Химический элемент sr – СТРОНЦИЙ | Энциклопедия Кругосвет

Содержание

Стронций

Стронций

Атомный номер

38

Внешний вид простого вещества
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

Молярная теплоёмкость

26,79 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

Параметры решётки

6,080 Å

Отношение c/a
Температура Дебая

147 K

Sr 38
87,62
[Kr]5s2
Стронций

Стронций

 — 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.

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. Выделен в чистом виде сэром Хемфри Дэви в 1808 году.

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 Стронция

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 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 водой, образуя гидроксид:

Sr + 2H2O = Sr(OH)2 + H2

Взаимодействует с кислотами, 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.

При высоких температурах реагирует с CO2, образуя карбид:

5Sr + 2CO2 = SrC2 + 4SrO

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. 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:

  1. 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)
  3. интратрахеальное поступление
  4. через кожу (накожное)
  5. ингаляционное (через воздух)
  6. из растений или через животных стронций-90 может непосредственно перейти в организм человека.
  7. 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:

  1. откладывается в скелете (костях), поражает костную ткань и костный мозг, что приводит к развитию лучевой болезни, опухолей кроветворной ткани и костей.
  2. вызывает лейкемию и злокачественные опухоли (рак) костей, а также поражение печени и мозга

Изотопы

 

Стронций-90

Изотоп стронция 90Sr является радиоактивным с периодом полураспада 28,79 лет. 90Sr претерпевает β-распад, переходя в радиоактивный иттрий 90Y (период полураспада 64 часа). 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.

himsnab-spb.ru

стронций — это… Что такое стронций?

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

Стро́нциевый, -ая, -ое.

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 5s2. Степень окисления +2 (валентность II). Радиус атома 0,215 нм, радиус иона Sr2+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/дм3. Стронций ковкий, пластичный металл.
Стронций химически высокоактивен. Стандартный электродный потенциал Sr2+/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 Sr2+ 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 90Sr 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/м3, для сульфата и фосфата 6 мг/м3.
Проблемы 90 Sr
При взрывах ядерных зарядов или из-за утечки радиоактивных отходов в окружающую среду поступает радиоактивный изотоп 90Sr. Образуя хорошо растворимый в воде гидрокарбонат Sr(HCO3)2, 90Sr мигрирует в воду, почву, растения и организмы животных.

dic.academic.ru

Стронций | Наука | Fandom

Стронций (Sr)

Атомный номер

38

Внешний вид

серебристый, ковкий 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
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
Структура решётки

кубическая гранецентрированая

Период решётки

6,080 Å

Отношение c/a

n/a

Температура Дебая

n/a K

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 Править

    Файл:Деревня Стронциан.jpg

    В 1764 г. в свинцовом руднике близ шотландской деревни Стронциан был найден минерал, который назвали стронцианитом. Долгое время его считали разновидностью флюорита CaF2 или витерита ВаCO3, но в 1790 г. английские минералоги Кроуфорд и Крюикшенк проанализировали этот минерал и установили, что в нем содержится новая «земля», а говоря нынешним языком, окисел. Независимо от них тот же минерал изучал другой английский химик – Хоп. Придя к таким же результатам, он объявил, что в стронцианите есть новый элемент – металл стронций. Видимо, открытие уже «витало в воздухе», потому что почти одновременно сообщил об обнаружении новой «земли» и видный немецкий химик Клапрот. В те же годы на следы «стронциановой земли» натолкнулся и известный русский химик – академик Товий Ег

    science.wikia.org

    Стронций — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

    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 5s2. Степень окисления +2 (валентность II). Радиус атома 0, 215 нм, радиус иона Sr2+0, 132 нм (координационное число 6). Энергии последовательной ионизации 5, 6941 и 11, 0302 эВ. Электроотрицательность по Полингу 1, 0.

    Стронций — мягкий серебристо-белый сравнительно легкий металл.

