Как пишется стронций в химии

Strontium, ₃₈Sr

Strontium
Pronunciation	(STRON-tee-əm) (STRON-shee-əm)
Appearance	silvery white metallic; with a pale yellow tint[1]
Standard atomic weight Ar°(Sr)	87.62±0.01 87.62±0.01 (abridged)[2]
Strontium in the periodic table
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson Ca ↑ Sr ↓ Ba rubidium ← strontium → yttrium
Atomic number (Z)	38
Group	group 2 (alkaline earth metals)
Period	period 5
Block	s-block
Electron configuration	[Kr] 5s2
Electrons per shell	2, 8, 18, 8, 2[3]
Physical properties
Phase at STP	solid
Melting point	1050 K ​(777 °C, ​1431 °F)
Boiling point	1650 K ​(1377 °C, ​2511 °F)
Density (near r.t.)	2.64 g/cm3
when liquid (at m.p.)	2.375 g/cm3
Heat of fusion	7.43 kJ/mol
Heat of vaporization	141 kJ/mol
Molar heat capacity	26.4 J/(mol·K)
Vapor pressure P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 796 882 990 1139 1345 1646
Atomic properties
Oxidation states	+1,[4] +2 (a strongly basic oxide)
Electronegativity	Pauling scale: 0.95
Ionization energies	1st: 549.5 kJ/mol 2nd: 1064.2 kJ/mol 3rd: 4138 kJ/mol
Atomic radius	empirical: 215 pm
Covalent radius	195±10 pm
Van der Waals radius	249 pm
Spectral lines of strontium
Other properties
Natural occurrence	primordial
Crystal structure	​face-centered cubic (fcc)
Thermal expansion	22.5 µm/(m⋅K) (at 25 °C)
Thermal conductivity	35.4 W/(m⋅K)
Electrical resistivity	132 nΩ⋅m (at 20 °C)
Magnetic ordering	paramagnetic
Molar magnetic susceptibility	−92.0×10−6 cm3/mol (298 K)[5]
Young’s modulus	15.7 GPa
Shear modulus	6.03 GPa
Poisson ratio	0.28
Mohs hardness	1.5
CAS Number	7440-24-6
History
Naming	after the mineral strontianite, itself named after Strontian, Scotland
Discovery	William Cruickshank (1787)
First isolation	Humphry Davy (1808)
Main isotopes of strontium v e
Iso­tope Decay abun­dance half-life (t1/2) mode pro­duct 82Sr syn 25.36 d ε 82Rb 83Sr syn 1.35 d ε 83Rb β+ 83Rb γ – 84Sr 0.56% stable 85Sr syn 64.84 d ε 85Rb γ – 86Sr 9.86% stable 87Sr 7.00% stable 88Sr 82.58% stable 89Sr syn 50.52 d β− 89Y 90Sr trace 28.90 y β− 90Y
Category: Strontium view talk edit | references

Strontium is the chemical element with the symbol Sr and atomic number 38. An alkaline earth metal, strontium is a soft silver-white yellowish metallic element that is highly chemically reactive. The metal forms a dark oxide layer when it is exposed to air. Strontium has physical and chemical properties similar to those of its two vertical neighbors in the periodic table, calcium and barium. It occurs naturally mainly in the minerals celestine and strontianite, and is mostly mined from these.

Both strontium and strontianite are named after Strontian, a village in Scotland near which the mineral was discovered in 1790 by Adair Crawford and William Cruickshank; it was identified as a new element the next year from its crimson-red flame test color. Strontium was first isolated as a metal in 1808 by Humphry Davy using the then newly discovered process of electrolysis. During the 19th century, strontium was mostly used in the production of sugar from sugar beets (see strontian process). At the peak of production of television cathode-ray tubes, as much as 75% of strontium consumption in the United States was used for the faceplate glass.^[6] With the replacement of cathode-ray tubes with other display methods, consumption of strontium has dramatically declined.^[6]

While natural strontium (which is mostly the isotope strontium-88) is stable, the synthetic strontium-90 is radioactive and is one of the most dangerous components of nuclear fallout, as strontium is absorbed by the body in a similar manner to calcium. Natural stable strontium, on the other hand, is not hazardous to health.

Characteristics[edit]

Strontium is a divalent silvery metal with a pale yellow tint whose properties are mostly intermediate between and similar to those of its group neighbors calcium and barium.^[7] It is softer than calcium and harder than barium. Its melting (777 °C) and boiling (1377 °C) points are lower than those of calcium (842 °C and 1484 °C respectively); barium continues this downward trend in the melting point (727 °C), but not in the boiling point (1900 °C). The density of strontium (2.64 g/cm³) is similarly intermediate between those of calcium (1.54 g/cm³) and barium (3.594 g/cm³).^[8] Three allotropes of metallic strontium exist, with transition points at 235 and 540 °C.^[9]

The standard electrode potential for the Sr²⁺/Sr couple is −2.89 V, approximately midway between those of the Ca²⁺/Ca (−2.84 V) and Ba²⁺/Ba (−2.92 V) couples, and close to those of the neighboring alkali metals.^[10] Strontium is intermediate between calcium and barium in its reactivity toward water, with which it reacts on contact to produce strontium hydroxide and hydrogen gas. Strontium metal burns in air to produce both strontium oxide and strontium nitride, but since it does not react with nitrogen below 380 °C, at room temperature it forms only the oxide spontaneously.^[8] Besides the simple oxide SrO, the peroxide SrO₂ can be made by direct oxidation of strontium metal under a high pressure of oxygen, and there is some evidence for a yellow superoxide Sr(O₂)₂.^[11] Strontium hydroxide, Sr(OH)₂, is a strong base, though it is not as strong as the hydroxides of barium or the alkali metals.^[12] All four dihalides of strontium are known.^[13]

Due to the large size of the heavy s-block elements, including strontium, a vast range of coordination numbers is known, from 2, 3, or 4 all the way to 22 or 24 in SrCd₁₁ and SrZn₁₃. The Sr²⁺ ion is quite large, so that high coordination numbers are the rule.^[14] The large size of strontium and barium plays a significant part in stabilising strontium complexes with polydentate macrocyclic ligands such as crown ethers: for example, while 18-crown-6 forms relatively weak complexes with calcium and the alkali metals, its strontium and barium complexes are much stronger.^[15]

Organostrontium compounds contain one or more strontium–carbon bonds. They have been reported as intermediates in Barbier-type reactions.^[16][17][18] Although strontium is in the same group as magnesium, and organomagnesium compounds are very commonly used throughout chemistry, organostrontium compounds are not similarly widespread because they are more difficult to make and more reactive. Organostrontium compounds tend to be more similar to organoeuropium or organosamarium compounds due to the similar ionic radii of these elements (Sr²⁺ 118 pm; Eu²⁺ 117 pm; Sm²⁺ 122 pm). Most of these compounds can only be prepared at low temperatures; bulky ligands tend to favor stability. For example, strontium dicyclopentadienyl, Sr(C₅H₅)₂, must be made by directly reacting strontium metal with mercurocene or cyclopentadiene itself; replacing the C₅H₅ ligand with the bulkier C₅(CH₃)₅ ligand on the other hand increases the compound’s solubility, volatility, and kinetic stability.^[19]

Because of its extreme reactivity with oxygen and water, strontium occurs naturally only in compounds with other elements, such as in the minerals strontianite and celestine. It is kept under a liquid hydrocarbon such as mineral oil or kerosene to prevent oxidation; freshly exposed strontium metal rapidly turns a yellowish color with the formation of the oxide. Finely powdered strontium metal is pyrophoric, meaning that it will ignite spontaneously in air at room temperature. Volatile strontium salts impart a bright red color to flames, and these salts are used in pyrotechnics and in the production of flares.^[8] Like calcium and barium, as well as the alkali metals and the divalent lanthanides europium and ytterbium, strontium metal dissolves directly in liquid ammonia to give a dark blue solution of solvated electrons.^[7]

Isotopes[edit]

Natural strontium is a mixture of four stable isotopes: ⁸⁴Sr, ⁸⁶Sr, ⁸⁷Sr, and ⁸⁸Sr.^[8] Their abundance increases with increasing mass number and the heaviest, ⁸⁸Sr, makes up about 82.6% of all natural strontium, though the abundance varies due to the production of radiogenic ⁸⁷Sr as the daughter of long-lived beta-decaying ⁸⁷Rb.^[20] This is the basis of rubidium–strontium dating. Of the unstable isotopes, the primary decay mode of the isotopes lighter than ⁸⁵Sr is electron capture or positron emission to isotopes of rubidium, and that of the isotopes heavier than ⁸⁸Sr is electron emission to isotopes of yttrium. Of special note are ⁸⁹Sr and ⁹⁰Sr. The former has a half-life of 50.6 days and is used to treat bone cancer due to strontium’s chemical similarity and hence ability to replace calcium.^[21][22] While ⁹⁰Sr (half-life 28.90 years) has been used similarly, it is also an isotope of concern in fallout from nuclear weapons and nuclear accidents due to its production as a fission product. Its presence in bones can cause bone cancer, cancer of nearby tissues, and leukemia.^[23] The 1986 Chernobyl nuclear accident contaminated about 30,000 km² with greater than 10 kBq/m² with ⁹⁰Sr, which accounts for about 5% of the ⁹⁰Sr which was in the reactor core.^[24]

History[edit]

Strontium is named after the Scottish village of Strontian (Gaelic Sròn an t-Sìthein), where it was discovered in the ores of the lead mines.^[25]

