Стронций металл или неметалл

Обновлено: 02.01.2025

СТРО́НЦИЙ -я; м. [лат. strontium] Химический элемент (Sr), лёгкий серебристо-белый металл, радиоактивные изотопы которого применяются в ядерных испытаниях и в технике.

(лат. Strontium), химический элемент II группы периодической системы, относится к щёлочноземельным металлам. Назван по минералу стронцианиту, найденному около деревни Строншиан (Strontian) в Шотландии. Серебристо-белый металл; плотность 2,63 г/см 3 , t_пл 768°C. Химически очень активен, поэтому сам металл применяют мало (при выплавке меди и бронз для их очистки, в электровакуумной технике как геттер), соли — в производстве красок, светящихся составов, глазурей и эмалей. SrTiO₃ — сегнетоэлектрик. При ядерных взрывах, в ядерных реакторах образуется радиоактивный изотоп 90 Sr (период полураспада 29,1 года), представляющий большую опасность для человека при попадании его в природную среду.

СТРО́НЦИЙ (лат. Strontium, от деревни Srtrontian в Шотландии, близ которой был найден), химический элемент с атомным номером 38, атомная масса 87,62. Химический символ Sr, читается «стронций». Расположен в 5 периоде в группе IIА периодической системы элементов. Щелочноземельный металл. Природный стронций состоит из четырех стабильных изотопов с массовыми числами 84 (0,56% по массе), 86 (9,86%), 87 (7,02%) и 88 (82,56%).
Конфигурация внешнего электронного слоя 5s 2 . Степень окисления +2 (валентность II). Радиус атома 0,215 нм, радиус иона Sr 2+ 0,132 нм (координационное число 6). Энергии последовательной ионизации 5,6941 и 11,0302 эВ. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 1,0.
Стронций — мягкий серебристо-белый сравнительно легкий металл.
История открытия
В 1764 в свинцовом руднике был обнаружен новый минерал — стронцианит. В 1890 англичанин А. Кроуфорд и, одновременно с ним, англичанин Т. Хоп, немецкий химик М. Клапрот (см. КЛАПРОТ Мартин Генрих) и российский академик Т. Е. Ловиц (см. ЛОВИЦ Товий Егорович) выделили из стронцианита оксид нового элемента. В 1808 амальгаму стронция получил английский химик Г. Дэви (см. ДЭВИ Гемфри) .
Распространенность в природе
Содержание в земной коре 0,034% по массе. В свободном виде не встречается. Важнейшие минералы: стронцианит (см. СТРОНЦИАНИТ) и целестин (см. ЦЕЛЕСТИН) SrSO ₄. Как примесь, содержится в минералах кальция, например, во фторапатите 3Са ₃ (РО₄) ₂ · СаF₂.
Получение
Основной источник сырья при получении стронция и его соединений — целестин SrSO₄ — сначала восстанавливают углем при сильном нагревании:
SrSO₄ + 4С = SrS + 4СО
Затем сульфид стронция SrS соляной кислотой (см. СОЛЯНАЯ КИСЛОТА) переводят в SrCl₂и обезвоживают его. Для получения Sr его хлорид восстанавливают магнием (см. МАГНИЙ) в атмосфере водорода:
SrCl₂ + Mg = MgCl₂+ Sr
Стронций получают также восстановлением SrO алюминием (см. АЛЮМИНИЙ) , кремнием (см. КРЕМНИЙ) или ферросилицием:
4SrO + 2Al = 3Sr + SrAl₂O₄
Физические и химические свойства
Стронций — мягкий серебристо-белый металл, существующий в трех модификациях. До 231°C устойчива a-модификация с кубической гранецентрированной решеткой типа Cu, а = 0,6085 нм. При 231—623°C — b-модификация с гексагональной решеткой, при 623°C до температуры плавления (768°C) — g-модификация с кубической объемно центрированной решеткой. Температура кипения 1390°C, плотность 2,63 кг/дм 3 . Стронций ковкий, пластичный металл.
Стронций химически высокоактивен. Стандартный электродный потенциал Sr 2+ /Sr — 2,89 В.
При комнатной температуре на воздухе стронций покрывается пленкой из оксида SrO и пероксида SrO₂. При нагревании на воздухе воспламеняется. Взаимодействуя с галогенами, (см. ГАЛОГЕНЫ) образует галогениды SrCl₂ и SrBr₂. При нагревании до 300—400°C реагирует с водородом (см. ВОДОРОД) , образуя гидрид SrH₂. Нагревая стронций в атмосфере CO₂, получают:
5Sr + 2CO₂ = SrC₂+ 4SrO
Стронций активно реагирует с водой:
Sr + 2Н₂О = Sr(ОН)₂ + Н₂
При нагревании стронций взаимодействует с азотом, серой, селеном и другими неметаллами с образованием нитрида Sr₃N₂, сульфида SrS, селенида SrSe и так далее.
Оксид стронция — основной, взаимодействует с водой, образуя гидроксид:
SrО + Н₂О = Sr(ОН)₂
При взаимодействии с кислотными оксидами SrO образует соли:
SrО +СО₂ = SrСО₃
Ионы Sr 2+ бесцветны. Хлорид SrCl₂, бромид SrBr₂, иодид SrI₂, нитрат Sr(NO₃)₂ хорошо растворимы в воде и окрашивают пламя в карминово-красный цвет. Нерастворимы карбонат SrCO₃, сульфат SrSO₄, средний ортофосфат Sr₃(PO₄)₂.
Применение
Стронций используется, как легирующая добавка к сплавам на основе магния, алюминия, свинца, никеля и меди. Cтронций входит в состав геттеров. Соединения стронция используются в пиротехнике, входят в состав люминесцентных материалов, эмиссионных покрытий радиоламп, используются при изготовлении стекол.
Титанат стронция SrTiO₃ используется при изготовлении диэлектрических антенн, пьезоэлементов, малогабаритных нелинейных конденсаторов, в качестве датчиков инфракрасного излучения. Препараты 90 Sr используются при лучевой терапии кожных и некоторых глазных болезней.
Физиологическое действие
Соединения стронция токсичны. При попадании в организм возможно поражение костной ткани и печени. ПДК стронция в воде 8 мг/л, в воздухе для гидроксида, нитрата и оксида 1 мг/м 3 , для сульфата и фосфата 6 мг/м 3 .
Проблемы 90 Sr
При взрывах ядерных зарядов или из-за утечки радиоактивных отходов в окружающую среду поступает радиоактивный изотоп 90 Sr. Образуя хорошо растворимый в воде гидрокарбонат Sr(HCO₃)₂, 90 Sr мигрирует в воду, почву, растения и организмы животных.