    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 и российский академик Т. Е. Ловиц выделили из стронцианита оксид нового элемента. В 1808 амальгаму стронция получил английский химик Г. Дэви.Содержание в земной коре 0, 034% по массе. В свободном виде не встречается. Важнейшие минералы: стронцианит и целестин SrSO 4. Как примесь, содержится в минералах кальция, например, во фторапатите 3Са 3 (РО4) 2 · СаF2.

    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 переводят в SrCl2и обезвоживают его. Для получения Sr его хлорид восстанавливают магнием в атмосфере водорода:

    SrCl2 + Mg = MgCl2+ Sr

    4SrO + 2Al = 3Sr + SrAl2O4

    Стронций — мягкий серебристо-белый металл, существующий в трех модификациях. До 231°C устойчива α-модификация с кубической гранецентрированной решеткой типа Cu, а = 0, 6085 нм. При 231-623°C — β-модификация с гексагональной решеткой, при 623°C до температуры плавления (768°C) — γ-модификация с кубической объемно центрированной решеткой. Температура кипения 1390°C, плотность 2, 63 кг/дм3. Стронций ковкий, пластичный металл.

    Стронций химически высокоактивен. Стандартный электродный потенциал Sr2+/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, образует галогениды SrCl2 и SrBr2. При нагревании до 300-400°C реагирует с водородом, 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 Sr2+ 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.

    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 90Sr используются при лучевой терапии кожных и некоторых глазных болезней.

    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/м3, для сульфата и фосфата 6 мг/м3.

    При взрывах ядерных зарядов или из-за утечки радиоактивных отходов в окружающую среду поступает радиоактивный изотоп 90Sr. Образуя хорошо растворимый в воде гидрокарбонат Sr(HCO3)2, 90Sr мигрирует в воду, почву, растения и организмы животных.

    • Аналитическая химия стронция. М., 1978.
    • Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества. Л., 1990.
    • Юшков В. В. Химия и экология 3d-элементов. — Екатеринбург: УрО РАН, 2004.
    • Ермохин Ю. И. Баланс стронция и кальция в почве и растениях. — Омск: Ом. гос. аграр. ун-т, 2003.

    megabook.ru

    © | Мир веществ внутри и вокруг наc | Екатеринбург — Ульяновск — Белгород

    Sr — СТРОНЦИЙ - Sr
     

    Характеристика элемента.
    Стро́нций —II группа, главная подгруппа, 5 период, электронная конфигурация внешнего уровня 5s2, степень окисления +2.

    Открытие.
    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.

    Характеристика простого вещества.
    Физические свойства

    Стронций — мягкий серебристо-белый металл, обладает ковкостью и пластичностью, легко режется ножом.
    Температура плавления — 768ºС, Температура кипения — 1390ºС.

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

    1. Реакция с кислородом.
    2Sr+O2=2 SrO

    2. Реакция с водой.
    Sr+h3O=Sr(OH)2+O2

    3.Реакция с кислотой.
    Sr+h3SO4=SrSO4+h3

    4.Энергично реагирует с неметаллами — серой, фосфором, галогенами.
    Sr+S=SrS

    5. Взаимодействует с водородом (выше 200оС), азотом (выше 400оС).
    Sr+h3=Srh3

    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.

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

    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
    Стронций — составная часть микроорганизмов, растений и животных. Независимо от пути и ритма поступления в организм растворимые соединения радиоактивного 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. 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. 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:
    1. вода (предельно допустимая концентрация стронция в воде 8 мг/л.)
    2. пища (томаты, свёкла, укроп, петрушка, редька, редис, лук, капуста, ячмень, рожь, пшеница)
    3. интратрахеальное поступление
    4. через кожу (накожное)
    5. ингаляционное (через воздух)
    6. из растений или через животных стронций-90 может непосредственно перейти в организм человека.
    7. люди работа которых связана со стронцием (в медицине радиоактивный стронций используют в качестве аппликаторов при лечении кожных и глазных болезней. Основные области применения стронция — это радиоэлектронная промышленность, пиротехника, металлургия, металлотермия, пищевая промышленность, пр-во магнитных материалов, пр-во атомных электрических батарей. атомно-водородная энергетика, радиоизотопные термоэлектрические генераторы и др.)