In 1790, Adair Crawford, a physician engaged in the preparation of barium, and his colleague William Cruickshank, recognised that the Strontian ores exhibited properties that differed from those in other «heavy spars» sources.^[26] This allowed Crawford to conclude on page 355 «… it is probable indeed, that the scotch mineral is a new species of earth which has not hitherto been sufficiently examined.» The physician and mineral collector Friedrich Gabriel Sulzer analysed together with Johann Friedrich Blumenbach the mineral from Strontian and named it strontianite. He also came to the conclusion that it was distinct from the witherite and contained a new earth (neue Grunderde).^[27] In 1793 Thomas Charles Hope, a professor of chemistry at the University of Glasgow studied the mineral^[28][29] and proposed the name strontites.^[30][31][32] He confirmed the earlier work of Crawford and recounted: «… Considering it a peculiar earth I thought it necessary to give it an name. I have called it Strontites, from the place it was found; a mode of derivation in my opinion, fully as proper as any quality it may possess, which is the present fashion.» The element was eventually isolated by Sir Humphry Davy in 1808 by the electrolysis of a mixture containing strontium chloride and mercuric oxide, and announced by him in a lecture to the Royal Society on 30 June 1808.^[33] In keeping with the naming of the other alkaline earths, he changed the name to strontium.^{[34][35][36][37][38]}

The first large-scale application of strontium was in the production of sugar from sugar beet. Although a crystallisation process using strontium hydroxide was patented by Augustin-Pierre Dubrunfaut in 1849^[39] the large scale introduction came with the improvement of the process in the early 1870s. The German sugar industry used the process well into the 20th century. Before World War I the beet sugar industry used 100,000 to 150,000 tons of strontium hydroxide for this process per year.^[40] The strontium hydroxide was recycled in the process, but the demand to substitute losses during production was high enough to create a significant demand initiating mining of strontianite in the Münsterland. The mining of strontianite in Germany ended when mining of the celestine deposits in Gloucestershire started.^[41] These mines supplied most of the world strontium supply from 1884 to 1941. Although the celestine deposits in the Granada basin were known for some time the large scale mining did not start before the 1950s.^[42]

During atmospheric nuclear weapons testing, it was observed that strontium-90 is one of the nuclear fission products with a relatively high yield. The similarity to calcium and the chance that the strontium-90 might become enriched in bones made research on the metabolism of strontium an important topic.^[43][44]

Occurrence[edit]

Strontium commonly occurs in nature, being the 15th most abundant element on Earth (its heavier congener barium being the 14th), estimated to average approximately 360 parts per million in the Earth’s crust^[45] and is found chiefly as the sulfate mineral celestine (SrSO₄) and the carbonate strontianite (SrCO₃). Of the two, celestine occurs much more frequently in deposits of sufficient size for mining. Because strontium is used most often in the carbonate form, strontianite would be the more useful of the two common minerals, but few deposits have been discovered that are suitable for development.^[46] Because of the way it reacts with air and water, strontium only exists in nature when combined to form minerals. Naturally occurring strontium is stable, but its synthetic isotope Sr-90 is only produced by nuclear fallout.

In groundwater strontium behaves chemically much like calcium. At intermediate to acidic pH Sr²⁺ is the dominant strontium species. In the presence of calcium ions, strontium commonly forms coprecipitates with calcium minerals such as calcite and anhydrite at an increased pH. At intermediate to acidic pH, dissolved strontium is bound to soil particles by cation exchange.^[47]

The mean strontium content of ocean water is 8 mg/L.^[48][49] At a concentration between 82 and 90 μmol/L of strontium, the concentration is considerably lower than the calcium concentration, which is normally between 9.6 and 11.6 mmol/L.^[50][51] It is nevertheless much higher than that of barium, 13 μg/L.^[8]

Production[edit]

The three major producers of strontium as celestine as of 2015 are China (150,000 t), Spain (90,000 t), and Mexico (70,000 t); Argentina (10,000 t) and Morocco (2,500 t) are smaller producers. Although strontium deposits occur widely in the United States, they have not been mined since 1959.^[52]

A large proportion of mined celestine (SrSO₄) is converted to the carbonate by two processes. Either the celestine is directly leached with sodium carbonate solution or the celestine is roasted with coal to form the sulfide. The second stage produces a dark-coloured material containing mostly strontium sulfide. This so-called «black ash» is dissolved in water and filtered. Strontium carbonate is precipitated from the strontium sulfide solution by introduction of carbon dioxide.^[53] The sulfate is reduced to the sulfide by the carbothermic reduction:

SrSO₄ + 2 C → SrS + 2 CO₂

About 300,000 tons are processed in this way annually.^[54]

The metal is produced commercially by reducing strontium oxide with aluminium. The strontium is distilled from the mixture.^[54] Strontium metal can also be prepared on a small scale by electrolysis of a solution of strontium chloride in molten potassium chloride:^[10]

Sr²⁺ + 2
e⁻
→ Sr

2 Cl⁻ → Cl₂ + 2
e⁻

Applications[edit]

Consuming 75% of production, the primary use for strontium was in glass for colour television cathode-ray tubes,^[54] where it prevented X-ray emission.^[55][56] This application for strontium has been declining because CRTs are being replaced by other display methods. This decline has a significant influence on the mining and refining of strontium.^[46] All parts of the CRT must absorb X-rays. In the neck and the funnel of the tube, lead glass is used for this purpose, but this type of glass shows a browning effect due to the interaction of the X-rays with the glass. Therefore, the front panel is made from a different glass mixture with strontium and barium to absorb the X-rays. The average values for the glass mixture determined for a recycling study in 2005 is 8.5% strontium oxide and 10% barium oxide.^[57]

Because strontium is so similar to calcium, it is incorporated in the bone. All four stable isotopes are incorporated, in roughly the same proportions they are found in nature. However, the actual distribution of the isotopes tends to vary greatly from one geographical location to another. Thus, analyzing the bone of an individual can help determine the region it came from.^[58][59] This approach helps to identify the ancient migration patterns and the origin of commingled human remains in battlefield burial sites.^[60]

⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios are commonly used to determine the likely provenance areas of sediment in natural systems, especially in marine and fluvial environments. Dasch (1969) showed that surface sediments of Atlantic displayed ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios that could be regarded as bulk averages of the ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios of geological terrains from adjacent landmasses.^[61] A good example of a fluvial-marine system to which Sr isotope provenance studies have been successfully employed is the River Nile-Mediterranean system.^[62] Due to the differing ages of the rocks that constitute the majority of the Blue and White Nile, catchment areas of the changing provenance of sediment reaching the River Nile Delta and East Mediterranean Sea can be discerned through strontium isotopic studies. Such changes are climatically controlled in the Late Quaternary.^[62]

More recently, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios have also been used to determine the source of ancient archaeological materials such as timbers and corn in Chaco Canyon, New Mexico.^{[63][64] 87}Sr/⁸⁶Sr ratios in teeth may also be used to track animal migrations.^[65][66]

Strontium aluminate is frequently used in glow in the dark toys, as it is chemically and biologically inert.^{[citation needed]}

Strontium carbonate and other strontium salts are added to fireworks to give a deep red colour.^[67] This same effect identifies strontium cations in the flame test. Fireworks consume about 5% of the world’s production.^[54] Strontium carbonate is used in the manufacturing of hard ferrite magnets.^[68][69]

Strontium chloride is sometimes used in toothpastes for sensitive teeth. One popular brand includes 10% total strontium chloride hexahydrate by weight.^[70] Small amounts are used in the refining of zinc to remove small amounts of lead impurities.^[8] The metal itself has a limited use as a getter, to remove unwanted gases in vacuums by reacting with them, although barium may also be used for this purpose.^[10]

The ultra-narrow optical transition between the [Kr]5s₂ ¹S₀ electronic ground state and the metastable [Kr]5s5p ³P₀ excited state of ⁸⁷Sr is one of the leading candidates for the future re-definition of the second in terms of an optical transition as opposed to the current definition derived from a microwave transition between different hyperfine ground states of ¹³³Cs.^[71] Current optical atomic clocks operating on this transition already surpass the precision and accuracy of the current definition of the second.

Radioactive strontium[edit]

⁸⁹Sr is the active ingredient in Metastron,^[72] a radiopharmaceutical used for bone pain secondary to metastatic bone cancer. The strontium is processed like calcium by the body, preferentially incorporating it into bone at sites of increased osteogenesis. This localization focuses the radiation exposure on the cancerous lesion.^[22]

⁹⁰Sr has been used as a power source for radioisotope thermoelectric generators (RTGs). ⁹⁰Sr produces approximately 0.93 watts of heat per gram (it is lower for the form of ⁹⁰Sr used in RTGs, which is strontium fluoride).^[73] However, ⁹⁰Sr has one third the lifetime and a lower density than ²³⁸Pu, another RTG fuel. The main advantage of ⁹⁰Sr is that it is cheaper than ²³⁸Pu and is found in nuclear waste. The Soviet Union deployed nearly 1000 of these RTGs on its northern coast as a power source for lighthouses and meteorology stations.^[74][75]

Biological role[edit]

Strontium

Hazards
GHS labelling:
Pictograms
Signal word	Danger
Hazard statements	H261, H315
Precautionary statements	P223, P231+P232, P370+P378, P422[76]
NFPA 704 (fire diamond)	2 0 2 W

Acantharea, a relatively large group of marine radiolarian protozoa, produce intricate mineral skeletons composed of strontium sulfate.^[77] In biological systems, calcium is substituted to a small extent by strontium.^[78]
In the human body, most of the absorbed strontium is deposited in the bones. The ratio of strontium to calcium in human bones is between 1:1000 and 1:2000, roughly in the same range as in the blood serum.^[79]

Effect on the human body[edit]

The human body absorbs strontium as if it were its lighter congener calcium. Because the elements are chemically very similar, stable strontium isotopes do not pose a significant health threat. The average human has an intake of about two milligrams of strontium a day.^[80] In adults, strontium consumed tends to attach only to the surface of bones, but in children, strontium can replace calcium in the mineral of the growing bones and thus lead to bone growth problems.^[81]