Энциклопедический словарь . 2009 .

Полезное

Смотреть что такое "стронций" в других словарях:

СТРОНЦИЙ — (ново лат.). Легкий металл желтого цвета, названный так по имени деревни в Шотландии, в окрестностях которой открыт впервые; в соединении с углекислотою образует минерал стронцианит. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка.… … Словарь иностранных слов русского языка

Стронций-90 — Таблица нуклидов Общие сведения Название, символ Стронций 90, 90Sr Альтернативные названия Радиостронций Нейтронов 52 Протонов 38 Свойства нуклида Атомная масса 8 … Википедия

СТРОНЦИЙ — хим. элемент, символ Sr (лат. Strontium), ат. н. 38, ат. м. 87,62; относится к щёлочноземельным металлам, имеет серебристо белый цвет, плотность 2630 кг/м3, tпл = 768 °С. Химически очень активен, поэтому в чистом виде применяется мало. Используют … Большая политехническая энциклопедия

Стронций — хим. элемент II гр. периодической системы, порядковый номер 38, ат. в. 87, 63; состоит из 4 стабильных изотопов. Средний изотопный состав обычного С. следующий: Sr84 0,56%, Si86 9,86%, Sr87 7,02%, Sr88 82,56%. Один из изотопов С. Sr87… … Геологическая энциклопедия

стронций — целестин Словарь русских синонимов. стронций сущ., кол во синонимов: 5 • иностранец (23) • метал … Словарь синонимов

СТРОНЦИЙ — (Strontium), Sr, химический элемент II группы периодической системы, атомный номер 38, атомная масса 87,62; мягкий щелочноземельный металл. В результате ядерных испытаний, аварий на АЭС и с радиоактивными отходами в окружающую среду попадает… … Современная энциклопедия

СТРОНЦИЙ — (лат. Strontium) Sr, химический элемент II группы периодической системы, атомный номер 38, атомная масса 87,62, относится к щелочноземельным металлам. Назван по минералу стронцианиту, найденному около д. Строншиан (Strontian) в Шотландии.… … Большой Энциклопедический словарь

СТРОНЦИЙ — СТРОНЦИЙ, стронция, мн. нет, муж. (лат. strontium) (хим.). Очень легкий металл желтоватого цвета. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

СТРОНЦИЙ — СТРОНЦИЙ, я, муж. Химический элемент, лёгкий серебристо белый металл. Радиоактивный изотоп стронция. | прил. стронциевый, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

СТРОНЦИЙ — муж. один из химически открытых металлов, схожий с барием; стронциан, нная, новая земля, окись стронция. Стронцит, цианит, углекислый стронциан. Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 … Толковый словарь Даля

СТРОНЦИЙ — (Strontium), Sr, хим. элемент II группы периодич. системы элементов, ат. номер 38, ат. масса 87,62, щёлочно земельный металл. Природный С. смесь стабильных 84Sr, 86Sr 88Sr, в к рой преобладает 88Sr (82,58%), а меньше всего 84Sr (0,56%).… … Физическая энциклопедия

Стронций

Sr, химический элемент II группы периодической Системы Менделеева, атомный номер 38, атомная масса 87,62, серебристо-белый металл. Природный С. состоит из смеси четырёх стабильных изотопов: 84 Sr, 86 Sr, 87 Sr и 88 Sr; наиболее распространён 88 Sr (82,56%).