    Влияние:
    1. откладывается в скелете (костях), поражает костную ткань и костный мозг, что приводит к развитию лучевой болезни, опухолей кроветворной ткани и костей.
    2. вызывает «стронциевый рахит» и «уровскую болезнь» — поражение и деформация суставов, задержка роста и другие нарушения
    3. лейкемия и злокачественные опухоли (рак) костей
    4. поражение печени и мозга.
     

     

     

    chem-substance.narod.ru

    Стронций № 38 химический элемент

    Еще задолго до открытия стронция его нерасшифрованные соединения применяли в пиротехнике для получения красных огней. И до середины 40-х годов прошлого века стронций был прежде всего металлом фейерверков, потех и салютов. Атомный век заставил взглянуть на него по-иному. Во-первых, как на серьезную угрозу всему живому на Земле; во-вторых, как на материал, могущий быть очень полезным при решении серьезных проблем медицины и техники. Но об этом позже, а начнем с истории «потешного» металла, с истории, в которой встречаются имена многих больших ученых.

    Четырежды открытая «земля»

    В 1764 г. в свинцовом руднике близ шотландской деревни Стронциан был найден минерал, который назвали стронцианитом. Долгое время его считали разновидностью флюорита CaF2 или витерита BaCO3, но в 1790 г. английские минералоги Кроуфорд и Крюикшенк проанализировали этот минерал и установили, что в нем содержится новая «земля», а говоря нынешним языком, окисел.

    Независимо от них тот же минерал изучал другой английский химик — Хоп. Придя к таким же результатам, он объявил, что в стронцианите есть новый элемент — металл стронций.

    Видимо, открытие уже «витало в воздухе», потому что почти одновременно сообщил об обнаружении новой «земли» и видный немецкий химик Клапрот.

    В те же годы на следы «стронциановой земли» натолкнулся и известный русский химик — академик Товий Егорович Ловиц. Его издавна интересовал минерал, известный под названием тяжелого шпата. В этом минерале (его состав BaSO4) Карл Шееле открыл в 1774 г. окись нового элемента бария. Не знаем, отчего Ловиц был неравнодушен именно к тяжелому шпату; известно только, что ученый, открывший адсорбционные свойства угля и сделавший еще много в области общей и органической химии, коллекционировал образцы этого минерала. Но Ловиц не был просто собирателем, вскоре он начал систематически исследовать тяжелый шпат и в 1792 г. пришел к выводу, что в этом минерале содержится неизвестная примесь. Он сумел извлечь из своей коллекции довольно много — больше 100 г новой «земли» и продолжал исследовать ее свойства. Результаты исследования были опубликованы в 1795 г. Ловиц писал тогда: «Я был приятно поражен, когда прочел… прекрасную статью г-на профессора Клапрота о стронциановой земле, о которой до этого имелось очень неясное представление. Все указанные им свойства солекислых и селитрокислых средних солей во всех пунктах совершеннейшим образом совпадают со свойствами моих таких же солей. Мне оставалось только проверить. замечательное свойство стронциановой земли — окрашивать спиртовое пламя в карминовокрасный цвет, и, действительно, моя соль. обладала в полной мере этим свойством».

    Так почти одновременно несколько исследователей в разных странах вплотную подошли к открытию стронция. Но в элементном виде его выделили лишь в 1808 г.

    Выдающийся ученый своего времени Хэмфри Дэви понимал уже, что элемент стронциановой земли должен быть, по-видимому, щелочноземельным металлом, и получил его электролизом, т. е. тем же способом, что и кальций, магний, барий. Л если говорить конкретнее, то первый в мире металлический стронций был получен при электролизе его увлажненной гидроокиси. Выделявшийся на катоде стронций мгновенно соединялся с ртутью, образуя амальгаму. Разложив амальгаму нагреванием, Дэви выделил чистый металл.