The biological half-life of strontium in humans has variously been reported as from 14 to 600 days,^[82][83] 1,000 days,^[84] 18 years,^[85] 30 years^[86] and, at an upper limit, 49 years.^[87] The wide-ranging published biological half-life figures are explained by strontium’s complex metabolism within the body. However, by averaging all excretion paths, the overall biological half-life is estimated to be about 18 years.^[88] The elimination rate of strontium is strongly affected by age and sex, due to differences in bone metabolism.^[89]

The drug strontium ranelate aids bone growth, increases bone density, and lessens the incidence of vertebral, peripheral, and hip fractures.^[90][91] However, strontium ranelate also increases the risk of venous thromboembolism, pulmonary embolism, and serious cardiovascular disorders, including myocardial infarction. Its use is therefore now restricted.^[92] Its beneficial effects are also questionable, since the increased bone density is partially caused by the increased density of strontium over the calcium which it replaces. Strontium also bioaccumulates in the body.^[93] Despite restrictions on strontium ranelate, strontium is still contained in some supplements.^[94][95] There is not much scientific evidence on risks of strontium chloride when taken by mouth. Those with a personal or family history of blood clotting disorders are advised to avoid strontium.^[94][95]

Strontium has been shown to inhibit sensory irritation when applied topically to the skin.^[96][97] Topically applied, strontium has been shown to accelerate the recovery rate of the epidermal permeability barrier (skin barrier).^[98]

Nuclear waste[edit]

Strontium-90 is a radioactive fission product produced by nuclear reactors used in nuclear power. It is a major component of high level radioactivity of nuclear waste and spent nuclear fuel. Its 29-year half life is short enough that its decay heat has been used to power arctic lighthouses, but long enough that it can take hundreds of years to decay to safe levels. Exposure from contaminated water and food may increase the risk of leukemia, bone cancer^[99] and primary hyperparathyroidism.^[100]

Remediation[edit]

Algae has shown selectivity for strontium in studies, where most plants used in bioremediation have not shown selectivity between calcium and strontium, often becoming saturated with calcium, which is greater in quantity and also present in nuclear waste.^[99]

Researchers have looked at the bioaccumulation of strontium by Scenedesmus spinosus (algae) in simulated wastewater. The study claims a highly selective biosorption capacity for strontium of S. spinosus, suggesting that it may be appropriate for use of nuclear wastewater.^[101]

A study of the pond alga Closterium moniliferum using non-radioactive strontium found that varying the ratio of barium to strontium in water improved strontium selectivity.^[99]

See also[edit]

References[edit]

Bibliography[edit]

• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.

External links[edit]

• WebElements.com – Strontium
• Strontium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)

Strontium, ₃₈Sr

Strontium
Pronunciation	(STRON-tee-əm) (STRON-shee-əm)
Appearance	silvery white metallic; with a pale yellow tint[1]
Standard atomic weight Ar°(Sr)	87.62±0.01 87.62±0.01 (abridged)[2]
Strontium in the periodic table
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson Ca ↑ Sr ↓ Ba rubidium ← strontium → yttrium
Atomic number (Z)	38
Group	group 2 (alkaline earth metals)
Period	period 5
Block	s-block
Electron configuration	[Kr] 5s2
Electrons per shell	2, 8, 18, 8, 2[3]
Physical properties
Phase at STP	solid
Melting point	1050 K ​(777 °C, ​1431 °F)
Boiling point	1650 K ​(1377 °C, ​2511 °F)
Density (near r.t.)	2.64 g/cm3
when liquid (at m.p.)	2.375 g/cm3
Heat of fusion	7.43 kJ/mol
Heat of vaporization	141 kJ/mol
Molar heat capacity	26.4 J/(mol·K)
Vapor pressure P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 796 882 990 1139 1345 1646
Atomic properties
Oxidation states	+1,[4] +2 (a strongly basic oxide)
Electronegativity	Pauling scale: 0.95
Ionization energies	1st: 549.5 kJ/mol 2nd: 1064.2 kJ/mol 3rd: 4138 kJ/mol
Atomic radius	empirical: 215 pm
Covalent radius	195±10 pm
Van der Waals radius	249 pm
Spectral lines of strontium
Other properties
Natural occurrence	primordial
Crystal structure	​face-centered cubic (fcc)
Thermal expansion	22.5 µm/(m⋅K) (at 25 °C)
Thermal conductivity	35.4 W/(m⋅K)
Electrical resistivity	132 nΩ⋅m (at 20 °C)
Magnetic ordering	paramagnetic
Molar magnetic susceptibility	−92.0×10−6 cm3/mol (298 K)[5]
Young’s modulus	15.7 GPa
Shear modulus	6.03 GPa
Poisson ratio	0.28
Mohs hardness	1.5
CAS Number	7440-24-6
History
Naming	after the mineral strontianite, itself named after Strontian, Scotland
Discovery	William Cruickshank (1787)
First isolation	Humphry Davy (1808)
Main isotopes of strontium v e
Iso­tope Decay abun­dance half-life (t1/2) mode pro­duct 82Sr syn 25.36 d ε 82Rb 83Sr syn 1.35 d ε 83Rb β+ 83Rb γ – 84Sr 0.56% stable 85Sr syn 64.84 d ε 85Rb γ – 86Sr 9.86% stable 87Sr 7.00% stable 88Sr 82.58% stable 89Sr syn 50.52 d β− 89Y 90Sr trace 28.90 y β− 90Y
Category: Strontium view talk edit | references

Strontium is the chemical element with the symbol Sr and atomic number 38. An alkaline earth metal, strontium is a soft silver-white yellowish metallic element that is highly chemically reactive. The metal forms a dark oxide layer when it is exposed to air. Strontium has physical and chemical properties similar to those of its two vertical neighbors in the periodic table, calcium and barium. It occurs naturally mainly in the minerals celestine and strontianite, and is mostly mined from these.

Both strontium and strontianite are named after Strontian, a village in Scotland near which the mineral was discovered in 1790 by Adair Crawford and William Cruickshank; it was identified as a new element the next year from its crimson-red flame test color. Strontium was first isolated as a metal in 1808 by Humphry Davy using the then newly discovered process of electrolysis. During the 19th century, strontium was mostly used in the production of sugar from sugar beets (see strontian process). At the peak of production of television cathode-ray tubes, as much as 75% of strontium consumption in the United States was used for the faceplate glass.^[6] With the replacement of cathode-ray tubes with other display methods, consumption of strontium has dramatically declined.^[6]

While natural strontium (which is mostly the isotope strontium-88) is stable, the synthetic strontium-90 is radioactive and is one of the most dangerous components of nuclear fallout, as strontium is absorbed by the body in a similar manner to calcium. Natural stable strontium, on the other hand, is not hazardous to health.

Characteristics[edit]

Strontium is a divalent silvery metal with a pale yellow tint whose properties are mostly intermediate between and similar to those of its group neighbors calcium and barium.^[7] It is softer than calcium and harder than barium. Its melting (777 °C) and boiling (1377 °C) points are lower than those of calcium (842 °C and 1484 °C respectively); barium continues this downward trend in the melting point (727 °C), but not in the boiling point (1900 °C). The density of strontium (2.64 g/cm³) is similarly intermediate between those of calcium (1.54 g/cm³) and barium (3.594 g/cm³).^[8] Three allotropes of metallic strontium exist, with transition points at 235 and 540 °C.^[9]

The standard electrode potential for the Sr²⁺/Sr couple is −2.89 V, approximately midway between those of the Ca²⁺/Ca (−2.84 V) and Ba²⁺/Ba (−2.92 V) couples, and close to those of the neighboring alkali metals.^[10] Strontium is intermediate between calcium and barium in its reactivity toward water, with which it reacts on contact to produce strontium hydroxide and hydrogen gas. Strontium metal burns in air to produce both strontium oxide and strontium nitride, but since it does not react with nitrogen below 380 °C, at room temperature it forms only the oxide spontaneously.^[8] Besides the simple oxide SrO, the peroxide SrO₂ can be made by direct oxidation of strontium metal under a high pressure of oxygen, and there is some evidence for a yellow superoxide Sr(O₂)₂.^[11] Strontium hydroxide, Sr(OH)₂, is a strong base, though it is not as strong as the hydroxides of barium or the alkali metals.^[12] All four dihalides of strontium are known.^[13]

Due to the large size of the heavy s-block elements, including strontium, a vast range of coordination numbers is known, from 2, 3, or 4 all the way to 22 or 24 in SrCd₁₁ and SrZn₁₃. The Sr²⁺ ion is quite large, so that high coordination numbers are the rule.^[14] The large size of strontium and barium plays a significant part in stabilising strontium complexes with polydentate macrocyclic ligands such as crown ethers: for example, while 18-crown-6 forms relatively weak complexes with calcium and the alkali metals, its strontium and barium complexes are much stronger.^[15]

Organostrontium compounds contain one or more strontium–carbon bonds. They have been reported as intermediates in Barbier-type reactions.^[16][17][18] Although strontium is in the same group as magnesium, and organomagnesium compounds are very commonly used throughout chemistry, organostrontium compounds are not similarly widespread because they are more difficult to make and more reactive. Organostrontium compounds tend to be more similar to organoeuropium or organosamarium compounds due to the similar ionic radii of these elements (Sr²⁺ 118 pm; Eu²⁺ 117 pm; Sm²⁺ 122 pm). Most of these compounds can only be prepared at low temperatures; bulky ligands tend to favor stability. For example, strontium dicyclopentadienyl, Sr(C₅H₅)₂, must be made by directly reacting strontium metal with mercurocene or cyclopentadiene itself; replacing the C₅H₅ ligand with the bulkier C₅(CH₃)₅ ligand on the other hand increases the compound’s solubility, volatility, and kinetic stability.^[19]

Because of its extreme reactivity with oxygen and water, strontium occurs naturally only in compounds with other elements, such as in the minerals strontianite and celestine. It is kept under a liquid hydrocarbon such as mineral oil or kerosene to prevent oxidation; freshly exposed strontium metal rapidly turns a yellowish color with the formation of the oxide. Finely powdered strontium metal is pyrophoric, meaning that it will ignite spontaneously in air at room temperature. Volatile strontium salts impart a bright red color to flames, and these salts are used in pyrotechnics and in the production of flares.^[8] Like calcium and barium, as well as the alkali metals and the divalent lanthanides europium and ytterbium, strontium metal dissolves directly in liquid ammonia to give a dark blue solution of solvated electrons.^[7]

Isotopes[edit]

Natural strontium is a mixture of four stable isotopes: ⁸⁴Sr, ⁸⁶Sr, ⁸⁷Sr, and ⁸⁸Sr.^[8] Their abundance increases with increasing mass number and the heaviest, ⁸⁸Sr, makes up about 82.6% of all natural strontium, though the abundance varies due to the production of radiogenic ⁸⁷Sr as the daughter of long-lived beta-decaying ⁸⁷Rb.^[20] This is the basis of rubidium–strontium dating. Of the unstable isotopes, the primary decay mode of the isotopes lighter than ⁸⁵Sr is electron capture or positron emission to isotopes of rubidium, and that of the isotopes heavier than ⁸⁸Sr is electron emission to isotopes of yttrium. Of special note are ⁸⁹Sr and ⁹⁰Sr. The former has a half-life of 50.6 days and is used to treat bone cancer due to strontium’s chemical similarity and hence ability to replace calcium.^[21][22] While ⁹⁰Sr (half-life 28.90 years) has been used similarly, it is also an isotope of concern in fallout from nuclear weapons and nuclear accidents due to its production as a fission product. Its presence in bones can cause bone cancer, cancer of nearby tissues, and leukemia.^[23] The 1986 Chernobyl nuclear accident contaminated about 30,000 km² with greater than 10 kBq/m² with ⁹⁰Sr, which accounts for about 5% of the ⁹⁰Sr which was in the reactor core.^[24]

History[edit]

Strontium is named after the Scottish village of Strontian (Gaelic Sròn an t-Sìthein), where it was discovered in the ores of the lead mines.^[25]

In 1790, Adair Crawford, a physician engaged in the preparation of barium, and his colleague William Cruickshank, recognised that the Strontian ores exhibited properties that differed from those in other «heavy spars» sources.^[26] This allowed Crawford to conclude on page 355 «… it is probable indeed, that the scotch mineral is a new species of earth which has not hitherto been sufficiently examined.» The physician and mineral collector Friedrich Gabriel Sulzer analysed together with Johann Friedrich Blumenbach the mineral from Strontian and named it strontianite. He also came to the conclusion that it was distinct from the witherite and contained a new earth (neue Grunderde).^[27] In 1793 Thomas Charles Hope, a professor of chemistry at the University of Glasgow studied the mineral^[28][29] and proposed the name strontites.^[30][31][32] He confirmed the earlier work of Crawford and recounted: «… Considering it a peculiar earth I thought it necessary to give it an name. I have called it Strontites, from the place it was found; a mode of derivation in my opinion, fully as proper as any quality it may possess, which is the present fashion.» The element was eventually isolated by Sir Humphry Davy in 1808 by the electrolysis of a mixture containing strontium chloride and mercuric oxide, and announced by him in a lecture to the Royal Society on 30 June 1808.^[33] In keeping with the naming of the other alkaline earths, he changed the name to strontium.^{[34][35][36][37][38]}

The first large-scale application of strontium was in the production of sugar from sugar beet. Although a crystallisation process using strontium hydroxide was patented by Augustin-Pierre Dubrunfaut in 1849^[39] the large scale introduction came with the improvement of the process in the early 1870s. The German sugar industry used the process well into the 20th century. Before World War I the beet sugar industry used 100,000 to 150,000 tons of strontium hydroxide for this process per year.^[40] The strontium hydroxide was recycled in the process, but the demand to substitute losses during production was high enough to create a significant demand initiating mining of strontianite in the Münsterland. The mining of strontianite in Germany ended when mining of the celestine deposits in Gloucestershire started.^[41] These mines supplied most of the world strontium supply from 1884 to 1941. Although the celestine deposits in the Granada basin were known for some time the large scale mining did not start before the 1950s.^[42]

During atmospheric nuclear weapons testing, it was observed that strontium-90 is one of the nuclear fission products with a relatively high yield. The similarity to calcium and the chance that the strontium-90 might become enriched in bones made research on the metabolism of strontium an important topic.^[43][44]

Occurrence[edit]

Strontium commonly occurs in nature, being the 15th most abundant element on Earth (its heavier congener barium being the 14th), estimated to average approximately 360 parts per million in the Earth’s crust^[45] and is found chiefly as the sulfate mineral celestine (SrSO₄) and the carbonate strontianite (SrCO₃). Of the two, celestine occurs much more frequently in deposits of sufficient size for mining. Because strontium is used most often in the carbonate form, strontianite would be the more useful of the two common minerals, but few deposits have been discovered that are suitable for development.^[46] Because of the way it reacts with air and water, strontium only exists in nature when combined to form minerals. Naturally occurring strontium is stable, but its synthetic isotope Sr-90 is only produced by nuclear fallout.

In groundwater strontium behaves chemically much like calcium. At intermediate to acidic pH Sr²⁺ is the dominant strontium species. In the presence of calcium ions, strontium commonly forms coprecipitates with calcium minerals such as calcite and anhydrite at an increased pH. At intermediate to acidic pH, dissolved strontium is bound to soil particles by cation exchange.^[47]

The mean strontium content of ocean water is 8 mg/L.^[48][49] At a concentration between 82 and 90 μmol/L of strontium, the concentration is considerably lower than the calcium concentration, which is normally between 9.6 and 11.6 mmol/L.^[50][51] It is nevertheless much higher than that of barium, 13 μg/L.^[8]

Production[edit]

The three major producers of strontium as celestine as of 2015 are China (150,000 t), Spain (90,000 t), and Mexico (70,000 t); Argentina (10,000 t) and Morocco (2,500 t) are smaller producers. Although strontium deposits occur widely in the United States, they have not been mined since 1959.^[52]

A large proportion of mined celestine (SrSO₄) is converted to the carbonate by two processes. Either the celestine is directly leached with sodium carbonate solution or the celestine is roasted with coal to form the sulfide. The second stage produces a dark-coloured material containing mostly strontium sulfide. This so-called «black ash» is dissolved in water and filtered. Strontium carbonate is precipitated from the strontium sulfide solution by introduction of carbon dioxide.^[53] The sulfate is reduced to the sulfide by the carbothermic reduction:

SrSO₄ + 2 C → SrS + 2 CO₂

About 300,000 tons are processed in this way annually.^[54]

The metal is produced commercially by reducing strontium oxide with aluminium. The strontium is distilled from the mixture.^[54] Strontium metal can also be prepared on a small scale by electrolysis of a solution of strontium chloride in molten potassium chloride:^[10]

Sr²⁺ + 2
e⁻
→ Sr

2 Cl⁻ → Cl₂ + 2
e⁻

Applications[edit]

Consuming 75% of production, the primary use for strontium was in glass for colour television cathode-ray tubes,^[54] where it prevented X-ray emission.^[55][56] This application for strontium has been declining because CRTs are being replaced by other display methods. This decline has a significant influence on the mining and refining of strontium.^[46] All parts of the CRT must absorb X-rays. In the neck and the funnel of the tube, lead glass is used for this purpose, but this type of glass shows a browning effect due to the interaction of the X-rays with the glass. Therefore, the front panel is made from a different glass mixture with strontium and barium to absorb the X-rays. The average values for the glass mixture determined for a recycling study in 2005 is 8.5% strontium oxide and 10% barium oxide.^[57]

Because strontium is so similar to calcium, it is incorporated in the bone. All four stable isotopes are incorporated, in roughly the same proportions they are found in nature. However, the actual distribution of the isotopes tends to vary greatly from one geographical location to another. Thus, analyzing the bone of an individual can help determine the region it came from.^[58][59] This approach helps to identify the ancient migration patterns and the origin of commingled human remains in battlefield burial sites.^[60]

⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios are commonly used to determine the likely provenance areas of sediment in natural systems, especially in marine and fluvial environments. Dasch (1969) showed that surface sediments of Atlantic displayed ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios that could be regarded as bulk averages of the ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios of geological terrains from adjacent landmasses.^[61] A good example of a fluvial-marine system to which Sr isotope provenance studies have been successfully employed is the River Nile-Mediterranean system.^[62] Due to the differing ages of the rocks that constitute the majority of the Blue and White Nile, catchment areas of the changing provenance of sediment reaching the River Nile Delta and East Mediterranean Sea can be discerned through strontium isotopic studies. Such changes are climatically controlled in the Late Quaternary.^[62]

More recently, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios have also been used to determine the source of ancient archaeological materials such as timbers and corn in Chaco Canyon, New Mexico.^{[63][64] 87}Sr/⁸⁶Sr ratios in teeth may also be used to track animal migrations.^[65][66]

Strontium aluminate is frequently used in glow in the dark toys, as it is chemically and biologically inert.^{[citation needed]}

Strontium carbonate and other strontium salts are added to fireworks to give a deep red colour.^[67] This same effect identifies strontium cations in the flame test. Fireworks consume about 5% of the world’s production.^[54] Strontium carbonate is used in the manufacturing of hard ferrite magnets.^[68][69]

Strontium chloride is sometimes used in toothpastes for sensitive teeth. One popular brand includes 10% total strontium chloride hexahydrate by weight.^[70] Small amounts are used in the refining of zinc to remove small amounts of lead impurities.^[8] The metal itself has a limited use as a getter, to remove unwanted gases in vacuums by reacting with them, although barium may also be used for this purpose.^[10]

The ultra-narrow optical transition between the [Kr]5s₂ ¹S₀ electronic ground state and the metastable [Kr]5s5p ³P₀ excited state of ⁸⁷Sr is one of the leading candidates for the future re-definition of the second in terms of an optical transition as opposed to the current definition derived from a microwave transition between different hyperfine ground states of ¹³³Cs.^[71] Current optical atomic clocks operating on this transition already surpass the precision and accuracy of the current definition of the second.

Radioactive strontium[edit]

⁸⁹Sr is the active ingredient in Metastron,^[72] a radiopharmaceutical used for bone pain secondary to metastatic bone cancer. The strontium is processed like calcium by the body, preferentially incorporating it into bone at sites of increased osteogenesis. This localization focuses the radiation exposure on the cancerous lesion.^[22]

⁹⁰Sr has been used as a power source for radioisotope thermoelectric generators (RTGs). ⁹⁰Sr produces approximately 0.93 watts of heat per gram (it is lower for the form of ⁹⁰Sr used in RTGs, which is strontium fluoride).^[73] However, ⁹⁰Sr has one third the lifetime and a lower density than ²³⁸Pu, another RTG fuel. The main advantage of ⁹⁰Sr is that it is cheaper than ²³⁸Pu and is found in nuclear waste. The Soviet Union deployed nearly 1000 of these RTGs on its northern coast as a power source for lighthouses and meteorology stations.^[74][75]

Biological role[edit]

Strontium

Hazards
GHS labelling:
Pictograms
Signal word	Danger
Hazard statements	H261, H315
Precautionary statements	P223, P231+P232, P370+P378, P422[76]
NFPA 704 (fire diamond)	2 0 2 W

Acantharea, a relatively large group of marine radiolarian protozoa, produce intricate mineral skeletons composed of strontium sulfate.^[77] In biological systems, calcium is substituted to a small extent by strontium.^[78]
In the human body, most of the absorbed strontium is deposited in the bones. The ratio of strontium to calcium in human bones is between 1:1000 and 1:2000, roughly in the same range as in the blood serum.^[79]

Effect on the human body[edit]

The human body absorbs strontium as if it were its lighter congener calcium. Because the elements are chemically very similar, stable strontium isotopes do not pose a significant health threat. The average human has an intake of about two milligrams of strontium a day.^[80] In adults, strontium consumed tends to attach only to the surface of bones, but in children, strontium can replace calcium in the mineral of the growing bones and thus lead to bone growth problems.^[81]

The biological half-life of strontium in humans has variously been reported as from 14 to 600 days,^[82][83] 1,000 days,^[84] 18 years,^[85] 30 years^[86] and, at an upper limit, 49 years.^[87] The wide-ranging published biological half-life figures are explained by strontium’s complex metabolism within the body. However, by averaging all excretion paths, the overall biological half-life is estimated to be about 18 years.^[88] The elimination rate of strontium is strongly affected by age and sex, due to differences in bone metabolism.^[89]

The drug strontium ranelate aids bone growth, increases bone density, and lessens the incidence of vertebral, peripheral, and hip fractures.^[90][91] However, strontium ranelate also increases the risk of venous thromboembolism, pulmonary embolism, and serious cardiovascular disorders, including myocardial infarction. Its use is therefore now restricted.^[92] Its beneficial effects are also questionable, since the increased bone density is partially caused by the increased density of strontium over the calcium which it replaces. Strontium also bioaccumulates in the body.^[93] Despite restrictions on strontium ranelate, strontium is still contained in some supplements.^[94][95] There is not much scientific evidence on risks of strontium chloride when taken by mouth. Those with a personal or family history of blood clotting disorders are advised to avoid strontium.^[94][95]

Strontium has been shown to inhibit sensory irritation when applied topically to the skin.^[96][97] Topically applied, strontium has been shown to accelerate the recovery rate of the epidermal permeability barrier (skin barrier).^[98]

Nuclear waste[edit]

Strontium-90 is a radioactive fission product produced by nuclear reactors used in nuclear power. It is a major component of high level radioactivity of nuclear waste and spent nuclear fuel. Its 29-year half life is short enough that its decay heat has been used to power arctic lighthouses, but long enough that it can take hundreds of years to decay to safe levels. Exposure from contaminated water and food may increase the risk of leukemia, bone cancer^[99] and primary hyperparathyroidism.^[100]

Remediation[edit]

Algae has shown selectivity for strontium in studies, where most plants used in bioremediation have not shown selectivity between calcium and strontium, often becoming saturated with calcium, which is greater in quantity and also present in nuclear waste.^[99]

Researchers have looked at the bioaccumulation of strontium by Scenedesmus spinosus (algae) in simulated wastewater. The study claims a highly selective biosorption capacity for strontium of S. spinosus, suggesting that it may be appropriate for use of nuclear wastewater.^[101]

A study of the pond alga Closterium moniliferum using non-radioactive strontium found that varying the ratio of barium to strontium in water improved strontium selectivity.^[99]

See also[edit]

References[edit]

Bibliography[edit]

• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.

External links[edit]

• WebElements.com – Strontium
• Strontium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)

Стронций
Мягкий серебристо-белый металл
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
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)
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
Структура решётки	кубическая гранецентрированая
Параметры решётки	6,080 Å
Температура Дебая	147 K
Теплопроводность	(300 K) (35,4) Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-24-6

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.

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:

• SrAl₃(AsO₄)SO₄(OH)₆ — кеммлицит;
• Sr₂Al(CO₃)F₅ — стенонит;
• SrAl₂(CO₃)₂(OH)₄·H₂O — стронциодрессерит;
• SrAl₃(PO₄)₂(OH)₅·H₂O  — гойясит;
• Sr₂Al(PO₄)₂OH — гудкенит;
• SrAl₃(PO₄)SO_·4(OH)₆ — сванбергит;
• Sr(AlSiO₄)₂ — слосонит;
• Sr(AlSi₃O₈)₂·5H₂O  — брюстерит;
• Sr₅(AsO₄)₃F — ферморит;
• Sr₂(B₁₄O₂₃)·8H₂O  — стронциоджинорит;
• Sr₂(B₅O₉)Cl·H₂O  — стронциохильгардит;
• SrFe₃(PO₄)₂(OH)₅·H₂O  — люсуньит;
• SrMn₂(VO₄)₂4H₂O  — сантафеит;
• Sr₅(PO₄)₃OH — беловит;
• SrV(Si₂O₇) — харадаит;
• SrB₂Si₂O₈ — пековит.

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:

 Sr + 2H₂O → Sr(OH)₂ + H₂↑

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:

 5Sr + 2CO₂ → SrC₂ + 4SrO

Легкорастворимы соли стронция с анионами Cl⁻, I⁻, NO₃⁻. Соли с анионами F⁻, SO₄²⁻, CO₃²⁻, PO₄³⁻ 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.

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 лёгкие)
6. 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

Основная статья: Изотопы стронция

В природе стронций встречается в виде смеси четырёх стабильных изотопов ⁸⁴Sr (0,56(2) %), ⁸⁶Sr (9,86(20) %), ⁸⁷Sr (7,00(20) %), ⁸⁸Sr (82,58(35) %). Проценты указаны по числу атомов. Известны также радиоактивные изотопы стронция с массовым числом от 73 до 105. Лёгкие изотопы (до ⁸⁵Sr включительно, а также изомер ^87mSr) испытывают электронный захват, распадаясь в соответствующие изотопы рубидия. Тяжёлые изотопы, начиная с ⁸⁹Sr, испытывают β⁻-распад, переходя в соответствующие изотопы иттрия. Наиболее долгоживущим и важным в практическом плане среди радиоактивных изотопов стронция является ⁹⁰Sr.

Стронций-90

Основная статья: Стронций-90

Изотоп стронция ⁹⁰Sr является радиоактивным с периодом полураспада 28,78 года. ⁹⁰Sr претерпевает β⁻-распад, переходя в радиоактивный ⁹⁰Y (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.

⁹⁰Sr 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 ⁹⁰Se → ⁹⁰Br → ⁹⁰Kr → ⁹⁰Rb → ⁹⁰Sr), 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).

38 Рубидий ← Стронций → Иттрий 38Sr
Внешний вид простого вещества
Мягкий серебристо-белый металл
Свойства атома
Имя, символ, номер	Стронций / Strontium (Sr), 38
Атомная масса (молярная масса)	87,62 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	1 042 K
Температура кипения	1657 K
Теплота плавления	9,20 кДж/моль
Теплота испарения	144 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	26,79[1] Дж/(K·моль)
Молярный объём	33,7 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая гранецентрированая
Параметры решётки	6,080 Å
Температура Дебая	[2] 147 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) (35,4) Вт/(м·К)

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.

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 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. 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:

• SrAl₃(AsO₄)SO₄(OH)₆ — кеммлицит;
• Sr₂Al(CO₃)F₅ — стенонит;
• SrAl₂(CO₃)₂(OH)₄•Н₂О — стронциодрессерит;
• SrAl₃(PO₄)₂(OH)₅•Н₂О — гойясит;
• Sr₂Al(PO₄)₂OH — гудкенит;
• SrAl₃(PO₄)SO₄(OH)₆ — сванбергит;
• Sr(AlSiO₄)₂ — слосонит;
• Sr(AlSi₃O₈)₂•5Н₂О — брюстерит;
• Sr₅(AsO₄)₃F — ферморит;
• Sr₂(B₁₄O₂₃)•8Н₂О — стронциоджинорит;
• Sr₂(B₅O₉)Cl•Н₂О — стронциохильгардит;
• SrFe₃(PO₄)₂(OH)₅•Н₂О — люсуньит;
• SrMn₂(VO₄)₂•4Н₂О — сантафеит;
• Sr₅(PO₄)₃OH — беловит;
• SrV(Si₂O₇) — харадаит.

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 ⁸⁴Sr (0,56 %), ⁸⁶Sr (9,86 %), ⁸⁷Sr (7,02 %), ⁸⁸Sr (82,56 %).

Месторождения

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

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 215^оС устойчива кубическая гранецентрированная модификация (α-Sr), между 215 и 605^оС — гексагональная (β-Sr), выше 605^оС — кубическая объемно-центрированная модификация (γ-Sr).

Температура плавления — 768^оС, Температура кипения — 1390^оС.

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:

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^оС), азотом (выше 400^оС). Практически не реагирует с щелочами.

При высоких температурах реагирует с CO₂, образуя карбид:

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 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.

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.

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 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].

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^[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.

Пути попадания:

1. вода (предельно допустимая концентрация стронция в воде в РФ — 8 мг/л, а в США — 4 мг/л^[8])
2. пища (томаты, свёкла, укроп, петрушка, редька, редис, лук, капуста, ячмень, рожь, пшеница)
3. интратрахеальное поступление
4. через кожу (накожное)
5. ингаляционное (через лёгкие)
6. 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

Стронций-90

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 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).

Примечания

Ссылки

• Стронций на Webelements
• Стронций в Популярной библиотеке химических элементов

Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
	1	2															3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	H		He
2	Li	Be		B	C	N	O	F	Ne
3	Na	Mg		Al	Si	P	S	Cl	Ar
4	K	Ca		Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
5	Rb	Sr		Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
6	Cs	Ba	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
7	Fr	Ra	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Uut	Fl	Uup	Lv	Uus	Uuo
Щелочные металлы  Щёлочноземельные металлы  Лантаноиды Актиноиды Переходные металлы Другие металлы Металлоиды Другие неметаллы Галогены Инертные газы

Электрохимический ряд активности металлов
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 Элементы расположены в порядке возрастания стандартного электродного потенциала.

Соединения стронция

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) • Иодид стронция (SrI2) • 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)

Стронций

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.

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

Получение

Существуют 3 способа получения металлического стронция:

1. термическое разложение некоторых соединений
2. электролиз
3. 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.

Химические свойства

---

Источник: Википедия

Другие заметки по химии

Физические свойства

Стронций Sr — это щелочноземельный металл. Светло-желтый, ковкий. Реакционноспособный; Сильный восстановитель.

Относительная молекулярная масса M_r = 87,62; относительная плотность для твердого и жидкого состояния d = 2,63; t_пл = 768º C; t_кип = 1390º C.

Способ получения 

1. В результате реакции между оксидом стронция и алюминием при 1200º С образуются стронций и алюминат стронция :

4SrO + 2Al = 3Sr + Sr(AlO₂)₂

2. Хлорид стронция взаимодействует с алюминием при 600 — 700º С образуя стронций и хлорид стронция:

3SrCl₂ + 2Al = 3Sr + 2AlCl₃

3. В результате электролиза жидкого хлорида стронция образуется стронций и хлор:

SrCl₂ = Sr + Cl₂↑

4. Сульфид стронция разлагается при температуре выше 2000º С с образованием стронция и серы:

SrS = Sr + S

Качественная реакция

Окрашивает пламя газовой горелки в ярко-красный цвет.

Химические свойства

1. Стронций — сильный восстановитель. Поэтому он реагирует почти со всеми неметаллами:

1.1. Стронций взаимодействует с азотом при 450 — 500º С образуя нитрид стронция:

3Sr + N₂ = Sr₃N₂

1.2. Стронций сгорает в кислороде (воздухе) при выше 250º С с образованием оксида стронция:

2Sr + O₂ = 2SrO

1.3. Стронций активно реагирует при 200 — 400º С с хлором. При этом образуется хлорид стронция:

Sr + Cl₂ = SrCl₂

1.4. С водородом стронций реагирует при температуре 200 — 500º C с образованием гидрида стронция:

Sr + H₂ = SrH₂

1.5. Стронций вступает в реакцию при 500º С с углеродом и образует карбид стронция:

Sr + 2C = SrC₂

2. Стронций активно взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Стронций реагирует при комнатной температуре  с водой. Взаимодействие стронция с водой приводит к образованию гидроксида стронция и газа водорода:

Sr + 2H₂O = Sr(OH)₂↓ + H₂↑,

2.2. Стронций взаимодействует с кислотами:

2.2.1. Стронций реагирует с разбавленной соляной кислотой, при этом образуются хлорид стронция и водород:

Sr  +  2HCl  =  SrCl₂  +  H₂ ↑

2.2.2. Реагируя с разбавленной азотной кислотой стронций образует нитрат стронция, оксид азота (I) и воду:

4Sr + 10HNO₃= 4Sr(NO₃)₂ + N₂O↑ + 5H₂O,

а если стронций будет взаимодействовать с очень разбавленной азотной кислотой, то на выходе будет образовываться нитрат стронция, нитрат аммония и вода:

4Sr + 10HNO₃ = 4Sr(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

2.3. Стронций вступает в реакцию с газом аммиаком при 600 — 650º С. В результате данной реакции образуется нитрид стронция.

в результате взаимодействия жидкого аммиака и стронция в присутствии катализатора Pt происходит образование амида стронция и воды

Sr + 2NH₃ = Sr(NH₂)₂↓ + H₂

Энергия ионизации

Чем ближе электрон к центру атома — тем больше энергии необходимо, что бы его оторвать.
Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома называется энергией ионизации и обозначается E_o.
Если не указано иное, то энергия ионизации — это энергия отрыва первого электрона, также существуют энергии
ионизации для каждого последующего электрона.

Энергия ионизации Sr:
E_o = 549 кДж/моль

— Что такое ион читайте в статье.

---

Перейти к другим элементам таблицы менделеева

Где Sr в таблице менделеева?

Скачать таблицу менделеева в хорошем качестве

Содержание статьи

• История открытия элемента.
• Характеристика простого вещества и промышленное получение металлического стронция.
• Соединения стронция.
• Биологическая роль стронция.
• Применение стронция-90.

СТРОНЦИЙ – (Strontium) Sr – химический элемент 2-й (IIa) группы Периодиче-ской системы, щелочноземельный элемент. Атомный номер 38, относительная атомная масса 87,62.

Природный стронций состоит из четырех стабильных изотопов ⁸⁸Sr (82,56%), ⁸⁶Sr (9,86%), ⁸⁷Sr (7,02%) и ⁸⁴Sr (0,56%). Распространенность изотопов стронция варьируетcя в связи с образованием ⁸⁷Sr за счет распада природного ⁸⁷Rb. По этой причине точный изотопный состав стронция в породе или минерале, которые содержат рубидий, зависит от возраста и отношения Rb/Sr в данной породе или минерале.

Искусственно получены радиоактивные изотопы с массовыми числами от 80 до 97, в том числе ⁹⁰Sr (Т 1/2 = 29,12 года), образующийся при делении урана. Степень окисления +2, очень редко +1.

История открытия элемента.

Свое название стронций получил от минерала стронцианита, найденного в 1787 в свинцовом руднике около Стронциана (Шотландия). В 1790 английским химиком Адером Кроуфордом (Crawford Ader) (1748–1795) было показано, что стронцианит содержит новую, еще неизвестную «землю». Эту особенность стронцианита установил также и немецкий химик Мартин Генрих Клапрот (Klaproth Martin Heinrich) (1743–1817). Английский химик Т.Хоп (Hope T.) в 1791 доказал, что в стронцианите содержится новый элемент. Он четко разграничил соединения бария, стронция и кальция, используя, помимо других методов, характерную окраску пламени: желто-зеленую для бария, ярко-красную для стронция и оранжево-красную для кальция.

Независимо от западных ученых, петербургский академик Тобиаш (Товий Егорович) Ловиц (1757–1804) в 1792, исследуя минерал барит, пришел к заключению, что в нем, помимо оксида бария, в качестве примеси находится и «стронцианова земля». Он сумел извлечь из тяжелого шпата более 100 г новой «земли» и исследовал ее свойства. Результаты этой работы были опубликованы в 1795. 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 карминово-красный цвет, и, действительно, моя соль… обладала в полной мере этим свойством».

В свободном виде стронций первым выделил английский химик и физик Гемфри Дэви в 1808. Металлический стронций был получен при электролизе его увлажненного гидроксида. Выделявшийся на катоде стронций соединялся с ртутью, образуя амальгаму. Разложив амальгаму нагреванием, Дэви выделил чистый металл.

Распространенность стронция в природе и его промышленное получение. Содержание стронция в земной коре составляет 0,0384%. Он является пятнадцатым по распространенности и следует сразу за барием, немного уступая фтору. В свободном виде стронций не встречается. Он образует около 40 минералов. Наиболее важный из них – целестин SrSO₄. Добывают также стронцианит SrCO₃. Стронций присутствует в качестве изоморфной примеси в различных магниевых, кальциевых и бариевых минералах.

Стронций содержится и в природных водах. В морской воде его концентрация составляет 0,1 мг/л. Это означает, что в водах Мирового океана содержатся миллиарды тонн стронция. Минеральные воды, содержащие стронций, считают перспективным сырьем для выделения этого элемента. В океане часть стронция концентрируется в железомарганцевых конкрециях (4900 т в год). Стронций накапливается также простейшими морскими организмами – радиоляриями, скелет которых построен из SrSO₄.

Общее содержание стронция в почвах составляет 0,035 масс. %. Хорошими аккумуляторами стронция на суше являются многие растения, особенно бобовые.

Доскональная оценка мировых промышленных ресурсов стронция не проводилась, но полагают, что они превышают 1 млрд. т.

Наиболее крупные залежи целестина – в Мексике, Испании и Турции. В России подобные месторождения есть в Хакассии, Пермской и Тульской области. Однако потребности в стронции в нашей стране удовлетворяются, в основном, за счет импорта, а также переработки апатитового концентрата, где карбонат стронция составляет 2,4%. Специалисты считают, что добыча стронция в недавно открытом Кишертском месторождении (Пермская область) может повлиять на ситуацию на мировом рынке этого продукта. Цена на пермский стронций может оказаться примерно в 1,5 раза ниже, чем на американский, стоимость которого сейчас составляет около 1200 долл. за тонну.

Характеристика простого вещества и промышленное получение металлического стронция.

Металлический стронций имеет серебристо-белую окраску. В неочищенном состоянии он окрашен в бледно-желтый цвет. Это сравнительно мягкий металл, легко режется ножом. При комнатной температуре стронций имеет кубическую гранецентрированную решетку (a-Sr); при температуре выше 231° С превращается в гексагональную модификацию (b-Sr); при 623° С переходит в кубическую объёмноцентрированную модификацию (g-Sr). Стронций относится к легким металлам, плотность его a-формы 2,63г/см3 (20° С). Температура плавления стронция равна 768° С, температура кипения составляет 1390° С.

Являясь щелочноземельным металлом, стронций активно реагирует с неметаллами. При комнатной температуре металлический стронций покрывается пленкой из оксида и пероксида. При нагревании на воздухе воспламеняется. Стронций легко образует нитрид, гидрид и карбид. При повышенных температурах стронций реагирует с диоксидом углерода:

5Sr + 2CO₂ = SrC₂ + 4SrO

Металлический стронций взаимодействует с водой и кислотами, выделяя из них водород:

Sr + 2H₃O⁺ = Sr²⁺ + H₂­ + 2H₂O

Реакция не идет в тех случаях, когда образуются малорастворимые соли.

Стронций растворяется в жидком аммиаке с образованием темно-синих растворов, из которых при выпаривании можно получить блестящий аммиакат медного цвета Sr(NH₃)₆, постепенно разлагающийся до амида Sr(NH₂)₂.

Для получения металлического стронция из природного сырья целестиновый концентрат сначала восстанавливают при нагревании углем до сульфида стронция. Затем сульфид стронция обрабатывают соляной кислотой, а полученный хлорид стронция обезвоживают. Стронцианитовый концентрат разлагают обжигом при 1200° С, а затем растворяют образовавшийся оксид стронция в воде или кислотах. Нередко стронцианит сразу растворяют в азотной или соляной кислоте.

Металлический стронций получают электролизом смеси расплавленных хлорида стронция (85%) и хлорида калия или аммония (15%) на никелевом или железном катоде при 800° С. Полученный этим методом стронций обычно содержит 0,3–0,4% калия.

Используют также высокотемпературное восстановление оксида стронция алюминием:

4SrO + 2Al = 3Sr + SrO·Al₂O₃

Для металлотермического восстановления оксида стронция применяют также кремний или ферросилиций. Процесс ведут при 1000° С в вакууме в стальной трубке. Хлорид стронция восстанавливают металлическим магнием в атмосфере водорода.

Крупнейшими производителями стронция являются Мексика, Испания, Турция и Великобритания.

Несмотря на довольно большое содержание в земной коре, широкого применения металлический стронций еще не нашел. Как и другие щелочноземельные металлы, он способен очищать черный металл от вредных газов и примесей. Это свойство дает стронцию перспективу применения в металлургии. Кроме того, стронций является легирующей добавкой к сплавам магния, алюминия, свинца, никеля и меди.

Металлический стронций поглощает многие газы и поэтому используется в качестве геттера в электровакуумной технике.

Соединения стронция.

Преобладающая степень окисления (+2) для стронция обусловлена, в первую очередь, его электронной конфигурацией. Он образует многочисленные бинарные соединения и соли. В воде хорошо растворимы хлорид, бромид, иодид, ацетат и некоторые другие соли стронция. Большинство солей стронция мало растворимы; среди них сульфат, фторид, карбонат, оксалат. Малорастворимые соли стронция легко получаются обменными реакциями в водном растворе.

Многие соединения стронция имеют необычное строение. Например, изолированные молекулы галогенидов стронция заметно изогнуты. Валентный угол составляет ~120° для SrF₂ и ~115° – для SrCl₂. Это явление можно объяснить с помощью sd- (а не sp-) гибридизации.

Оксид стронция SrO получают прокаливанием карбоната или дегидратацией гидроксида при температуре красного каления. Энергия решетки и температура плавления этого соединения (2665° С) очень высоки.

При прокаливании оксида стронция в кислородной среде при высоком давлении образуется пероксид SrO₂. Получен также желтый надпероксид Sr(O₂)₂. При взаимодействии с водой оксид стронция образует гидроксид Sr(OH)₂.

Оксид стронция – компонент оксидных катодов (эмиттеров электронов в электровакуумных приборах). Он входит в состав стекла кинескопов цветных телевизоров (поглощает рентгеновское излучение), высокотемпературных сверхпроводников, пиротехнических смесей. Его применяют как исходное вещество для получения металлического стронция.

В 1920 американец Хилл впервые применил матовую глазурь, в состав которой входили оксиды стронция, кальция и цинка, однако этот факт остался незамеченным, и новая глазурь не стала конкурентом традиционных свинцовых глазурей. Лишь в годы Второй мировой войны, когда свинец стал особо дефицитным, вспомнили об открытии Хилла. Это вызвало лавину исследований: в разных странах появились десятки рецептур стронциевых глазурей. Стронциевые глазури не только менее вредны по сравнению со свинцовыми, но и более доступны (карбонат стронция в 3,5 раза дешевле свинцового сурика). При этом им свойственны все положительные качества свинцовых глазурей. Более того, изделия, покрытые такими глазурями, приобретают дополнительную твердость, термостойкость, химическую стойкость.

На основе оксидов 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.

Гидроксид стронция Sr(OH)2 считают умеренно сильным основанием. Он не очень хорошо растворим в воде, поэтому его можно осадить при действии концентрированного раствора щелочи:

SrCl₂ + 2KOH(конц) = Sr(OH) ₂Ї + 2KCl

При обработке кристаллического гидроксида стронция пероксидом водорода образуется SrO₂·8H₂O.

Гидроксид стронция может применяться для выделения сахара из патоки, однако обычно используют более дешевый гидроксид кальция.

Карбонат стронция SrCO₃ мало растворим в воде (2·10^–3 г в 100 г при 25° С). В присутствии избытка диоксида углерода в растворе он превращается в гидрокарбонат Sr(HCO₃)₂.

При нагревании карбонат стронция разлагается на оксид стронция и диоксид углерода. Он взаимодействует с кислотами с выделением диоксида углерода и образованием соответствующих солей:

SrCO₂ + 3HNO₃ = Sr(NO₃)₂ + CO₂­ + H₂O

Основные сферы карбоната стронция в современном мире – производство кинескопов для цветных телевизоров и компьютеров, керамических ферритовых магнитов, керамических глазурей, зубной пасты, антикоррозионных и фосфоресцирующих красок, высокотехнологичной керамики, в пиротехнике. Наиболее емкими направлениями потребления являются первые два. При этом спрос на карбонат стронция в производстве телевизионного стекла повышается с ростом популярности телеэкранов более крупных размеров. Возможно, развитие технологии производства плоских телеэкранов снизит спрос на карбонат стронция для телевизионных дисплеев, однако эксперты в промышленности считают, что в ближайшие 10 лет плоские телеэкраны не станут значительными конкурентами традиционных.

Европа потребляет львиную долю карбоната стронция для производства ферритовых стронциевых магнитов, которые используются в автомобильной промышленности, где они применяются для магнитных задвижек в дверцах автомобилей и тормозных системах. В США и Японии карбонат стронция используют преимущественно в производстве телевизионного стекла.

В течение многих лет крупнейшими в мире производителями карбоната стронция являлись Мексика и Германия, производственные мощности по выпуску этого товара в которых сейчас составляют соответственно 103 тыс. и 95 тыс. т в год. В Германии используют в качестве сырья импортный целестин, а мексиканские заводы работают на местном сырье. В последнее время годовые мощности по производству карбоната стронция расширились в Китае (примерно до 140 тыс. т). Китайский карбонат стронция активно продается в Азии и Европе.

Нитрат стронция Sr(NO₃)₂ хорошо растворим в воде (70,5 г в 100 г при 20° С). Его получают взаимодействием металлического стронция, оксида, гидроксида или карбоната стронция с азотной кислотой.

Нитрат стронция – компонент пиротехнических составов для сигнальных, осветительных и зажигательных ракет. Он окрашивает пламя в карминово-красный цвет. Хотя другие соединения стронция придают пламени такую же окраску, в пиротехнике предпочитают использовать именно нитрат: он не только окрашивает пламя, но одновременно служит окислителем. Разлагаясь в пламени, он выделяет свободный кислород. При этом сначала образуется нитрит стронция, который затем превращается в оксиды стронция и азота.

В России соединения стронция широко использовались в пиротехнических составах. Во времена Петра Первого (1672–1725) их применяли для получения «потешных огней», устраивавшихся при проведении различных торжеств и празднеств. Академик А.Е.Ферсман назвал стронций «металлом красных огней».

Сульфат стронция SrSO₄ мало растворим в воде (0,0113 г в 100 г при 0° С). При нагревании выше 1580° С он разлагается. Его получат осаждением из растворов солей стронция сульфатом натрия.

Сульфат стронция используется как наполнитель при изготовлении красок и резины и утяжелитель в буровых растворах.

Хромат стронция SrCrO₄ осаждается в виде желтых кристаллов при смешивании растворов хромовой кислоты и гидроксида бария.

Дихромат стронция, образующийся при действии кислот на хромат, хорошо растворим в воде. Для перевода хромата стронция в дихромат достаточно такой слабой кислоты, как уксусная:

2SrCrO₄ + 2CH₃COOH = 2Sr²⁺ + Cr₂O₇^2– + 2CH₃COO^– + H₂O

Так его можно отделить от менее растворимого хромата бария, который удается превратить в дихромат только действием сильных кислот.

Хромат стронция обладает высокой светостойкостью, он очень устойчив к воздействию высоких температур (до 1000° С), обладает хорошими пассивирующими свойствами по отношению к стали, магнию и алюминию. Хромат стронция применяется как желтый пигмент в производстве лаков и художественных красок. Его называют «стронциановый желтый». Он входит в состав грунтовок на основе водорастворимых смол и особенно грунтовок на основе синтетических смол для легких металлов и сплавов (авиагрунтовок).

Титанат стронция SrTiO₃ не растворяется в воде, однако переходит в раствор под действием горячей концентрированной серной кислоты. Его получают спеканием оксидов стронция и титана при 1200–1300° С или соосажденных труднорастворимых соединений стронция и титана выше 1000° С. Титанат стронция применяют как сегнетоэлектрик, он входит в состав пьезокерамики. В технике сверхвысоких частот он служит в качестве материала для диэлектрических антенн, фазовращателей и других устройств. Пленки из титаната стронция используют при изготовлении нелинейных конденсаторов и датчиков инфракрасного излучения. С их помощью создают слоистые структуры диэлектрик – полупроводник – диэлектрик – металл, которые применяются в фотоприемниках, запоминающих устройствах и других приборах.

Гексаферрит стронция SrO·6Fe₂O₃ получают спеканием смеси оксида железа (III) и оксида стронция. Это соединение используют в качестве магнитного материала.

Фторид стронция SrF₂ мало растворим в воде (чуть более 0,1 г в 1 л раствора при комнатной температуре). Он не взаимодействует с разбавленными кислотами, но переходит в раствор под действием горячей соляной кислоты. В криолитовых копях Гренландии найден минерал, содержащий фторид стронция – ярлит NaF·3SrF₂·3AlF₃.

Фторид стронция используется в качестве оптического и ядерного материла, компонента специальных стекол и люминофоров.

Хлорид стронция SrCl₂ хорошо растворим в воде (34,6% по массе при 20° С). Из водных растворов ниже 60,34° С кристаллизуется гексагидрат SrCl₂·6H₂O, расплывающийся на воздухе. При более высоких температурах он теряет сначала 4 молекулы воды, затем еще одну, а при 250° С полностью обезвоживается. В отличие от гексагидрата хлорида кальция гексагидрат хлорида стронция мало растворим в этаноле (3,64% по массе при 6° С), что используется для их разделения.

Хлорид стронция используется в пиротехнических составах. Его применяют также в холодильной технике, медицине, косметике.

Бромид стронция SrBr₂ гигроскопичен. В насыщенном водном растворе его массовая доля составляет 50,6% при 20° С. Ниже 88,62° С из водных растворов кристаллизуется гексагидрат SrBr₂·6H₂O, выше этой температуры – моногидрат SrBr₃·H₂O. Гидраты полностью обезвоживаются при 345° С.

Бромид стронция получают реакцией стронция с бромом или оксида (либо карбоната) стронция с бромоводородной кислотой. Он используется в качестве оптического материала.

Иодид стронция SrI₂ хорошо растворим в воде (64,0% по массе при 20° С), хуже – в этаноле (4,3% по массе при 39° С). Ниже 83,9° С из водных растворов кристаллизуется гексагидрат SrI₂·6H₂O, выше этой температуры – дигидрат SrI₂·2H₂O.

Иодид стронция служит в качестве люминесцентного материала в сцинтилляционных счетчиках.

Сульфид стронция SrS получают при нагревании стронция с серой или восстановлением сульфата стронция углем, водородом и другими восстановителями. Его бесцветные кристаллы разлагаются водой. Сульфид стронция применяется как компонент люминофоров, фосфоресцирующих составов, средств для удаления волос в кожевенной промышленности.

Карбоксилаты стронция можно получить при взаимодействии гидроксида стронция с соответствующими карбоновыми кислотами. Стронциевые соли жирных кислот («стронциевые мыла») используют для изготовления специальных консистентных смазок.

Стронциеорганические соединения. Чрезвычайно активные соединения состава SrR₂ (R = Me, Et, Ph, PhCH₂ и т.д.) могут быть получены при использовании HgR₂ (часто лишь при низкой температуре).

Бис(циклопентадиенил)стронций является продуктом прямой реакции металла с [Hg(C₅H₅) ₂] или с самим циклопентадиеном

Биологическая роль стронция.

Стронций – составная часть микроорганизмов, растений и животных. У морских радиолярий скелет состоит из сульфата стронция – целестина. Морские водоросли содержат 26–140 мг стронция на 100 г сухого вещества, наземные растения – около 2,6, морские животные – 2–50, наземные животные – около 1,4, бактерии – 0,27–30. Накопление стронция различными организмами зависит не только от их вида, особенностей, но и от соотношения содержания стронция и других элементов, главным образом кальция и фосфора, в окружающей среде.

Животные получают стронций с водой и пищей. Некоторые вещества, например полисахариды водорослей, препятствует усвоению стронция. Стронций накапливается в костной ткани, в золе которой содержится около 0,02% стронция (в других тканях – около 0,0005%).

Соли и соединения стронция относятся к малотоксичным веществам, однако при избытке стронция поражаются костная ткань, печень и мозг. Будучи близок к кальцию по химическим свойствам, стронций резко отличается от него по своему биологическому действию. Избыточное содержание этого элемента в почвах, водах и продуктах питания вызывает «уровскую болезнь» у человека и животных (по названию реки Уров в Восточном Забайкалье) – поражение и деформацию суставов, задержку роста и другие нарушения.

Особенно опасны радиоактивные изотопы стронция.

В результате ядерных испытаний и аварий на АЭС в окружающую среду поступило большое количество радиоактивного стронция-90, период полураспада которого составляет 29,12 года. До тех пор, пока не были запрещены испытания атомного и водородного оружия в трех средах, число пострадавших от радиоактивного стронция росло из года в год.

В течение года после завершения атмосферных ядерных взрывов в результате самоочищения атмосферы большая часть радиоактивных продуктов, в том числе стронция-90, выпала из атмосферы на поверхность земли. Загрязнение природной среды за счет выведения из стратосферы радиоактивных продуктов ядерных взрывов, проводившихся на полигонах планеты в 1954–1980, сейчас играет второстепенную роль, вклад этого процесса в загрязнение атмосферного воздуха ⁹⁰Sr на два порядка меньше, чем от ветрового подъема пыли с почвы, загрязненной при ядерных испытаниях и в результате радиационных аварий.

Стронций-90, наряду с цезием-137, являются основными загрязняющими радионуклидами на территории России. На радиационную обстановку существенно влияет наличие загрязненных зон, появившихся вследствие аварий на Чернобыльской АЭС в 1986 и на ПО «Маяк» в Челябинской области в 1957 («Кыштымская авария»), а также в окрестностях некоторых предприятий ядерно-топливного цикла.

Сейчас время средние концентрации ⁹⁰Sr в воздухе за пределами территорий, загрязненных в результате Чернобыльской и Кыштымской аварий, вышли на уровни, наблюдавшиеся до аварии на Чернобыльской АЭС. В гидрологических системах, связанных с зонами, загрязненными при этих авариях, существенно сказывается смыв стронция-90 с поверхности почвы.

Попадая в почву, стронций вместе с растворимыми соединениями кальция поступает в растения. Больше других накапливают ⁹⁰Sr бобовые растения, корне- и клубнеплоды, меньше – злаки, в том числе зерновые, и лён. В семенах и плодах накапливается значительно меньше ⁹⁰Sr, чем в других органах (например, в листьях и стеблях пшеницы ⁹⁰Sr в 10 раз больше, чем в зерне).

Из растений стронций-90 может непосредственно или через животных перейти в организм человека. У мужчин стронций-90 накапливается в большей степени, чем у женщин. В первые месяцы жизни ребенка отложение стронция-90 на порядок выше, чем у взрослого человека, он поступает в организм с молоком и накапливается в быстро растущей костной ткани.

Радиоактивный стронций сосредотачивается в скелете и, таким образом, подвергает организм длительному радиоактивному воздействию. Биологическое действие ⁹⁰Sr связано с характером его распределения в организме и зависит от дозы b-облучения, создаваемого им и его дочерним радиоизотопом ⁹⁰Y. При длительном поступлении ⁹⁰Sr в организм даже в относительно небольших количествах, в результате непрерывного облучения костной ткани, могут развиваться лейкемия и рак костей. Полный распад стронция-90, попавшего в окружающую среду, произойдет лишь через несколько сотен лет.

Применение стронция-90.

Радиоизотоп стронция применяется в производстве атомных электрических батарей. Принцип действия таких батарей основан на способности стронция-90 излучать электроны, обладающие большой энергией, преобразуемой затем в электрическую. Элементы из радиоактивного стронция, соединенные в миниатюрную батарейку (размером со спичечную коробку), способны безотказно служить без перезарядки 15–25 лет, такие батареи незаменимы для космических ракет и искусственных спутников Земли. А швейцарские часовщики с успехом используют крохотные стронциевые батарейки для питания электрочасов.

Отечественными учеными создан изотопный генератор электрической энергии для питания автоматических метеостанций на основе стронция-90. Гарантийный срок службы такого генератора – 10 лет, в течение которых он способен снабжать электрическим током нуждающиеся в нем приборы. Все обслуживание его заключается лишь в профилактических осмотрах – раз в два года. Первые образцы генератора установлены в Забайкалье и в верховьях таежной речки Кручины.

В Таллинне работает атомный маяк. Главная его особенность – радиоизотопные термоэлектрические генераторы, в которых в результате распада стронция-90 возникает тепловая энергия, преобразуемая затем в световую.

Устройства, в которых используется радиоактивный стронций, применяются для измерения толщины. Это необходимо для контроля и управления процессом производства бумаги, тканей, тонких металлических лент, пластмассовых пленок, лакокрасочных покрытий. Изотоп стронция используется в приборах для измерения плотности, вязкости и других характеристик вещества, в дефектоскопах, дозиметрах, сигнализаторах. На машиностроительных предприятиях часто можно встретить так называемые b-реле, они контролируют подачу заготовок на обработку, проверяют исправности инструмента, правильность положения детали.

При производстве материалов, являющихся изоляторами (бумага, ткани, искусственное волокно, пластмассы и т. д.), вследствие трения возникает статическое электричество. Чтобы избежать этого, пользуются ионизирующими стронциевыми источниками.

Елена Савинкина