Искусственно получены радиоактивные изотопы с массовыми числами от 80 до 97, в том числе 90 Sr (Т 1 /₂ = 27,7 года), образующийся при делении урана. В 1790 шотландский врач А. Крофорд, исследуя найденный близ населённого пункта Строншиан (в Шотландии) минерал, обнаружил, что он содержит неизвестную ранее «землю», которая была названа стронцианом. Позднее оказалось, что это окись С. SrO. В 1808 Г. Дэви, подвергая электролизу с ртутным катодом смесь увлажнённой гидроокиси Sr(ОН)₂ с окисью ртути, получил амальгаму С.

Распространение в природе. Среднее содержание С. в земной коре (кларк) 3,4-10 2 % по массе, в геохимических процессах он является спутником кальция. Известно около 30 минералов С.: важнейшие — Целестин SrSO₄ и Стронцианит SrCO₃. В магматических породах С. находится преимущественно в рассеянном виде и входит в виде изоморфной примеси в кристаллическую решётку кальциевых, калиевых и бариевых минералов. В биосфере С. накапливается в карбонатных породах и особенно в осадках солёных озёр и лагун (месторождения целестина).

Физические и химические свойства. При комнатной температуре решётка С. кубическая гранецентрированная (α-Sr) с периодом а = 6,0848 Å; при температуре выше 248 °С превращается в гексагональную модификацию (β-Sr) с периодами решётки а=4,32 Å и с = 7,06 Å; при 614 °С переходит в кубическую объёмноцентрированную модификацию (γ-Sr) с периодом а = 4,85 Å. Атомный радиус 2,15 Å, ионный радиус Sr 2 + 1,20 Å. Плотность α - формы 2,63г/см 3 (20 °С); t_пл 770 °С, t_kип 1383 °С; удельная теплоёмкость 737,4 кдж/(кг·К) [0,176 кал/(г·°С)]; удельное электросопротивление 22.76-10 -6 ом·см 3 С. парамагнитен, атомная магнитная восприимчивость при комнатной температуре 91,2·10 -6 . С. — мягкий пластичный металл, легко режется ножом. Конфигурация внешней электронной оболочки атома Sr 5s 2 , в соединениях обычно имеет степень окисления +2. С. — щёлочноземельный металл, по химическим свойствам сходен с Ca и Ba. Металлический С. быстро окисляется на воздухе, образуя желтоватую поверхностную плёнку, содержащую окись SrO, перекись SrO₂ и нитрид Sr₃N₂. С кислородом при обычных условиях образует окись SrO (серовато-белый порошок), которая на воздухе легко переходит в карбонат SrCO₃: с водой энергично взаимодействует, образуя гидроокись Sr (OH)₂ — основание более сильное, чем Ca (OH)₂. При нагревании на воздухе легко воспламеняется, а порошкообразный С. на воздухе самовозгорается, поэтому хранят С. в герметически закрытых сосудах под слоем керосина. Бурно разлагает воду с выделением водорода и образованием гидроокиси. При повышенных температурах взаимодействует с водородом (>200 °С), азотом (>400 °С), фосфором, серой и галогенами. При нагревании образует интерметаллические соединения с металлами, например SrPb₃, SrAg₄, SrHg₈, SrHg₁₂. Из солей С. хорошо растворимы в воде галогениды (кроме фторида), нитрат, ацетат, хлорат; трудно растворимы карбонат, сульфат, оксалат и фосфат. Осаждение С. в виде оксалата и сульфата используют для его аналитического определения. Многие соли С. образуют кристаллогидраты, содержащие от 1 до 6 молекул кристаллизационной воды. Сульфид SrS постепенно гидролизуется водой: нитрид Sr₃N₂ (чёрные кристаллы) легко разлагается водой с выделением NH₃ и Sr (OH)₂. С. хорошо растворяется в жидком аммиаке, давая растворы тёмно-синего цвета.

Получение и применение. Основным сырьём для получения соединений С. служат концентраты от обогащения целестина и стронцианита. Металлический С. получают восстановлением окиси С. алюминием при 1100—1150 °С:

Процесс ведут в электровакуумных аппаратах [при 1 н/м 2 (10 -2 мм рт. ст.)] периодического действия. Пары С. конденсируются на охлажденной поверхности вставленного в аппарат конденсатора; по окончании восстановления аппарат заполняют аргоном и расплавляют конденсат, который стекает в изложницу. С. получают также электролизом расплава, содержащего 85% SrCl₂ и 15% KCI, однако при этом процессе выход по току невелик, а металл оказывается загрязнённым солями, нитридом и окисью. В промышленности электролизом с жидким катодом получают сплавы С., например с оловом.

Практическое применение металлического С. невелико. Он служит для раскисления меди и бронзы. -90 Sr — источник β-излучения в атомных электрических батареях. С. используется для изготовления люминофоров и фотоэлементов, а также сильно пирофорных сплавов. Окись С. входит в состав некоторых оптических стекол и оксидных катодов электронных ламп. Соединения С. окрашивают пламя в интенсивный вишнёво-красный цвет, благодаря чему некоторые из них находят применение в пиротехнике. Стронцианит вводят в шлак для очистки высокосортных сталей от серы и фосфора; карбонат С. используют в неиспаряющихся геттерах (См. Геттеры), а также добавляют в состав стойких к атмосферным воздействиям глазурей и эмалей для покрытия фарфора, сталей и жаропрочных сплавов. Хромат SrCrO₄ — очень устойчивый пигмент для изготовления художественных красок, титанат SrTiO₃ применяют как сегнетоэлектрик, он входит в состав пьезокерамики. Стронциевые соли жирных кислот («стронциевые мыла») используют для изготовления специальных консистентных смазок.

