Стронций — химический элемент из периодической системы Менделеева с атомным номером 38. Это химически активный металл, вступающий в реакцию с кислородом, водой на открытом воздухе. В результате взаимодействия образуется оксидная пленка желтого оттенка. Выделяются природные и радиоактивные изотопы.
Краткое описание
Стронций — химический элемент из периодической таблицы Менделеева, который находится во второй группе. В природе встречается 4 изотопа — от 84 до 88. С активным развитием технологий человечество смогло получить радиоактивные атомы этого металла с номерами от 80 до 97.
Структура и характеристики
Стронций — полиморфный металл бело-серебристого оттенка. При взаимодействии с кислородом на его поверхностях появляется оксидная пленка, которая изменяет оттенок поверхностей на желтый.
Структура этого металла представлена в трех модификациях:
- кубическая объемоцентрированная;
- кубическая гранецентрированная;
- гексальная.
При нагревании структура изменяется.
Таблица Менделеева
История открытия и изучения
Своим названием элемент обязан минералу, в котором он был впервые обнаружен, — стронцианиту. Его нашли в 1787 году на территории рудника, около городка Стронциана в Шотландии. К 1790 году Адер Кроуфорд определил, что этот минерал содержит неизвестный компонент. Примерно в тот же время его обнаружил немецкий химик Мартин Генрих Клапрот.
Английский химик Т. Хоп доказал, что в стронцианите содержится небольшое количество нового элемента. Он разделил минерал на три основных компонента — кальций, стронций, барий. Для каждого компонента он использовал разный цвет пламени, чтобы определить их наличие.
Одновременно с западными учеными, но независимо от них, Тобиаш (Товий Егорович) Ловиш в 1792 году был занят изучением минерала барита. Он пришел к выводу, что минерал содержит стронцианову землю. Ученый смог извлечь около 100 грамм нового вещества, начал исследовать его характеристики, свойства. Все выводы он описал в работе, которая появилась в 1795 году.
Чистый металл вывел Гемфри Дэвин в 1808 году. Ученый смог получить стронций с помощью электролиза.
Месторождения и добыча
Из-за высокой химической активности в чистом виде стронций найти невозможно. Он присутствует в составе разных минералов (около 40 видов). В минералах стронцианит и целестин его содержится больше всего.
Наиболее известные месторождения этого металла находятся в Аризоне (США), Канаде, Мексике, Китае, Турции, Малави, Иране.
Добыча металла
Промышленное получение
Методы получения:
- электролиз;
- термическое разложение соединений;
- восстановление хлорида, оксида.
Наиболее популярный из всех способов — термическое восстановление металлического стронция из оксида алюминия.
Свойства
Возможности, подходящие сферы применения металла зависят от его химических и физических свойств.
Химические
Свойства:
- Формула — Sr.
- Атомный номер — 38.
- Молярная масса — 87,62.
- Валентность — +2.
- Электроотрицательность — 1,0.
Стронций имеет большую химическую активность. По химическис свойствам его можно сравнить с Ba, Сa. Металлический стронций при комнатной температуре взаимодействует с воздухом. На его поверхностях образуется защитная пленка из SrO2, SrO.
При сильном нагревании металл воспламеняется. Он вступает в реакцию с водой, выделяя водород. Для взаимодействия с водородом металл нужно нагреть до 400°C. Вступает в реакцию с кислотами. Из их солей вытесняет тяжелые металлы. Бурные реакции наблюдаются при взаимодействии с неметаллами — галогенами, фосфором, серой.
Хранить стронций в стандартной таре или на открытом воздухе нельзя. Для него нужна стеклянная закрытая посуда. Металл должен быть залит керосином или минеральным маслом.
Стронций в пробирке
Физические
Свойства:
- Показатель плотности — 2,63 г/см3. Указанный параметр соблюдается при температуре 20°C.
- Радиус атома — 2,15 А.
- Атомный объем — 34 см3/г.
- Температура плавления — 770°C.
- Удельная теплоемкость при температуре 20°C — 0,176 кал/г.
- Показатель твердости по системе Бринелля — 13 кГ/мм2.
- Температура кипения — 1380°C.
- Поверхностное натяжение — 165 дин/см.
Стронций — мягкий металл серебристо-белого оттенка. Обладает достаточной пластичностью, ковкостью. Его можно разрезать острым ножом.
Сферы применения
Металл применяется в разных сферах деятельности:
- Металлургия. Применяется для легирования сплавов на основе меди. Используется для десульфурации меди, стали, чугуна.
- Изготовление постоянных магнитов (магнитотвердые ферриты).
- Уранат этого металла нужен для получения водорода с помощью термохимического способа.
- Чистый стронций используется для восстановления урана.
- Изготовление пиротехники.
- Соединения стронция со свинцом, оловом используются для изготовления токоотводов аккумуляторных батарей.
- Оксид элемента применяется для производства вакуумных электронных приборов.
- Стронций 89 который имеет промежуток по времени полураспада 50,5 суток применяется как противоопухолевое средство.
Применение пиротехники
Соединения
Некоторые сплавы получили популярность в промышленности. Около 10% подобных веществ применяются в пиротехнике для получения определенных оттенков для салютов.
Гидроксид стронция изредка применяется для получения сахара из мелассы. Моносульфид стронция используется как один из ингредиентов для светящихся красок. Из ферритов этого вещества производят керамические магниты, которые устанавливаются в детских игрушках, автомобильных стеклоочистителях, двигателях машин, динамиках.
Влияние на человека
Считается, что стронций облучает организм радиацией, но это ошибочное мнение. Природный стронций малотоксичный, не радиоактивный. Опасны для организма радиоактивные изотопы этого металла.
Природный стронций — один из составных компонентов многих растений, микроорганизмов, животных. Он представляет собой аналог кальция, постепенно откладывается в костях. В мягких тканях его содержание не превышает 1%.
Пути попадания природного стронция в организм человека:
- через кожу;
- с пищей и водой;
- через легкие при ингаляции.
Влияние природного изотопа на организм проявляется редко. Радиоактивный изотоп оказывает негативное воздействие на органы, ткани, кости.
Стронций — редкий щелочноземельный металл с уникальными свойствами. Он применяется в разных направлениях промышленности. При изучении этого металла нельзя путать природный химический элемент с радиоактивным. Они по-разному влияют на организм.
