鍶(Strontium)是(shi)一種化學元素,元素符(fu)號是(shi)Sr,被(bei)發現于1791-1792年間,英(ying)國化學家、醫生荷普(pu)研究礦石時,肯定(ding)其中(zhong)含(han)有一種新土(tu),就從它(ta)的產地Strontian命名它(ta)為(wei)strontia(鍶土(tu))。
鍶(si)(si)是(shi)一(yi)種(zhong)銀白色帶(dai)黃(huang)色光澤的堿(jian)(jian)土(tu)(tu)金屬。是(shi)堿(jian)(jian)土(tu)(tu)金屬中豐度第(di)二小的元素(su),僅次于鈹。單質可(ke)由電解熔融的氯化(hua)鍶(si)(si)而制得。鍶(si)(si)元素(su)廣泛存(cun)在在土(tu)(tu)壤、海水中,是(shi)一(yi)種(zhong)微(wei)量元素(su),具有防止動脈硬(ying)化(hua),防止血栓形(xing)成的功能。用(yong)于制造(zao)合金、光電管、煙(yan)火(huo)、化(hua)學試劑等。同(tong)位素(su)90鍶(si)(si)有放射(she)(she)性(xing),半衰期是(shi)28.1年,可(ke)作β射(she)(she)線(xian)放射(she)(she)源。
鍶(si)的(de)(de)發現是從(cong)一(yi)種(zhong)礦(kuang)(kuang)石(shi)開始的(de)(de)。大約(yue)在(zai)1787年間(jian),在(zai)歐洲一(yi)些(xie)展(zhan)覽會(hui)上展(zhan)出從(cong)英國蘇格(ge)蘭恩特(te)朗(lang)蒂(di)安地(di)方的(de)(de)鉛(qian)礦(kuang)(kuang)中采(cai)得(de)的(de)(de)一(yi)種(zhong)礦(kuang)(kuang)石(shi)。一(yi)些(xie)化學(xue)家認為(wei)它是一(yi)種(zhong)螢石(shi)。
1790年間(jian)英國(guo)醫(yi)生(sheng)克(ke)勞(lao)福德分析(xi)研究了(le)這(zhe)種(zhong)礦石(shi),把它溶(rong)(rong)解在(zai)(zai)鹽酸中(zhong),獲得(de)一(yi)(yi)種(zhong)氯(lv)化(hua)物(wu),在(zai)(zai)多方(fang)面和氯(lv)化(hua)鋇(bei)的(de)(de)性質不(bu)同。這(zhe)種(zhong)氯(lv)化(hua)物(wu)在(zai)(zai)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)溶(rong)(rong)解度比氯(lv)化(hua)鋇(bei)大,在(zai)(zai)熱水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)溶(rong)(rong)解度又比在(zai)(zai)冷(leng)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)大得(de)多,在(zai)(zai)溶(rong)(rong)于水(shui)(shui)(shui)后使溫度降低的(de)(de)效(xiao)應(ying)較大。它和氯(lv)化(hua)鋇(bei)的(de)(de)結晶(jing)形也不(bu)同。他認為其中(zhong)可能存在(zai)(zai)一(yi)(yi)種(zhong)新土(氧化(hua)物(wu))。
此后(hou)不久(jiu),大約在(zai)(zai)(zai)1791~1792年(nian)間,英(ying)國化學家、醫(yi)生荷普(pu)再次(ci)研究(jiu)了這種礦石(shi)(shi),明確它(ta)是碳(tan)酸鹽,但是與碳(tan)酸鋇(bei)不同,肯定其中(zhong)(zhong)含有一(yi)種新(xin)土,就從它(ta)的產地Strontian命名它(ta)為strontia(鍶土)。他指出鍶土比(bi)石(shi)(shi)灰和重土更易吸收水(shui)分,它(ta)在(zai)(zai)(zai)水(shui)中(zhong)(zhong)的溶解(jie)度很大,且在(zai)(zai)(zai)熱水(shui)中(zhong)(zhong)的比(bi)在(zai)(zai)(zai)冷水(shui)中(zhong)(zhong)溶解(jie)的量大得多。并且他指出它(ta)的化合物在(zai)(zai)(zai)火(huo)焰中(zhong)(zhong)呈洋紅色,而鋇(bei)的化合物在(zai)(zai)(zai)火(huo)焰中(zhong)(zhong)呈現(xian)綠色。
這(zhe)樣,在1789年拉瓦錫發表(biao)的元素表(biao)中(zhong)就沒(mei)有(you)來(lai)得(de)及把(ba)鍶土排進去,戴維卻趕(gan)上了,在1808年利用電解法(fa),從碳酸(suan)鍶中(zhong)分離(li)出金(jin)屬(shu)鍶,就命名為strontium,元素符號為Sr。
世界范(fan)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)(si)。輸(shu)入到海洋(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)鍶(si)(si)主要(80%)是(shi)由于碳酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)、硫(liu)酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)風化(hua)。海水(shui)(shui)含(han)有(you)7mg/L的(de)(de)(de)(de)(de)鍶(si)(si),相對于天青石沉(chen)淀來說(shuo),是(shi)不飽和(he)的(de)(de)(de)(de)(de)。Sr在鹽(yan)(yan)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)濃(nong)度為(wei)221μg/g。世界河水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)鍶(si)(si)/鈣比率是(shi)5×10-3,以(yi)河水(shui)(shui)含(han)鍶(si)(si)68.5μg/L計(ji)算,排放到海水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)鍶(si)(si)(至少)是(shi)22噸/年。天青石組(zu)成了浮游(you)生(sheng)物棘谷蟲的(de)(de)(de)(de)(de)骨骼(ge)(灰燼中(zhong)有(you)21.8%的(de)(de)(de)(de)(de)Sr)。有(you)證據(ju)表(biao)明,動(dong)物骨骼(ge)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)鍶(si)(si)含(han)量比人的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)。
鍶在地殼中的豐(feng)度為3.7×10-2%,最重(zhong)要的礦物是天(tian)青(qing)石SrSO4和菱鍶礦SrCO3。
鍶(si)(si)在空(kong)氣(qi)中加(jia)熱到熔點(dian)時立即燃燒,火焰呈(cheng)紅(hong)色。自(zi)然(ran)界(jie)存在鍶(si)(si)-84、鍶(si)(si)-86、鍶(si)(si)-87、鍶(si)(si)-88四種穩定同(tong)位素,自(zi)然(ran)界(jie)中的鍶(si)(si)-90是鈾-235的裂變產物,半(ban)衰期為(wei)28.1年。
外觀 銀白色的,有光澤的金屬,屬立方晶系(xi)
質地 質軟
導電性 容(rong)易導電
傳(chuan)(chuan)熱性 容易(yi)傳(chuan)(chuan)熱
密度 2.54g/cm3
熔點 769℃
沸點 1384℃
原子(zi)體積 34.496cm3/mol
原子半徑 215pm
鍶(si)(si)的(de)化(hua)學(xue)性質(zhi)活(huo)潑(po),加熱(re)到熔點(769℃)時(shi)可以燃燒生成(cheng)氧化(hua)鍶(si)(si)(SrO),在加壓條件下跟氧氣化(hua)合(he)生成(cheng)過氧化(hua)鍶(si)(si)(SrO2)。
鍶(si)跟(gen)(gen)鹵素、硫(liu)、硒(xi)等容易化(hua)合,常(chang)溫時可以跟(gen)(gen)氮化(hua)合生(sheng)成(cheng)氮化(hua)鍶(si)(Sr3N2),加(jia)熱時跟(gen)(gen)氫化(hua)合生(sheng)成(cheng)氫化(hua)鍶(si)(SrH2)。跟(gen)(gen)鹽(yan)酸、稀硫(liu)酸劇烈反應放(fang)出氫氣(qi)。
鍶(si)(si)在常溫下跟水反(fan)應生成氫氧化(hua)鍶(si)(si)和氫氣。鍶(si)(si)在空氣中表(biao)面會被(bei)氧化(hua)成黃色。由(you)于鍶(si)(si)很(hen)活潑,應保存在煤(mei)油中。
鍶(si)是一(yi)種活(huo)潑(po)金屬,化(hua)學性質與Ca或Ba類似。水溶性鍶(si)鹽(yan)有SrX2,這里X=Cl-,Br-,I-,NO2-,NO3-,ClO3-,ClO4-,BrO3-,CN-。含有C22-的SrC2和Sr3N2有顯著的離子性。不溶于水的Sr鹽(yan)有SrF2、SrSO3,SrSO4,SrMoO4,SrHP4,SrSeO4、SrB6等。
Pedersen發現的多環(huan)醚,所謂的冠狀化(hua)合(he)(he)物(wu),以及(ji)被Lehn等發現并稱(cheng)為“穴狀配體(ti)”的重阿扎聚(ju)氧化(hua)二環(huan)化(hua)合(he)(he)物(wu)也會和Sr2+形成1:1的化(hua)合(he)(he)物(wu).。
鍶(si)是(shi)堿土金屬中豐度第二小的(de)元素(su)。在(zai)自然界主(zhu)(zhu)要(yao)以化合(he)態存在(zai),主(zhu)(zhu)要(yao)的(de)礦石有天(tian)青石(SrSO4),菱鍶(si)礦(SrCO3)。