    Металл этот белого цвета, не тяжелый (плотность 2,6 г/см3), довольно мягкий, плавящийся при 770°C. По химическим свойствам он типичный представитель семейства щелочноземельных металлов. Сходство с кальцием, магнием, барием настолько велико, что в монографиях и учебниках индивидуальные свойства стронция, как правило, не рассматриваются — их разбирают на примере кальция или магния.

    И в области практических применений эти металлы не раз заступали дорогу стронцию, потому что они более доступны и дешевы. Так произошло, например, в сахарном производстве. Когда-то один химик обнаружил, что с помощью дисахарата стронция (C12H22O4*2SrO), нерастворимого в воде, можно выделять сахар из мелассы. Внимание к стронцию сразу же возросло, получать его стали больше, особенно в Германии и Англии. Но скоро другой химик нашел, что аналогичный сахарат кальция тоже нерастворим. И интерес к стронцию тут же пропал. Выгоднее ведь использовать дешевый, чаще встречающийся кальций.

    Это не значит, конечно, что стронций совсем «потерял свое лицо». Есть качества, которые отличают и выделяют его среди других щелочноземельных металлов. О них-то мы и расскажем подробнее.

    Стронций металл красных огней

    Так называл стронций академик А. Е. Ферсман. Действительно, стоит бросить в пламя щепотку одной из летучих солей стронция, как пламя тотчас окрасится в яркий карминово-красный цвет. В спектре пламени появятся линии стронция.

    Попробуем разобраться в сущности этого простейшего опыта. На пяти электронных оболочках атома стронция 38 электронов. Заполнены целиком три ближайшие к ядру оболочки, а на двух последних есть «вакансии». В пламени горелки электроны термически возбуждаются и, приобретая более высокую энергию, переходят с нижних энергетических уровней на верхние. Но такое возбужденное состояние неустойчиво, и электроны возвращаются на более выгодные нижние уровни, выделяя при этом энергию в виде световых квантов. Атом (или ион) стронция излучает преимущественно кванты с такими частотами, которые соответствуют длине красных и оранжевых световых волн. Отсюда карминово-красный цвет пламени.

    Это свойство летучих солей стронция сделало их незаменимыми компонентами различных пиротехнических составов. Красные фигуры фейерверков, красные огни сигнальных и осветительных ракет — «дело рук» стронция.

    Чаще всего в пиротехнике используют нитрат Sr(NO3)2, оксалат SrC2O4 и карбонат SrCO3 стронция. Нитрату стронция отдают предпочтение: он не только окрашивает пламя, но и одновременно служит окислителем. Разлагаясь в пламени, он выделяет свободный кислород:

    Sr(NO3)2  → SrO + N2 + 2,502

    Окись стронция SrO окрашивает пламя лишь в розовый цвет. Поэтому в пиротехнические составы вводят хлор в том или ином виде (обычно в виде хлорорганических соединений), чтобы его избыток сдвинул равновесие реакции вправо:

    2SrO + CI2   →   2SrCl + O2.

    Излучение монохлорида стронция SrCl интенсивнее и ярче излучения SrO. Кроме этих компонентов, в пиротехнические составы входят органические и неорганические горючие вещества, назначение которых — давать большое неокрашенное пламя.

    Рецептов красных огней довольно много. Приведем для примера два из них. Первый: Sr(NO3)2 — 30%, Mg — 40%, смолы — 5%,

    гексахлорбензола — 5%, перхлората калия KClO4 — 20%. Второй: хлората калия KClO3 — 60%, SrC2O4 — 25%, смолы — 15%. Такие составы приготовить несложно, но следует помнить, что любые, даже самые проверенные, пиротехнические составы требуют «обращения на вы». Самодеятельная пиротехника опасна…