Соли и соединения С. малотоксичны; при работе с ними следует руководствоваться правилами техники безопасности с солями щелочных и щёлочноземельных металлов. См. также разделы Стронций в организме и Стронций-90.

Стронций в организме. С. — составная часть микроорганизмов, растений и животных. У морских радиолярий (акантарий) скелет состоит из сульфата С. — целестина. Морские водоросли содержат 26—140 мг С. на 100 г сухого вещества, наземные растения — 2,6, морские животные — 2—50, наземные животные — 1,4, бактерии — 0,27—30. Накопление С. различными организмами зависит не только от их вида, особенностей, но и от соотношения в среде С. с др. элементами, главным образом с Ca и Р, а также от адаптации организмов к определённой геохимической среде.

Животные получают С. с водой и пищей. Всасывается С. тонким, а выделяется в основном толстым кишечником. Ряд веществ (полисахариды водорослей, катионообменные смолы) препятствует усвоению С. Главное депо С. в организме — костная ткань, в золе которой содержится около 0,02% С. (в др. тканях — около 0,0005%). Избыток солей С. в рационе крыс вызывает «стронциевый» рахит. У животных, обитающих на почвах со значительным количеством целестина, наблюдается повышенное содержание С. в организме, что приводит к ломкости костей, рахиту и др. заболеваниям. В биогеохимических провинциях, богатых С. (ряд районов Центральной и Восточной Азии, Северной Европы и др.), возможна т. н. Уровская болезнь.

Стронций-90. Среди искусственных изотопов С. его долгоживущий радионуклид 90 Sr — один из важных компонентов радиоактивного загрязнения биосферы. Попадая в окружающую среду, 90 Sr характеризуется способностью включаться (главным образом вместе с Ca) в процессы обмена веществ у растений, животных и человека. Поэтому при оценке загрязнения биосферы 90 Sr принято рассчитывать отношение 90 Sr/Ca в стронциевых единицах (1 с. е. = 1 мк мккюри 90 Sr на 1 г Ca). При передвижении 90 Sr и Ca по биологическим и пищевым цепям происходит дискриминация С., для количественного выражения которой находят «коэффициент дискриминации», отношение 90 Sr/Ca в последующем звене биологической или пищевой цепи к этой же величине в предыдущем звене. В конечном звене пищевой цепи концентрация 90 Sr, как правило, значительно меньше, чем в начальном.

В растения 90 Sr может поступать непосредственно при прямом загрязнении листьев или из почвы через корни (при этом большое влияние имеет тип почвы, сё влажность, pH, содержание Ca и органических веществ и т.д.). Относительно больше накапливают 90 Sr бобовые растения, корне- и клубнеплоды, меньше — злаки, в том числе зерновые, и лён. В семенах и плодах накапливается значительно меньше 90 Sr, чем в др. органах (например, в листьях и стеблях пшеницы 90 Sr в 10 раз больше, чем в зерне). У животных (поступает в основном с растительной пищей) и человека (поступает в основном с коровьим молоком и рыбой) 90 Sr накапливается главным образом в костях. Величина отложения 90 Sr в организме животных и человека зависит от возраста особи, количества поступающего радионуклида, интенсивности роста новой костной ткани и др. Большую опасность 90 Sr представляет для детей, в организм которых он поступает с молоком и накапливается в быстро растущей костной ткани.

Биологическое действие 90 Sr связано с характером его распределения в организме (накопление в скелете) и зависит от дозы β-облучения, создаваемого им и его дочерним радиоизотопом 90 Y. При длительном поступлении 90 Sr в организм даже в относительно небольших количествах, в результате непрерывного облучения костной ткани, могут развиваться лейкемия и рак костей. Существенные изменения в костной ткани наблюдаются при содержании "°Sr в рационе около 1 мккюри на 1 г Ca. Заключение в 1963 в Москве Договора о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космосе и под водой привело к почти полному освобождению атмосферы от 90 Sr и уменьшению его подвижных форм в почве.

Лит.: Бурков В. В., Подпоряна Е. К., Стронций, М., 1962; Булдаков Л. А. и Москалев Ю. И., Проблемы распределения и экспериментальной оценки допустимых уровней Cs 137 , Sr 90 и Ru 106 , М., 1968; Юдинцева Е. В., Гулякин И. В., Агрохимия радиоактивных изотопов стронция и цезия, М., 1968; Метаболизм стронция. Сб. статей, пер. с англ., М., 1971; Радиоактивность и пища человека, пер. с англ., М., 1971; Ковальский В. В., Геохимическая экология, М., 1974; Хеморадиоэкология пелагиали и бентали, К., 1974; Bowen Н. J. М., Trace elemetns in biochemistry, L. — N. Y., 1966.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Стронций — химический элемент с атомным номером 38. Принадлежит к 2-й группе периодической таблицы химических элементов (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к главной подгруппе II группы, или к группе IIA), находится в пятом периоде таблицы. Атомная масса элемента 87,62(1) а. е. м. . Обозначается символом Sr (от лат. Strontium ). Простое вещество стронций — мягкий, ковкий и пластичный щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой химической активностью, на воздухе быстро реагирует с влагой и кислородом, покрываясь жёлтой оксидной плёнкой.