不論是(shi)在(zai)用(yong)碳還(huan)原(yuan)SrS然后反應(ying)的制造過程中還(huan)是(shi)在(zai)蘇打(da)處理(li)過程中,天青(qing)石都是(shi)制造SrCO3的起(qi)始(shi)物(wu)質,由于碳酸鍶可以制造出其它(ta)Sr化合物(wu),用(yong)于提純(chun)制造陶(tao)瓷永磁體的Zn(清除Pb和Cd),用(yong)作制造電視熒光屏,它(ta)是(shi)最重要的Sr化合物(wu)。Sr(NO3)2用(yong)于煙(yan)火(huo)裝(zhuang)置,SrO用(yong)于鋁(lv)的冶煉,Sr、SrCl2用(yong)于修補(bu)牙齒。Sr(OH)2早已用(yong)于磨拉石的提純(chun)。
金(jin)屬鍶用于制造合金(jin)、光電管、照明(ming)燈(deng)。它的化合物用于制信號(hao)彈、煙火(huo)等。
鍶-90可做(zuo)β射(she)線(xian)的(de)放射(she)源,對人體(ti)有相當(dang)大的(de)危(wei)害,半衰期(qi)為28.1年(nian),它在核試驗中由鈾(you)產生,以粉塵的(de)形態被人體(ti)吸(xi)入,對人體(ti)產生放射(she)性(xing)傷害。
鍶-87m因(yin)其會(hui)(hui)釋放γ射線而(er)在(zai)醫學上有一定(ding)(ding)的應用。把(ba)鍶-87m引入患(huan)者體(ti)內,待骨骼吸收后,用輻(fu)射檢測(ce)器可測(ce)定(ding)(ding)其在(zai)人(ren)(ren)體(ti)骨骼中(zhong)所處(chu)的位置,并確定(ding)(ding)人(ren)(ren)體(ti)中(zhong)出現異常的情況。鍶-87m雖然(ran)半衰期(qi)只有2.8小時,但會(hui)(hui)很(hen)快從人(ren)(ren)體(ti)中(zhong)排出,因(yin)此,人(ren)(ren)體(ti)所受(shou)輻(fu)射量很(hen)小。
中國(guo)鍶(si)原子(zi)(zi)光(guang)鐘:與現(xian)行的銫原子(zi)(zi)鐘比較,中國(guo)鍶(si)原子(zi)(zi)光(guang)鐘具有實現(xian)更高(gao)準確(que)度的潛(qian)力,被公認為(wei)下一(yi)代(dai)時間頻率基準。用光(guang)鐘替代(dai)現(xian)行的銫原子(zi)(zi)噴泉鐘來重新定(ding)(ding)義秒,可以顯著提高(gao)衛星(xing)導航系統的定(ding)(ding)位(wei)精度。
工業上(shang)從天青石(shi)礦(kuang)提取鍶鹽。常(chang)用熱還原法,用鋁還原氧化鍶制備金屬鍶,或電解熔融的氯化鍶和氯化鉀制備金屬鍶。
放射(she)性(xing)鍶進(jin)入人(ren)體(ti)后會導(dao)致(zhi)癌癥。
鍶鹽工廠工人(ren)的膽(dan)堿酯酶、乙酰(xian)膽(dan)堿酯酶活(huo)性在職業暴露期間會被明(ming)顯(xian)削弱。
放(fang)(fang)射(she)性90Sr存在(zai)于核爆炸的(de)輻射(she)微(wei)塵中。由于鍶和(he)鈣性質相(xiang)似,它是一種強烈的(de)污染源。在(zai)IPCS-WHO的(de)環境健康標準文獻(xian)中曾概(gai)括了90Sr的(de)人(ren)放(fang)(fang)射(she)性暴露。
英國的(de)(de)Papworth研究了Sr的(de)(de)吸收和在骨骼(ge)中的(de)(de)轉(zhuan)變。
澳大利亞的(de)鍶暴露工人尿液中的(de)濃度(du)為0.5-5.0pCl/L(正常的(de)是<2pCl/L)。
美國一項長達18年的對獵(lie)犬的90Sr終生毒性研究觀(guan)察到毒性和劑量有(you)關。
哺乳動(dong)物對(dui)(dui)Sr的排泄模式隨(sui)物種不同而不同。對(dui)(dui)人類來說吸(xi)收的鍶有90%通過尿液排泄。
食物(wu)中的藻酸鈉(na)會加(jia)速老鼠對Sr的排(pai)泄。
只有蘇聯規定了(le)Sr化合物的TLV。對于Sr(NO3)2,SrO,Sr(OH)2浮質,建議(yi)的極限是1mg Sr/m3。飲用水中允(yun)許(xu)的忍耐極限是2mg Sr/L。
德國(guo)沒有(you)規定SrCrO4的MAK值,但是(shi)建議的技術指導濃(nong)度(du)是(shi)0.1mg CrO3/m3。
沒有(you)(you)發現文獻中(zhong)有(you)(you)正常(chang)血(xue)清(qing)鍶(si)(si)(si)濃(nong)度值。Schroder和Nason提出在全(quan)身的血(xue)中(zhong)有(you)(you)0.17mg的鍶(si)(si)(si)。Biswas等研究了指(zhi)甲中(zhong)的鍶(si)(si)(si)濃(nong)度,一個澳大(da)利亞小組測量(liang)了骨骼(ge)中(zhong)的鍶(si)(si)(si)濃(nong)度(100-120mg Sr/kg)。牙齒表層琺瑯的鍶(si)(si)(si)濃(nong)度為300mg/kg,這是由于飲用(yong)水中(zhong)含有(you)(you)鍶(si)(si)(si)(0.02-34mg/L)。