    Стронций, глазурь и эмаль

    Первые глазури появились чуть ли не на заре гончарного производства. Известно, что еще в IV тысячелетии до н.э. ими покрывали изделия из глины. Заметили, что если покрыть гончарные изделия взвесью тонкоизмельченных песка, поташа и мела в воде, а затем высушить их и отжечь в печи, то грубый глиняный порошок покроется тонкой пленкой стекловидного вещества и станет гладким, блестящим. Стекловидное покрытие закрывает поры и делает сосуд непроницаемым для воздуха и влаги. Это стекловидное вещество и есть глазурь. Позже изделия из глины стали сначала покрывать красками, а затем глазурью. Оказалось, что глазурь довольно долго не дает краскам тускнеть и блекнуть. Еще позже глазури пришли в фаянсовое и фарфоровое производство. В наши дни глазурью покрывают керамику и металл, фарфор и фаянс, различные строительные изделия.

    Какова же здесь роль стронция?

    Чтобы ответить на этот вопрос, придется еще раз обратиться к истории. Основу глазурей составляют различные окислы. Издавна известны щелочные (поташные) и свинцовые глазури. Основу первых составляют окислы кремния, щелочных металлов (К и Na) и кальция. Во вторых присутствует еще и окись свинца. Позже стали широко использовать глазури, содержащие бор. Добавки свинца и бора придают глазурям зеркальный блеск, лучше сохраняют подглазурные краски. Однако соединения свинца ядовиты, а бор дефицитен.

    В 1920 г. американец Хилл впервые применил матовую глазурь, в состав который входили окислы стронция (система Sr-Ca-Zn). Однако этот факт остался незамеченным, и только в годы второй мировой войны, когда свинец стал особо дефицитным, вспомнили об открытии Хилла. И хлынула лавина исследований: в разных странах появились десятки (!) рецептур стронциевых глазурей. Предпринимались попытки и здесь заменить стронций кальцием, но кальциевые глазури оказались неконкуренто способными.

    Стронциевые глазури не только безвредны, но и доступны (карбонат стронция SrCO3 в 3,5 раза дешевле свинцового сурика). Все положительные качества свинцовых глазурей свойственны и им. Более того, изделия, покрытые такими глазурями, приобретают дополнительную твердость, термостойкость, химическую стойкость.

    На основе окислов кремния и стронция готовят также эмали — непрозрачные глазури. Непрозрачными их делают добавки окислов титана и цинка. Изделия из фарфора, особенно вазы, часто украшают глазурью «кракле». Такая ваза словно покрыта сеткой окрашенных трещин. Основа технологии «кракле» — разные коэффициенты термического расширения глазури и фарфора. Фарфор, покрытый глазурью, обжигают при температуре 1280-1300°C, затем температуру снижают до 150-220°C и еще не до конца остывшее изделие опускают в раствор красящих солей (например, солей кобальта, если нужно получить черную сетку). Эти соли заполняют возникающие трещины. После этого изделие сушат и вновь нагревают до 800-850°C — соли плавятся в трещинах и герметизируют их. Глазурь «кракле» популярна и широко распространена во многих странах мира. Произведения декоративно-прикладного искусства, выполненные в этой манере, ценят любители. Остается добавить, что использование стронциевых безборных глазурей дает большой экономический эффект.


    Стронций радиоактивный

    Еще одна особенность стронция, резко выделяющая его среди щелочноземельных металлов, — существование радиоактивного изотопа стронция-90, который волнует биофизиков, физиологов, радиобиологов, биохимиков и просто химиков уже давно.

    В результате цепной ядерной реакции из атомов плутония и урана образуются около 200 радиоактивных изотопов. Большинство из них короткоживущие. Но в тех же процессах рождаются и ядра стронция-90, период полураспада которого 27,7 года. Стронций-90 — чистый бета-излучатель. Это значит, что он испускает потоки энергичных электронов, которые действуют на все живое на сравнительно небольших расстояниях, но очень активно. Стронций как аналог кальция активно участвует в обмене веществ и вместе с кальцием откладывается в костной ткани.