Содержание

1 История и происхождение названия

2 Нахождение в природе

2.1 Месторождения

6.1 Металлургия
6.2 Металлотермия
6.3 Магнитные материалы
6.4 Пиротехника
6.5 Ядерная энергетика
6.6 Высокотемпературная сверхпроводимость
6.7 Вакуумные электронные приборы
6.8 Химические источники тока
6.9 Медицина

7.1 Влияние на организм человека

8.1 Стронций-90

История и происхождение названия

Новый элемент обнаружили в минерале стронцианите, найденном в 1764 году в свинцовом руднике близ шотландской деревни Стронти́ан (англ. Strontian , гэльск. Sròn an t-Sìthein ), давшей впоследствии название новому элементу. Присутствие в этом минерале оксида нового металла было установлено в 1787 году Уильямом Крюйкшенком и Адером Кроуфордом. Выделен в чистом виде сэром Хемфри Дэви в 1808 году.

Нахождение в природе

В свободном виде стронций не встречается ввиду его высокой химической активности. Он входит в состав около 40 минералов. Из них наиболее важный — целестин SrSO₄ (51,2 % Sr). Добывают также стронцианит SrCO₃ (64,4 % Sr). Эти два минерала имеют промышленное значение. Чаще всего стронций присутствует как примесь в различных кальциевых минералах.

Среди прочих минералов стронция:

По уровню физической распространённости в земной коре стронций занимает 23-е место — его массовая доля составляет 0,014 % (в литосфере — 0,045 %). Мольная доля металла в земной коре 0,0029 %.
Стронций содержится в морской воде (8 мг/л).

Месторождения

Известны месторождения в Калифорнии, Аризоне (США); Новой Гранаде; Турции, Иране, Китае, Мексике, Канаде, Малави.

В России обнаружены, но в настоящее время не разрабатываются месторождения стронциевых руд: Синие камни (Дагестан), Мазуевское (Пермский край), Табольское (Тульская область), а также месторождения в Бурятии, Иркутской области, Красноярском крае, Якутии и на Курильских островах.

Получение

Существуют три 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 лёгкому воспламенению.

Физические свойства

Стронций — мягкий серебристо-белый металл, обладает ковкостью и пластичностью, легко режется ножом.

Полиморфен — известны три его модификации. До 215 °С устойчива кубическая гранецентрированная модификация (α-Sr), между 215 и 605 °С — гексагональная (β-Sr), выше 605 °С — кубическая объёмноцентрированная модификация (γ-Sr).

Температура плавления: 768 °С, температура кипения: 1390 °С.

Химические свойства

Стронций в своих соединениях всегда проявляет степень окисления +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 водой, образуя гидроксид:

Взаимодействует с кислотами, вытесняет тяжёлые 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 200 °С), азотом (выше 400 °С). Практически не реагирует со щелочами.

При высоких температурах реагирует с CO₂, образуя карбид:

Легкорастворимы соли стронция с анионами Cl − , I − , NO₃ − . Соли с анионами F − , SO₄ 2− , CO₃ 2− , PO₄ 3− малорастворимы.

Из-за высокой химической активности стронция его хранят в закрытой стеклянной посуде под слоем керосина.

Применение

Основные области применения стронция и его химических соединений — это радиоэлектронная промышленность, пиротехника, металлургия, пищевая промышленность.

Металлургия

Стронций применяется для легирования меди и некоторых её сплавов, для введения в аккумуляторные свинцовые сплавы, для десульфурации чугуна, меди и сталей.

Металлотермия

Стронций чистотой 99,99—99,999 % применяется для восстановления урана.

Магнитные материалы

Магнитотвёрдые ферриты стронция широко употребляются в качестве материалов для производства постоянных магнитов.

Пиротехника

В пиротехнике применяются карбонат, нитрат, перхлорат стронция для окрашивания пламени в карминово-красный цвет. Сплав магний-стронций обладает сильнейшими пирофорными свойствами и находит применение в пиротехнике для зажигательных и сигнальных составов.

Ядерная 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.

Вакуумные электронные приборы

Оксид стронция, в составе твёрдого раствора оксидов других щёлочноземельных металлов — бария и кальция (BaO, CaO), используется в качестве активного слоя катодов косвенного накала в вакуумных электронных приборах.

Химические источники тока

Фторид стронция используется в качестве компонента твёрдотельных фторионных аккумуляторных батарей с большой энергоёмкостью и энергоплотностью.

Сплавы стронция с оловом и свинцом применяются для отливки токоотводов аккумуляторных батарей. Сплавы стронций-кадмий — для анодов гальванических элементов.

Медицина

Изотоп с атомной массой 89, имеющий период полураспада 50,55 суток, применяется (в виде хлорида) в качестве противоопухолевого средства.

Биологическая роль

Влияние на организм человека

Не следует путать действие на организм человека природного стронция (не радиоактивного, малотоксичного и более того, широко используемого для лечения остеопороза) и радиоактивных изотопов стронция.

Стронций природный — составная часть микроорганизмов, растений и животных. Стронций является аналогом кальция, поэтому он наиболее эффективно откладывается в костной ткани. В мягких тканях задерживается менее 1 %. Стронций с большой скоростью накапливается в организме детей до четырёхлетнего возраста, когда идёт активное формирование костной ткани. Обмен стронция изменяется при некоторых заболеваниях органов пищеварения и сердечно-сосудистой системы.

вода (предельно допустимая концентрация стронция в воде в РФ — 8 мг/л, а в США — 4 мг/л)
пища (томаты, свёкла, укроп, петрушка, редька, редис, лук, капуста, ячмень, рожь, пшеница)
интратрахеальное поступление
через кожу (накожное)
ингаляционное (через лёгкие)
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 — радиоэлектронная промышленность, пиротехника, металлургия, металлотермия, пищевая промышленность, производство магнитных материалов;
радиоактивного — производство атомных электрических батарей, атомно-водородная энергетика, радиоизотопные термоэлектрические генераторы и другое).

Влияние нерадиоактивного стронция проявляется крайне редко и только при воздействии других факторов (дефицит кальция и витамина D, неполноценное питание, нарушения соотношения микроэлементов таких, как барий, молибден, селен и другие). Тогда он может вызывать у детей «стронциевый рахит» и «уровскую болезнь» — поражение и деформацию суставов, задержку роста и другие нарушения.

Радиоактивный стронций практически всегда негативно воздействует на организм человека. Откладываясь в костях, он облучает костную ткань и костный мозг, что увеличивает риск заболевания злокачественными опухолями костей, а при поступлении большого количества может вызвать лучевую болезнь.

Изотопы

Стронций-90

Изотоп стронция 90 Sr является радиоактивным с периодом полураспада 28,78 года . 90 Sr претерпевает β − -распад, переходя в радиоактивный 90 Y (период полураспада 64 часа), который, в свою очередь, распадается в стабильный цирконий-90. Полный распад стронция-90, попавшего в окружающую среду, произойдёт лишь через несколько сотен лет.

90 Sr образуется при ядерных взрывах и внутри ядерного реактора во время его работы. Образование стронция-90 при этом происходит как непосредственно в результате деления ядер урана и плутония, так и в результате бета-распада короткоживущих ядер с массовым числом A = 90 (в цепочке 90 Se → 90 Br → 90 Kr → 90 Rb → 90 Sr ), образующихся при делении.

Применяется в производстве радиоизотопных источников энергии в виде титаната стронция (плотность 4,8 г/см³ , а энерговыделение — около 0,54 Вт/см³ ).

Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu,
Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H₂,
W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

Алюминат стронция (SrAl₂O₄) Борид стронция (SrB₆) Бромат стронция Sr(BrO₃)₂ Бромид стронция (SrBr₂) Гидрид стронция (SrH₂) Гидрокарбонат стронция (Sr(HCO₃)₂) Гидроксид стронция (Sr(OH)₂) Йодид стронция (SrI₂) Карбид стронция (SrC₂) Карбонат стронция (SrCO₃) Нитрат стронция (Sr(NO₃)₂) Нитрид стронция (Sr₃N₂) Оксид стронция (SrO) Ортоарсенат стронция (Sr₃(AsO₄)₂) Ортосиликат стронция (Sr₂SiO₄) Фосфат стронция (Sr₃(PO₄)₂) Пероксид стронция (SrO₂) Перхлорат стронция (Sr(ClO₄)₂) Полисульфид стронция (SrS₄) Рутенат стронция (Sr₂RuO₄) Силицид стронция (Sr₂Si) Сульфат стронция (SrSO₄) Сульфид стронция (SrS) Сульфит стронция (SrSO₃) Титанат стронция (SrTiO₃) Феррит стронция (Sr(FeO₂)₂) Фосфид стронция (Sr₃P₂) Фторид стронция (SrF₂) Хлорид стронция (SrCl₂)

Мягкий серебристо-белый металл

Стронций / Strontium (Sr), 38

0,95 (шкала Полинга)

Стро́нций — элемент главной подгруппы второй группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 38. Обозначается символом Sr (лат. Strontium ). Простое вещество стронций (CAS-номер: 7440-24-6) — мягкий, ковкий и пластичный щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой химической активностью, на воздухе быстро реагирует с влагой и кислородом, покрываясь жёлтой оксидной плёнкой.

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 в 1787 году Уильямом Крюйкшенком и Адером Кроуфордом. Выделен в чистом виде сэром Хемфри Дэви в 1808 году.

В свободном виде стронций не встречается. Он входит в состав около 40 минералов. Из них наиболее важный — целестин SrSO₄ (51,2 % Sr). Добывают также стронцианит SrCO₃ (64,4 % Sr). Эти два минерала имеют промышленное значение. Чаще всего стронций присутствует как примесь в различных кальциевых минералах.

По уровню физической распространённости в земной коре стронций занимает 23-е место — его массовая доля составляет 0,014 % (в литосфере — 0,045 %). Мольная доля металла в земной коре 0,0029 %. Стронций содержится в морской воде (8 мг/л) [3] .

В природе стронций встречается в виде смеси 4 стабильных изотопов 84 Sr (0,56 %), 86 Sr (9,86 %), 87 Sr (7,02 %), 88 Sr (82,56 %).

Известны месторождения стронция в Калифорнии, Аризоне (США); России и других странах [4] [5] .

Существуют 3 способа получения металлического стронция:

термическое разложение некоторых соединений
восстановление оксида или хлорида

При термическом разложении гидрида или нитрида стронция образуется мелкодисперсный стронций, склонный к легкому воспламенению.

Полиморфен — известны три его модификации. До 215 о С устойчива кубическая гранецентрированная модификация (α-Sr), между 215 и 605 о С — гексагональная (β-Sr), выше 605 о С — кубическая объемно-центрированная модификация (γ-Sr).

Температура плавления — 768 о С, Температура кипения — 1390 о С.

Стронций в своих соединениях всегда проявляет валентность +2. По свойствам стронций близок к кальцию и барию, занимая промежуточное положение между ними.

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 200 о С), азотом (выше 400 о С). Практически не реагирует с щелочами.

Металлургия

Металлотермия

Магнитные материалы

Пиротехника

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

Вакуумные электронные приборы

Химические источники тока

Фторид стронция используется в качестве компонента твердотельных фторионных аккумуляторных батарей с большой энергоемкостью и энергоплотностью.

Сплавы стронция с оловом и свинцом применяются для отливки токоотводов аккумуляторных батарей. Сплавы стронций-кадмий для анодов гальванических элементов.

Медицина

Изотоп с атомной массой 89, имеющий период полураспада 50,55 суток, применяется (в виде хлорида) в качестве противоопухолевого средства [6] [7] .

Не следует путать действие на организм человека природного (нерадиоактивного, малотоксичного и более того, широко используемого для лечения остеопороза) и радиоактивных изотопов стронция [8] .

Стронций природный — составная часть микроорганизмов, растений и животных. Стронций является аналогом кальция, поэтому он наиболее эффективно откладывается в костной ткани. В мягких тканях задерживается менее 1 %. Стронций с большой скоростью накапливается в организме детей до четырёхлетнего возраста, когда идет активное формирование костной ткани. Обмен стронция изменяется при некоторых заболеваниях органов пищеварения и сердечно-сосудистой системы.

вода (предельно допустимая концентрация стронция в воде в РФ — 8 мг/л, а в США — 4 мг/л [8] )
пища (томаты, свёкла, укроп, петрушка, редька, редис, лук, капуста, ячмень, рожь, пшеница)
интратрахеальное поступление
через кожу (накожное)
ингаляционное (через лёгкие)
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.

Радиоактивный стронций практически всегда негативно воздействует на организм человека. Откладываясь в костной ткани, он облучает костную ткань и костный мозг, что увеличивает риск заболевания раком костного мозга, а при поступлении большого количества может вызвать лучевую болезнь.

Изотопы

Изотоп стронция 90 Sr является радиоактивным с периодом полураспада 28.9 лет. 90 Sr претерпевает β-распад, переходя в радиоактивный 90 Y (период полураспада 64 ч.) Полный распад стронция-90, попавшего в окружающую среду, произойдет лишь через несколько сотен лет. 90 Sr образуется при ядерных взрывах и внутри ядерного реактора во время его работы.

Применяется в производстве радиоизотопных источников тока в виде титаната стронция (плотность 4,8 г/см³, а энерговыделение около 0,54 Вт/см³).

Стронций – металл пламенных огней

Этот металл полезен и опасен. Без стронция не обходятся металлурги, ядерщики, онкологи. Но зашкаливающая химическая активность требует осторожности при работе с ним.

Что представляет собой

Стронций – это элемент №38 периодической системы Д. Менделеева:

Международное обозначение-символ – Sr (Strontium).

История

Название, под которым элемент вошел в историю науки, происходит от минерала стронцианит.

Его добывали в Шотландии, недалеко от деревушки Стронтиан. Исследуя в 1787 году минерал, ученые Вильям Крюйкшенк и Адер Кроуфорд выделили оксид неизвестного металла.

Получение чистого стронция через 20 лет – заслуга патриарха британской химии Хемфри Дэви.

Стронций в природе

Химически гиперактивный стронций в свободном виде на планете не обнаружен.

Это компонент четырех десятков минералов, чаще кальциевых. Из них промышленный интерес представляют стронцианит и целестин (стронция 64% и 51%). У них простой состав, облегчающий переработку сырья. Например, стронцианит – это карбонат стронция с формулой SrCO3.

Стронций – 23-й по распространенности химический элемент. Тонна земной коры содержит 450 г вещества, литр морской воды – 8 мг.

Физико-химические характеристики

Физические и химические свойства обусловили расположение щелочноземельного металла в таблице элементов – между кальцием и барием:

По электрохимическим характеристикам он среди самых активных.
Растворяясь в аммиаке, делает жидкость густо-синей.
Нагреваясь на воздухе, загорается.
Порошок стронция в обычных условиях воспламеняется.
Реакция с водой протекает бурно.
Так же реагирует с неметаллами, «неуязвим» для щелочей.
Взаимодействие с газами начинается с 200°C.
Взаимодействие с кислотами определяется их концентрацией.
Во влажном микроклимате покрывается желтоватой оксидной пленкой.

Главный недостаток вещества – химическая активность в обычных условиях. Его держат в плотно закрываемой стеклянной таре, залив бензином, керосином, другим углеводородом.

Свойства атома
Название, символ, номер	Стронций / Strontium (Sr), 38
Атомная масса (молярная масса)	87,62(1) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Kr] 5s2
Радиус атома	215 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	191 пм
Радиус иона	(+2e) 112 пм
Электроотрицательность	0,95 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	−2,89
Степени окисления	2
Энергия ионизации (первый электрон)	549,0 (5,69) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	2,54 г/см³
Температура плавления	1042 K
Температура кипения	1657 K
Уд. теплота плавления	9,20 кДж/моль
Уд. теплота испарения	144 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	26,79 Дж/(K·моль)
Молярный объём	33,7 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая гранецентрированая
Параметры решётки	6,080 Å
Температура Дебая	147 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) (35,4) Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-24-6

Соли стронция окрашивают пламя насыщенно-красным цветом. Данный признак позволяет отличить его от других элементов.

Месторождения

Залежи стронциевого сырья разрабатывают США, Канада, Китай, Турция, Иран, Мексика.

В России месторождения тоже есть: Дагестан, Бурятия, Якутия, Красноярский, Пермский края, Тульская, Иркутская области. Плюс Курилы. Но они не используются: импорт выгоднее. Хотя ресурсы оцениваются в 160 млн. тонн.

Технология получения

Разработано три способа получения металла:

Термовоздействие. Разложению подвергают гидрид либо нитрид. Получается «пыль» из стронция, которая самовоспламеняется даже при комнатной температуре.
Электролиз. Воздействие на расплавленную смесь хлоридов стронция и натрия. Продукта мало, он отягощен примесями.
Восстановление. Оксид восстанавливается алюминием, затем очищается.

Недостатки, присущие первым двум способам, обусловили востребованность третьего.

Мягкий серебристо-белый металл

Восстановление оксида алюминием при высоких температурах – главный промышленный метод получения металла.

Где используется

Сфера применения вещества зависит от модификации (природный либо радиоактивный). В гражданский оборот попадает радиационно безопасная продукция. Используется стронций как металл, его соединения и сплавы с другими металлами.

Природный

Нашел широкое применение в традиционном промышленном ассортименте и новых технологиях:

Металлурги легируют стронцием медь, ее сплавы; добавляют к свинцу в аккумуляторах; очищают от серы сталь, чугун, медь.
Чистым стронцием (99,99+%) восстанавливают уран.
Железистые соединения – материал магнитов.
Оксид – компонент керамики-сверхпроводника.
Сплавы – компонент энергоемких аккумуляторных батарей (включая атомные).
Стронциевая добавка к стеклу делает его «щитом» на пути излучения. Это свойство используют при производстве экранов радаров, телевизоров, гаджетов.
Хлорид металла добавляют к зубной пасте для укрепления зубной эмали.

Металл востребован пиротехниками. Благодаря его соединениям получаются карминово-красные вспышки салюта. Недаром гуру отечественной минералогии академик А.Е. Ферсман окрестил его « металлом красных огней ». Сплав с магнием добавляют к составу для сигнальных ракет.

В медицине природным веществом лечат остеопороз.

Глобальный годовой объем потребления стронция – 390-410 тысяч тонн (металл плюс карбонат).

Радиоактивный

Уранат вещества – компонент при добыче водорода для нужд энергетики (атомно-водородный сегмент).

Применение Стронция-90

Титанат стронция-90 используют при производстве источников энергии.

Хлоридом стронция-89 уничтожают онкологию, терапевтический эффект сохраняется до полугода. Материал применяют дерматологи, офтальмологи.

Биологическое воздействие

Для живых организмов приемлемо воздействие природного стронция:

Он не радиоактивен, с малой токсичностью.
Подобно кальцию, 99% вещества аккумулируется скелетом. Особо быстро накапливается организмом детей младше четырех лет: костная ткань активно формируется в этом возрасте.
Вещество попадает в организм с водой, пищей, через кожу, легкие, дыхательные пути.

По стандартам РФ, литр воды не должен содержать больше 8 мг стронция.

Он есть в зелени, зерновых, помидорах, свекле, редисе, луке, капусте.

Негативное влияние стронция возможно при следующих обстоятельствах:

Работа на предприятии по его переработке.
Нарушение баланса микроэлементов (нехватка кальция, витамина D) из-за неполноценного питания либо других болезней. Результат – деформация суставов, замедление роста у детей (стронциевый рахит).

Радиоактивный стронций смертельно опасен. Он поражает скелет, костный мозг, провоцируя онкологию.

Читайте также: