含有(you)一種新(xin)土，就從它(ta)的產地(di)Strontian命(ming)名它(ta)為strontia（鍶土）。

鍶(si)(si)(si)是(shi)一(yi)種銀白色(se)帶黃色(se)光澤的堿土金屬。是(shi)堿土金屬中(zhong)豐度第二小(xiao)的元素，僅次于鈹。單質(zhi)可(ke)由電解(jie)熔融的氯化(hua)鍶(si)(si)(si)而制得(de)。鍶(si)(si)(si)元素廣泛存在在土壤、海(hai)水中(zhong)，是(shi)一(yi)種微量元素，具有(you)防(fang)止動脈硬化(hua)，防(fang)止血栓形成的功能。用(yong)于制造合金、光電管(guan)、煙火、化(hua)學(xue)試(shi)劑等。同位素90鍶(si)(si)(si)有(you)放(fang)射性，半衰期(qi)是(shi)28.1年，可(ke)作β射線放(fang)射源(yuan)。

發現簡史

鍶的發現是從(cong)一種(zhong)礦(kuang)(kuang)石開(kai)始(shi)的。大約在(zai)(zai)1787年間，在(zai)(zai)歐(ou)洲一些(xie)展(zhan)覽(lan)會上展(zhan)出從(cong)英國蘇格蘭恩(en)特(te)朗蒂安地方的鉛礦(kuang)(kuang)中采(cai)得的一種(zhong)礦(kuang)(kuang)石。一些(xie)化學家認為它(ta)是一種(zhong)螢石。

1790年間英國醫(yi)生(sheng)克勞福德分析研究了這(zhe)種(zhong)(zhong)礦石，把它溶解在(zai)鹽酸中(zhong)，獲得一種(zhong)(zhong)氯(lv)化物，在(zai)多(duo)(duo)方面和(he)氯(lv)化鋇的(de)(de)性質不同。這(zhe)種(zhong)(zhong)氯(lv)化物在(zai)水中(zhong)的(de)(de)溶解度比(bi)氯(lv)化鋇大(da)(da)，在(zai)熱水中(zhong)的(de)(de)溶解度又(you)比(bi)在(zai)冷水中(zhong)大(da)(da)得多(duo)(duo)，在(zai)溶于水后使溫度降低的(de)(de)效應(ying)較大(da)(da)。它和(he)氯(lv)化鋇的(de)(de)結晶形也不同。他(ta)認為(wei)其中(zhong)可能(neng)存在(zai)一種(zhong)(zhong)新土(tu)（氧化物）。

此后不(bu)(bu)久(jiu)，大(da)約在(zai)1791～1792年(nian)間，英國化(hua)學家、醫生荷普再次研究了這種礦石，明確它是碳(tan)酸(suan)鹽，但是與碳(tan)酸(suan)鋇(bei)不(bu)(bu)同(tong)，肯定其中(zhong)含有一種新土(tu)，就(jiu)從它的(de)產地Strontian命(ming)名(ming)它為strontia（鍶土(tu)）。他指出(chu)(chu)鍶土(tu)比(bi)石灰和重(zhong)土(tu)更易吸收(shou)水(shui)分，它在(zai)水(shui)中(zhong)的(de)溶(rong)解度很大(da)，且在(zai)熱水(shui)中(zhong)的(de)比(bi)在(zai)冷水(shui)中(zhong)溶(rong)解的(de)量大(da)得多。并且他指出(chu)(chu)它的(de)化(hua)合物在(zai)火焰(yan)中(zhong)呈洋紅色，而鋇(bei)的(de)化(hua)合物在(zai)火焰(yan)中(zhong)呈現(xian)綠色。

這樣，在1789年拉(la)瓦錫發表(biao)的元(yuan)素表(biao)中就沒有來得及把鍶土(tu)排進去，戴(dai)維卻趕上了，在1808年利用電解法，從碳酸鍶中分離出金屬鍶，就命名為(wei)strontium，元(yuan)素符號為(wei)Sr。

元素分布

世界(jie)(jie)范圍內的(de)(de)(de)(de)(de)土壤樣本都含(han)有(you)大(da)約300mg/kg的(de)(de)(de)(de)(de)鍶(si)。輸入(ru)到海(hai)洋的(de)(de)(de)(de)(de)鍶(si)主要(yao)（80%）是由于碳酸鹽(yan)(yan)、硫酸鹽(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)風化。海(hai)水(shui)含(han)有(you)7mg/L的(de)(de)(de)(de)(de)鍶(si)，相對于天青石沉(chen)淀來說，是不飽和的(de)(de)(de)(de)(de)。Sr在鹽(yan)(yan)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)濃度為221μg/g。世界(jie)(jie)河水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)鍶(si)/鈣比率是5×10-3，以河水(shui)含(han)鍶(si)68.5μg/L計算，排放(fang)到海(hai)水(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)鍶(si)（至少）是22噸/年。天青石組成了浮游生(sheng)物棘谷蟲的(de)(de)(de)(de)(de)骨骼（灰燼中(zhong)(zhong)有(you)21.8%的(de)(de)(de)(de)(de)Sr）。有(you)證據表明(ming)，動(dong)物骨骼中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)鍶(si)含(han)量(liang)比人的(de)(de)(de)(de)(de)高。

鍶在地殼中的豐度為(wei)3.7×10-2%，最(zui)重要的礦(kuang)物(wu)是天青石SrSO4和菱鍶礦(kuang)SrCO3。

理化性質

鍶(si)(si)在(zai)空氣中(zhong)加熱(re)到熔點(dian)時立即燃燒，火焰呈(cheng)紅(hong)色(se)。自(zi)然(ran)界(jie)存在(zai)鍶(si)(si)-84、鍶(si)(si)-86、鍶(si)(si)-87、鍶(si)(si)-88四(si)種(zhong)穩(wen)定(ding)同(tong)位素，自(zi)然(ran)界(jie)中(zhong)的鍶(si)(si)-90是鈾(you)-235的裂變產物，半衰期為28.1年(nian)。

基本性質

外觀 銀白色的(de)，有光澤(ze)的(de)金屬，屬立方晶(jing)系

質地 質軟

導電性 容易導電

傳熱性 容易傳熱

密(mi)度 2.54g/cm3

熔點 769℃

沸點 1384℃

原子(zi)體積 34.496cm3/mol

原(yuan)子(zi)半徑 215pm

鍶的(de)化學性質活潑，加(jia)熱到(dao)熔點（769℃）時可以燃燒(shao)生(sheng)成(cheng)氧化鍶（SrO），在加(jia)壓(ya)條件(jian)下(xia)跟(gen)氧氣化合生(sheng)成(cheng)過氧化鍶（SrO2）。

鍶(si)跟鹵素、硫、硒等容易化合，常溫(wen)時可以跟氮化合生成氮化鍶(si)（Sr3N2），加熱時跟氫化合生成氫化鍶(si)（SrH2）。跟鹽酸、稀硫酸劇烈反應放出氫氣。

鍶(si)在常溫下跟水反應(ying)生(sheng)成氫(qing)氧化鍶(si)和氫(qing)氣(qi)。鍶(si)在空(kong)氣(qi)中表面(mian)會(hui)被(bei)氧化成黃(huang)色。由于(yu)鍶(si)很活(huo)潑，應(ying)保存在煤(mei)油中。

鍶是一(yi)種活潑金屬，化學性質與Ca或Ba類(lei)似(si)。水(shui)溶(rong)性鍶鹽(yan)有(you)SrX2，這里X=Cl-，Br-，I-，NO2-，NO3-，ClO3-，ClO4-，BrO3-，CN-。含有(you)C22-的SrC2和Sr3N2有(you)顯著(zhu)的離(li)子性。不溶(rong)于水(shui)的Sr鹽(yan)有(you)SrF2、SrSO3，SrSO4，SrMoO4，SrHP4，SrSeO4、SrB6等。

Pedersen發現的多環(huan)醚(mi)，所(suo)謂的冠狀化(hua)(hua)合(he)物，以及被(bei)Lehn等發現并稱(cheng)為“穴狀配體”的重阿扎聚(ju)氧化(hua)(hua)二(er)環(huan)化(hua)(hua)合(he)物也會和(he)Sr2+形成1：1的化(hua)(hua)合(he)物.。

應用領域

鍶是堿(jian)土金屬中豐度第二(er)小的元素。在自然界(jie)主要以化合(he)態(tai)存在，主要的礦石(shi)有(you)天青石(shi)（SrSO4），菱鍶礦（SrCO3）。

不論是在用(yong)(yong)碳還(huan)原SrS然后反應的(de)制(zhi)造過(guo)程中還(huan)是在蘇打處理(li)過(guo)程中，天青石都是制(zhi)造SrCO3的(de)起(qi)始物質，由于(yu)(yu)碳酸鍶可以制(zhi)造出其它Sr化合(he)(he)物，用(yong)(yong)于(yu)(yu)提純制(zhi)造陶瓷永磁(ci)體(ti)的(de)Zn（清除Pb和Cd），用(yong)(yong)作制(zhi)造電視熒光屏，它是最(zui)重要的(de)Sr化合(he)(he)物。Sr(NO3)2用(yong)(yong)于(yu)(yu)煙(yan)火裝置(zhi)，SrO用(yong)(yong)于(yu)(yu)鋁的(de)冶煉，Sr、SrCl2用(yong)(yong)于(yu)(yu)修補牙齒。Sr(OH)2早(zao)已用(yong)(yong)于(yu)(yu)磨拉(la)石的(de)提純。

金屬(shu)鍶用于制造合金、光(guang)電(dian)管、照明燈。它(ta)的化合物用于制信號彈、煙火(huo)等。

鍶(si)-90可做β射(she)線的放(fang)射(she)源(yuan)，對人(ren)體(ti)有相當大的危(wei)害，半衰期(qi)為(wei)28.1年，它在(zai)核試驗中(zhong)由鈾產(chan)生(sheng)，以粉塵的形態被人(ren)體(ti)吸入，對人(ren)體(ti)產(chan)生(sheng)放(fang)射(she)性傷害。

鍶(si)-87m因其會釋放(fang)γ射線(xian)而在醫學上有(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)應(ying)用。把鍶(si)-87m引入(ru)患者體(ti)(ti)內，待骨骼(ge)吸收后(hou)，用輻射檢(jian)測(ce)器(qi)可測(ce)定(ding)其在人(ren)體(ti)(ti)骨骼(ge)中(zhong)所處的(de)(de)位置(zhi)，并(bing)確定(ding)人(ren)體(ti)(ti)中(zhong)出現異常的(de)(de)情況。鍶(si)-87m雖然半衰期(qi)只有(you)2.8小時，但會很(hen)快從(cong)人(ren)體(ti)(ti)中(zhong)排出，因此，人(ren)體(ti)(ti)所受輻射量(liang)很(hen)小。

中(zhong)國鍶原(yuan)(yuan)子(zi)光鐘：與現(xian)(xian)行的(de)銫原(yuan)(yuan)子(zi)鐘比較，中(zhong)國鍶原(yuan)(yuan)子(zi)光鐘具有實現(xian)(xian)更高準確度(du)的(de)潛力，被公認(ren)為下一(yi)代(dai)時間頻率基準。用光鐘替(ti)代(dai)現(xian)(xian)行的(de)銫原(yuan)(yuan)子(zi)噴泉鐘來重新定(ding)義秒(miao)，可以顯(xian)著(zhu)提高衛星導航系(xi)統的(de)定(ding)位精度(du)。

制備方法

工業上從天青石礦提取鍶(si)(si)鹽。常用(yong)熱還原法，用(yong)鋁還原氧化鍶(si)(si)制備金屬(shu)鍶(si)(si)，或電解熔融的(de)氯(lv)化鍶(si)(si)和氯(lv)化鉀(jia)制備金屬(shu)鍶(si)(si)。

注意事項

放射性鍶(si)進入人體后會(hui)導(dao)致癌(ai)癥。

鍶鹽(yan)工廠工人的膽堿(jian)酯(zhi)酶、乙酰膽堿(jian)酯(zhi)酶活性在職業暴露期間會(hui)被明顯削弱。

放射性(xing)(xing)90Sr存(cun)在(zai)于核爆炸(zha)的輻(fu)射微塵(chen)中。由于鍶和鈣性(xing)(xing)質相似，它是一種強烈的污(wu)染源。在(zai)IPCS-WHO的環境健(jian)康標準文獻中曾(ceng)概(gai)括了(le)90Sr的人(ren)放射性(xing)(xing)暴露。

英國的(de)Papworth研究了Sr的(de)吸(xi)收和在骨(gu)骼中的(de)轉變。

澳大利亞(ya)的鍶暴露工人尿液中的濃度為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終生毒(du)性(xing)研究觀察到毒(du)性(xing)和劑量有關。

哺乳動物對(dui)Sr的排(pai)泄(xie)模(mo)式隨物種不同(tong)而不同(tong)。對(dui)人類(lei)來說吸收(shou)的鍶有(you)90%通過尿(niao)液(ye)排(pai)泄(xie)。

食物(wu)中的藻(zao)酸鈉會(hui)加(jia)速(su)老鼠對Sr的排泄。

只有蘇(su)聯規定了Sr化(hua)合物的TLV。對于Sr(NO3)2，SrO，Sr(OH)2浮(fu)質，建議的極限是1mg Sr/m3。飲用水中允(yun)許的忍耐(nai)極限是2mg Sr/L。

德(de)國沒有規定(ding)SrCrO4的MAK值，但是建議的技術(shu)指導濃度是0.1mg CrO3/m3。

沒有發(fa)現文獻中有正常血清(qing)鍶(si)(si)濃(nong)度(du)值。Schroder和(he)Nason提出在全身的血中有0.17mg的鍶(si)(si)。Biswas等(deng)研究了指甲中的鍶(si)(si)濃(nong)度(du)，一個澳(ao)大(da)利亞小組測量了骨骼(ge)中的鍶(si)(si)濃(nong)度(du)（100-120mg Sr/kg）。牙齒(chi)表層(ceng)琺瑯的鍶(si)(si)濃(nong)度(du)為300mg/kg，這(zhe)是由于飲用水(shui)中含有鍶(si)(si)（0.02-34mg/L）。