    Стронций-90, а также образующийся при его распаде дочерний изотоп иттрий-90 (с периодом полураспада 64 часа, излучает бета-частицы) поражают костную ткань и, самое главное, особо чувствительный к действию радиации костный мозг. Под действием облучения в живом веществе происходят химические изменения. Нарушаются нормальная структура и функции клеток. Это приводит к серьезным нарушениям обмена веществ в тканях. А в итоге развитие смертельно опасных болезней — рака крови (лейкемия) и костей. Кроме того, излучение действует на молекулы ДНК и, следовательно, влияет на наследственность. Влияет пагубно.

    Содержание стронция-90 в человеческом организме находится в прямой зависимости от общей мощности взорванного атомного оружия. Он попадает в организм при вдыхании радиоактивной пыли, образующейся в процессе взрыва и разносимой ветром на большие расстояния. Другим источником заражения служат питьевая вода, растительная и молочная пища. Но и в том и в другом случаях природа ставит естественные препоны на пути стронция-90 в организм. В тончайшие структуры дыхательных органов могут попасть лишь частицы величиной до 5 мкм, а таких частиц при взрыве образуется немного. Во-вторых, стронций при взрыве выделяется в виде окиси SrO, растворимость которой в жидкостях организма весьма ограничена. Проникновению стронция через пищевую систему препятствует фактор, который называют «дискриминацией стронция в пользу кальция». Он выражается в том, что при одновременном присутствии кальция и стронция организм предпочитает кальций. Соотношение Ca : Sr в растениях вдвое больше, чем в почвах. Далее, в молоке и сыре содержание стронция в 5-10 раз меньше, чем в траве, идущей на корм скоту.

    Однако целиком полагаться на эти благоприятные факторы не приходится — они способны лишь в какой-то степени предохранить от стронция-90. Не случайно до тех пор, пока не были запрещены испытания атомного и водородного оружия в трех средах, число пострадавших от стронция росло из года в год. Но те же страшные свойства стронция-90 — и мощную ионизацию, и большой период полураспада — удалось обратить на благо человека.

    Радиоактивный стронций нашел применение в качестве изотопного индикатора при исследовании кинетики различных процессов. Именно этим методом в опытах с животными установили, как ведет себя стронций в живом организме: где преимущественно он локализуется, каким образом участвует в обмене веществ и так далее. Тот же изотоп применяют в качестве источника излучения при лучевой терапии. Аппликаторами со стронцием-90 пользуются при лечении глазных и кожных болезней. Препараты стронция-90 применяют также в дефектоскопах, в устройствах для борьбы со статическим электричеством, в некоторых исследовательских приборах, в атомных батареях. Нет открытий принципиально вредных — все дело в том, в чьих руках окажется открытие. История радиоактивного стронция — тому подтверждение.

    natural-museum.ru

    Строение атома стронция (Sr), схема и примеры

    Общие сведения о строении атома стронция

    Относится к элементам s-семейства. Металл. Обозначение – Sr. Порядковый номер – 38. Относительная атомная масса – 87,62 а.е.м.

    Электронное строение атома стронция

    Атом стронция состоит из положительно заряженного ядра (+38), внутри которого есть 38 протонов и 50 нейтронов, а вокруг, по пяти орбитам движутся 38 электронов.

    Рис.1. Схематическое строение атома стронция.

    Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:

    +38Sr)2)8)18)8)2;

    1s22s22p63s23p63d104s24p65s2.

    Внешний энергетический уровень атома стронция содержит 2 электрона, которые являются валентными. Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:

    Валентные электроны атома стронция можно охарактеризовать набором из четырех квантовых чисел: n (главное квантовое), l (орбитальное), ml (магнитное) и s (спиновое):

    Подуровень

    n

    l

    ml

    s

    s

    5

    0

    0

    +1/2

    s

    5

    0

    0

    -1/2

    Примеры решения задач

    Понравился сайт? Расскажи друзьям!

    ru.solverbook.com

Author: admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о