Стро́нций (лат. Strontium, от деревни Srtrontian в Шотландии, близ которой был найден), химический элемент с атомным номером 38, атомная масса 87, 62. Химический символ Sr, читается «стронций». Расположен в 5 периоде в группе IIА периодической системы элементов. Щелочноземельный металл. Природный стронций состоит из четырех стабильных изотопов с массовыми числами 84 (0, 56% по массе), 86 (9, 86%), 87 (7, 02%) и 88 (82, 56%).
Конфигурация внешнего электронного слоя 5s2. Степень окисления +2 (валентность II). Радиус атома 0, 215 нм, радиус иона Sr2+0, 132 нм (координационное число 6). Энергии последовательной ионизации 5, 6941 и 11, 0302 эВ. Электроотрицательность по Полингу 1, 0.
Стронций — мягкий серебристо-белый сравнительно легкий металл.
В 1764 в свинцовом руднике был обнаружен новый минерал — стронцианит. В 1890 англичанин А. Кроуфорд и, одновременно с ним, англичанин Т. Хоп, немецкий химик М. Клапрот и российский академик Т. Е. Ловиц выделили из стронцианита оксид нового элемента. В 1808 амальгаму стронция получил английский химик Г. Дэви.
Содержание в земной коре 0, 034% по массе. В свободном виде не встречается. Важнейшие минералы: стронцианит и целестин SrSO 4. Как примесь, содержится в минералах кальция, например, во фторапатите 3Са 3 (РО4) 2 · СаF2.
Основной источник сырья при получении стронция и его соединений — целестин SrSO4 — сначала восстанавливают углем при сильном нагревании:
SrSO4 + 4С = SrS + 4СО
Затем сульфид стронция SrS соляной кислотой переводят в SrCl2и обезвоживают его. Для получения Sr его хлорид восстанавливают магнием в атмосфере водорода:
SrCl2 + Mg = MgCl2+ Sr
4SrO + 2Al = 3Sr + SrAl2O4
Стронций — мягкий серебристо-белый металл, существующий в трех модификациях. До 231°C устойчива α-модификация с кубической гранецентрированной решеткой типа Cu, а = 0, 6085 нм. При 231-623°C — β-модификация с гексагональной решеткой, при 623°C до температуры плавления (768°C) — γ-модификация с кубической объемно центрированной решеткой. Температура кипения 1390°C, плотность 2, 63 кг/дм3. Стронций ковкий, пластичный металл.
Стронций химически высокоактивен. Стандартный электродный потенциал Sr2+/Sr — 2, 89 В.
При комнатной температуре на воздухе стронций покрывается пленкой из оксида SrO и пероксида SrO2. При нагревании на воздухе воспламеняется. Взаимодействуя с галогенами, образует галогениды SrCl2 и SrBr2. При нагревании до 300-400°C реагирует с водородом, образуя гидрид SrH2. Нагревая стронций в атмосфере CO2, получают:
5Sr + 2CO2 = SrC2+ 4SrO
Стронций активно реагирует с водой:
Sr + 2Н2О = Sr(ОН)2 + Н2
При нагревании стронций взаимодействует с азотом, серой, селеном и другими неметаллами с образованием нитрида Sr3N2, сульфида SrS, селенида SrSe и так далее.
Оксид стронция — основной, взаимодействует с водой, образуя гидроксид:
SrО + Н2О = Sr(ОН)2
При взаимодействии с кислотными оксидами SrO образует соли:
SrО +СО2 = SrСО3
Ионы Sr2+ бесцветны. Хлорид SrCl2, бромид SrBr2, иодид SrI2, нитрат Sr(NO3)2 хорошо растворимы в воде и окрашивают пламя в карминово-красный цвет. Нерастворимы карбонат SrCO3, сульфат SrSO4, средний ортофосфат Sr3(PO4)2.
Стронций используется, как легирующая добавка к сплавам на основе магния, алюминия, свинца, никеля и меди. Cтронций входит в состав геттеров. Соединения стронция используются в пиротехнике, входят в состав люминесцентных материалов, эмиссионных покрытий радиоламп, используются при изготовлении стекол.
Титанат стронция SrTiO3 используется при изготовлении диэлектрических антенн, пьезоэлементов, малогабаритных нелинейных конденсаторов, в качестве датчиков инфракрасного излучения. Препараты 90Sr используются при лучевой терапии кожных и некоторых глазных болезней.
Соединения стронция токсичны. При попадании в организм возможно поражение костной ткани и печени. ПДК стронция в воде 8 мг/л, в воздухе для гидроксида, нитрата и оксида 1 мг/м3, для сульфата и фосфата 6 мг/м3.
При взрывах ядерных зарядов или из-за утечки радиоактивных отходов в окружающую среду поступает радиоактивный изотоп 90Sr. Образуя хорошо растворимый в воде гидрокарбонат Sr(HCO3)2, 90Sr мигрирует в воду, почву, растения и организмы животных.
Авторы: С.С. Бердоносов, П.С. Бердоносов
- Аналитическая химия стронция. М., 1978.
- Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества. Л., 1990.
- Юшков В. В. Химия и экология 3d-элементов. - Екатеринбург: УрО РАН, 2004.
- Ермохин Ю. И. Баланс стронция и кальция в почве и растениях. - Омск: Ом. гос. аграр. ун-т, 2003.