Стронций (Sr) | |
---|---|
Атомный номер |
38 |
Внешний вид простого вещества | Строций в пробирке ковкий, серебристо-белый металл |
Свойства атома | |
Атомная масса (молярная масса) |
87,62 а. е. м. (г/моль) |
Радиус атома |
215 пм |
Энергия ионизации (первый электрон) |
549,0 (5,69) кДж/моль (эВ) |
Электронная конфигурация |
[Kr] 5s2 |
Химические свойства | |
Ковалентный радиус |
191 пм |
Радиус иона |
(+2e) 112 пм |
Электроотрицательность (по Полингу) |
0,95 |
Электродный потенциал |
0 |
Степени окисления |
2 |
Термодинамические свойства простого вещества | |
Плотность |
2,54 г/см³ |
Удельная теплоёмкость |
0,301 Дж/(K·моль) |
Теплопроводность |
(35,4) Вт/(м·K) |
Температура плавления |
1 042 K |
Теплота плавления |
9,20 кДж/моль |
Температура кипения |
1657 K |
Теплота испарения |
144 кДж/моль |
Молярный объём |
33,7 см³/моль |
Кристаллическая решётка простого вещества | |
Структура решётки |
кубическая гранецентрированая |
Период решётки |
6,080 Å |
Отношение c/a |
n/a |
Температура Дебая |
n/a K |
Sr | 38 |
87,62 | |
5s2 | |
Стронций |
Стро́нций — химический элемент с атомным номером 38 в периодической системе, обозначается символом Sr (лат. Strontium), мягкий щелочноземельный металл серебристо-белого цвета. Очень химически активен и на воздухе быстро реагирует с влагой и кислородом, покрываясь желтой оксидной плёнкой.
История и происхождение названия[]
Новый элемент обнаружили в минерале стронцианите, найденном в 1764 году в свинцовом руднике близ шотландской деревни Строншиан, давшей впоследствии название новому элементу. Присутствие в этом минерале оксида нового металла было установлено почти через 30 лет Уильямом Крюйкшенком и Адером Кроуфордом.
Присутствие в природе[]
Содержание в земной коре — 0,384% в свободном виде стронций не встречается. Он входит в состав около 40 минералов. Из них наиболее важный — целестин SrSO4. Добывают также стронцианит SrCO3. Эти два минерала имеют промышленное значение.
Стронций содержится в морской воде (0,1 мг/л), в почвах (0,035 масс%).
В природе стронций встречается в виде смеси 4 стабильных изотопов 84Sr (0,56%), 86Sr (9,86%), 87Sr (7,02%), 88Sr (82,56%).
Получение[]
Существуют 3 способа получения металлического стронция:
- термическое разложение некоторых соединений
- электролиз
- восстановление оксида или хлорида
Основным промышленным способом получения металлического стронция является термическое восстановление его оксида алюминием. Далее полученный стронций очищается возгонкой.
Электролитическое получение стронция электролизом расплава смеси SrCl2 и NaCl не получило широкого распространения из-за малого выхода по току и загрязнения стронция примесями.
При термическом разложении гидрида или нитрида стронция образуется мелкодисперсный стронций, склонный к легкому воспламенению.
Физические свойства[]
Стронций - мягкий серебристо-белый металл, обладает ковкостью и пластичностью, легко режется ножом.
Полиморфен - известны три его модификации. До 215оС устойчива кубическая гранецентрированная модификация (α-Sr), между 215 и 605оС - гексагональная (β-Sr), выше 605оС - кубическая объемно-центрированная модификация (γ-Sr).
Температура плавления - 768оС, Температура кипения - 1390оС.
Химические свойства[]
Стронций в своих соединениях всегда проявляет валентность +2. По свойствам стронций близок к кальцию и барию, занимая промежуточное положение между ними.
В электрохимическом ряду напряжений стронций находится среди наиболее активных металлов (его нормальный электродный потенциал равен -2,89 В. Энергично реагирует с кислотами и водой, вытесняет тяжелые металлы из их солей. С концентрированными кислотами (H2SO4, HNO3) реагирует слабо
Металлический стронций быстро окисляется на воздухе, образуя желтоватую плёнку, в которой помимо оксида SrO всегда присутствуют пероксид SrO2 и нитрид Sr3N2. При нагревании на воздухе загорается, порошкообразный стронций на воздухе склонен к самовоспламенению.
Энергично реагирует с неметаллами - серой, фосфором, галогенами. Взаимодействует с водородом (выше 200оС), азотом (выше 400оС). Практически не реагирует с щелочами.
Легкорастворимы соли стронция с анионами Cl-, I-, NO3-. Соли с анионами F-, SO42-, CO32-, PO43- малорастворимы.
Применение[]
Основные области применения стронция и его химических соединений — это радиоэлектронная промышленность, пиротехника, металлургия, пищевая промышленность.
Металлургия[]
Стронций применяется для легирования меди и некоторых ее сплавов, для введения в аккумуляторные свинцовые сплавы, для обессеривания чугуна, меди и сталей.
Металлотермия[]
Стронций чистотой 99,99—99,999 % применяется для восстановления урана.
Магнитные материалы[]
Магнитотвердые ферриты стронция — широкоупотребительные материалы для производства постоянных магнитов.
Пиротехника[]
В пиротехнике применяются карбонат, нитрат, перхлорат стронция для окрашивания пламени в кирпично-красный цвет. Сплав магний-стронций обладает сильнейшими пирофорными свойствами и находит применение в пиротехнике для зажигательных и сигнальных составов.
Изотопы[]
Радиоактивный 90Sr (период полураспада 28,9 лет) применяется в производстве радиоизотопных источников тока в виде титаната стронция (плотность 4,8 г/см3, а энерговыделение около 0,54 Вт/см3).
Атомноводородная энергетика[]
Уранат стронция играет важную роль при получении водорода (стронций-уранатный цикл, Лос-Аламос, США) термохимическим способом (атомно-водородная энергетика), и в частности разрабатываются способы непосредственного деления ядер урана в составе ураната стронция для получения тепла при разложении воды на водород и кислород.
Высокотемпературная сверхпроводимость[]
Оксид стронция применяется в качестве компонента сверхпроводящих керамик.
Химические источники тока[]
Фторид стронция используется в качестве компонента твердотельных фторионных аккумуляторных батарей с громадной энергоемкостью и энергоплотностью.
Сплавы стронция с оловом и свинцом применяются для отливки токоотводов аккумуляторных батарей. Сплавы стронций-кадмий для анодов гальванических элементов.
Биологическая роль[]
Влияние на организм человека[]
Не следует путать действие на организм человека природного (нерадиоактивного, малотоксичного и более того, широко используемого для лечения остеопороза) и радиоактивных изотопов стронция[1]. Изотоп стронция 90Sr является радиоактивным с периодом полураспада 28.9 лет. 90Sr претерпевает β-распад, переходя в радиоактивный 90Y (период полураспада 64 ч.) Полный распад стронция-90, попавшего в окружающую среду, произойдет лишь через несколько сотен лет. 90Sr образуется при ядерных взрывах и выбросах с АЭС. По химическим реакциям радиоактивный и нерадиоактивные изотопы стронция практически не отличаются. Стронций природный — составная часть микроорганизмов, растений и животных. Независимо от пути и ритма поступления в организм растворимые соединения стронция накапливаются в скелете. В мягких тканях задерживается менее 1 %. Путь поступления влияет на величину отложения стронция в скелете. На поведение стронция в организме оказывает влияние вид, пол, возраст, а также беременность, и другие факторы. Например, в скелете мужчин отложения выше, чем в скелете женщин. Стронций является аналогом кальция. Стронций с большой скоростью накапливается в организме детей до четырехлетнего возраста, когда идет активное формирование костной ткани. Обмен стронция изменяется при некоторых заболеваниях органов пищеварения и сердечно-сосудистой системы. Пути попадания:
- вода (предельно допустимая концентрация стронция в воде в РФ - 8 мг/л, а в США - 4 мг/л[2])
- пища (томаты, свёкла, укроп, петрушка, редька, редис, лук, капуста, ячмень, рожь, пшеница)
- интратрахеальное поступление
- через кожу (накожное)
- ингаляционное (через воздух)
- из растений или через животных стронций-90 может непосредственно перейти в организм человека.
- люди работа которых связана со стронцием (в медицине радиоактивный стронций используют в качестве аппликаторов при лечении кожных и глазных болезней. Основные области применения природного стронция — это радиоэлектронная промышленность, пиротехника, металлургия, металлотермия, пищевая промышленность, пр-во магнитных материалов, радиоактивного - пр-во атомных электрических батарей. атомно-водородная энергетика, радиоизотопные термоэлектрические генераторы и др.)
Влияние нерадиоактивного стронция проявляется крайне редко и только при воздействии других факторов (дефицит кальция и витамина Д, неполноценное питание, нарушения соотношения микроэлементов таких как барий, молибден, селен и др.). Тогда он может вызывать у детей «стронциевый рахит» и «уровскую болезнь» — поражение и деформация суставов, задержка роста и другие нарушения Напротив, радиоактивный стронций практически всегда негативно воздействует на организм человека:
- откладывается в скелете (костях), поражает костную ткань и костный мозг, что приводит к развитию лучевой болезни, опухолей кроветворной ткани и костей.
- вызывает лейкемию и злокачественные опухоли (рак) костей, а также поражение печени и мозга
http://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp159.html .--92.243.167.212 19:07, 15 марта 2009 (UTC)д.с.х.н.А.В.Пуховский
Стронций-90[]
Изотоп стронция 90Sr является радиоактивным с периодом полураспада 28.9 лет. 90Sr претерпевает β-распад, переходя в радиоактивный иттрий 90Y (период полураспада 64 ч.)
90Sr образуется при ядерных взрывах и выбросах с АЭС.
Стронций является аналогом кальция и способен прочно откладываться в костях. Длительное радиационное воздействие 90Sr и 90Y поражает костную ткань и костный мозг, что приводит к развитию лучевой болезни, опухолей кроветворной ткани и костей.
Ссылки[]
Электрохимический ряд активности металлов |
|
---|---|
|
Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Стронций. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .