Ստրոնցիում

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
38 ՌուբիդիումՍտրոնցիումԻտրիում
Ջրածին Հելիում Լիթիում Բերիլիում Բորр Ածխածին Ազոտ Թթվածին Ֆտոր Նեոն Նատրիում Մագնեզիում Ալյումին Սիլիցիում Ֆոսֆոր Ծծումբ Քլոր Արգոն Կալիում Կալցիում Սկանդիում Տիտան Վանադիում Քրոմ Մանգան Երկաթ Կոբալտ Նիկել Պղինձ Ցինկ Գալիում Գերմանիում Արսեն Սելեն Բրոմ Կրիպտոն Ռուբիդիում Ստրոնցիում Իտրիում Ցիրկոնիում Նիոբիում Մոլիբդեն Տեխնեցիում Ռութենիում Ռոդիում Պալադիում Արծաթ Կադմիում Ինդիում Անագ Ծարիր Թելուր Յոդ Քսենոն Ցեզիում Բարիում Լանթան Ցերիում Պրազեոդիում Նեոդիում Պրոմեթիում Սամարիում Եվրոպիում Գադոլինիում Տերբիում Դիսպրոզիում Հոլմիում Էրբիում Թուլիում Իտերբիում Լյուտեցիում Հաֆնիում Տանտալ Վոլֆրամ Ռենիում Օսմիում Իրիդիում Պլատին Ոսի Սնդիկ Թալիում Կապար Բիսմունտ Պոլոնիում Աստատ Ռադոն Ֆրանցիում Ռադիում Ակտինիում Թորիում Պրոտակտիում Ուրան Նեպտունիում Պլուտոնիում Ամերիցիում Կյուրիում Բերկլիում Կալիֆորնիում Էյնշտեյնիում Ֆերմիում Մենդելեևիում Նոբելիում Լոուրենցիում Ռեզերֆորդիում Դուբնիում Սիբորգիում Բորիում Հասիում Մեյտներիում Դարմշտադտիում Ռենտգենիում Կոպերնիցիում Ունունտրիում Ֆլերովիում Ունունպենտիում Լիվերմորիում Ունունսեպտիում ՈւնունօկտիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
38Sr
Cubic-face-centered.svg
Electron shell 038 Strontium.svg
Strontium destilled crystals.jpg
փափուկ արծաթափայլ մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Ստրոնցիում/ Strontium (Sr), 38
Խումբ, պարբերություն, բլոկ 2, 5,
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
87,62(1)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա [Ar] 3d10 4s2 4p6
Ատոմի շառավիղ 215 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտային շառավիղ 191 պմ
Իոնի շառավիղ (+2e) 112 պմ
Էլեկտրաբացասականություն 0,95 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ −2,89
Օքսիդացման աստիճաններ 2
Իոնիզացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 = [Kr] 5s2 կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 2,54 գ/սմ³
Հալման ջերմաստիճան 1 042
Եռման ջերմաստիճան 1657
Մոլյար ջերմունակություն 26,79[2] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ 33,7 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղացանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք Խորանարդ
Բյուրեղացանցի տվյալներ 6,080
Դեբայի ջերմաստիճան [3] 147 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն (300 Կ) (35,4) Վտ/(մ·Կ)
38
Ստրոնցիում
Sr
87,62
5s2

Ստրոնցիում (լատ.՝ strontium), Sr, տարրերի պարբերական համակարգի 5-րդ պարբերության 2-րդ խմբի տարր։ Կարգահամարը՝ 38, ատոմական զանգվածը՝ 87,62։ s տարր է։ Բնական ստրոնցիումը բաղկացած է 84Sr, 86Sr, 87Sr և 88Sr կայուն իզոտոպներից, որոնցից ամենատարածվածը (82,56 %) վերջինն է։ Ստրոնցիումը սպիտակ, արծաթափայլ, փափուկ մետաղ է (կտրվում է դանակով)։ Առաջացնում է ալոտրոպային երեք ձևափոխություն՝ α, β, γ։

Պատմություն և անվան ծագում[խմբագրել]

Ստրոնցիումը հայտնաբերել է (1790) շոտլանդացի բժիշկ Ա․ Կրոֆորդը (1748-1795), շրջակայքում գտնվող միներալից նա անջատեց մինչ այդ անհայտ «հող» (SrO), որն անվանվեց սարոնցիան (միներալը՝ սարոնցիանիա)։

Ստրոնցիումն իր անունն ստացել է Շոտլանդիայում գտնվող Սթրոնշիան (անգլ.՝ Strontian) գյուղի անունից, որի մոտի կապարի հանքաքարերի մեջ առաջին անգամ 1764 թվականին հայտնաբերվել է[4]:

Մետաղական մաքուր ստրոնցիում առաջին անգամ ստացել է Հեմփրի Դևին 1808 թվականին։

Բնության մեջ[խմբագրել]

Ստրոնցիումը բնության մեջ տարածված տարր է, կազմում է երկրակեղևի զանգվածի 3,4•10-2 % (տարածվածությամբ 12-րղ տարրն է)։ Ուղեկցում է կալցիումին, առաջացնում է մոտ 30 միներալ, որոնցից արտադրյունաբերական նշանակություն ունեն ցկեսաինը (SrSO4) և ստրոնցիանիտը՝ SrCO3։

Կոելստին

Ստրոնցիում միներալները՝

  • SrAl3(AsO4)SO4(OH)6 - կելկմմլիցի,
  • Sr2Al(CO3)F5 - ստենոնիտ,
  • SrAl2(CO3)2(OH)4•Н2О - ստրոնցիոդրեսերիտ,
  • SrAl3(PO4)2(OH)5•Н2О - գոյասիտ,
  • Sr2Al(PO4)2OH - գուդկենիտ,
  • SrAl3(PO4)SO4(OH)6 - սվանբերգիտ,
  • Sr(AlSiO4)2 - սլոսոնիտ,
  • Sr(AlSi3O8)2•5Н2О - բյուստերիտ,
  • Sr5(AsO4)3F - ֆերմորիտ,
  • Sr2(B14O23)•8Н2О - ստոնցիոջինորիտ,
  • Sr2(B5O9)Cl•Н2О - ստրոնցիոխիլհարդիտ,
  • SrFe3(PO4)2(OH)5•Н2О - լյուսունիտ,
  • SrMn2(VO4)2•4Н2О - սանտաֆեիտ,
  • Sr5(PO4)3OH - բելովիտ,
  • SrV(Si2O7) - խարադաիտ։

Ստրոնցիումը ցրված է նաև մագմային ապարներում, որպես իզոմորֆ խառնուրդ մտնում է կալցիումի, կալիումի և բարիումի միներալների բաղադրության մեջ։ Կուտակվում է կարբոնատային ապարներում և աղի լճային նստվածքներում։

Բնության մեջ հանդիպող ստրոնցիումը նրա չորս իզոտոպների խառնուրդն է՝ 84Sr (0, 56 %), 86Sr (9, 86 %), 87Sr (7, 02 %), 88Sr (82, 56 %)։ Բնական ստրոնցիում բաղկացած է 84Sr, 86Sr, 87Sr և 88Sr կայուն իզոտոպներից, որոնցից ամենատարածվածը (82,56%) վերջինն է։ Ստացվել են 80-97 զանգվածի թվերով ռադիոակտիվ իզոտոպները, որոնք առաջանում են 235Ս իզոտոպի քայքայման ժամանակ։ Ամենաերկարա- կյացը 90Sr է (T1/2=27,7 տարի), որը ուժեղ p ճառագայթիչ է։

Հանքավայրեր[խմբագրել]

Հայտնի հանքավայրերը գտնվում են Կալիֆորնիայում, Արիզոնայում (ԱՄՆ), Ռուսաստան և այլ երկրներում[5][6]:

Ստացում[խմբագրել]

Ստրոնցիումի միացությունների ստացման հիմնական հումքը ցելեստինը և ստրոնցիանիտն են։ Մետաղական ստրոնցիում ստանում են օքսիդը ալյումինով վերականգնելով (1100-1150 °C)՝ էլեկտրավակուումային վառարաններում SrCl2(85%) և KCl (15%) պարունակող հալույթի էլեկտրոլիզով։

Մետաղական ստրոնցումի կիրառությունը սահմանափակ է (պատրաստում են լյումինաֆորներ, ֆոտոէլեմենտներ, հրկիզվող համաձուլվածքներ

Ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել]

Դենդրոիդային՝ ճյուղավորված կառուցվածքով օքսիդացված ստրոնցիում։
Ստրոնցիումի վառվող աղերի կրակի բոցը ստանում է վառ կարմիր գույն։

Ստրոնցիումy սպիտակ, արծաթափայլ, փափուկ մետաղ է (կտրվում է դանակով)։ Առաջացնում է ալոտրոպային երեք ձևափոխություն՝ α, β, γ։ Հալման ջերմաստիճանը՝ 768 °С, եռմանը՝ 1390 °С, խտությունը՝ 2630 կգ/մ3։ Ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 4s24p65s2, К, L, М թաղանթները լրացված են։

Ստրոնցիումը հողալկալիական մետաղ է, հատկություններով նման է կալցիումին և բարիումին։ Քիմիապես շատ ակտիվ է, միացություններում՝ երկարժեք։ Օդում արագ պատվում է օքսիդի՝ SrO, գերօքսիդի՝ SrO2 և նիտրիդի՝ Sr3N2 խառնուրդի դեղնավուն շերտով։ Օդում տաքացնելիս բոցավառվում է, փոշին՝ ինքնաբոցավառվում։

Ստրոնցիումը մոխրագույն, արծաթափայլ, կալցիումից ավելի փափուկ մետաղ է։ Օդի մեջ վառվում է առաջացնելով ստրոնցիումի օքսիդ։ Մետաղական ստրոնցիումի երեք ալոտրոպ ձևերը հանդիպում են 235 և 540 °C-ում։[7] Թթվածնի և ջրի հանդեպ բարձր ակտիվության պատճառով բնության մեջ հանդիպում է այլ տարրերի հետ կազմած խառնուրդների տեսքով, ինչպես, օրինակ՝ ստրոնցիանիտ և ցելեստիտ միներալներում։ Ստրոնցիումի փոշին կարող է բոցավառվել սենյակի ջերմաստիճանի պայմաններում։

Ստրոնցիումի ցնդող աղերը կրակի բոցերին հաղորդում են վառ կարմիր գույն և այս աղերն օգտագործվում են հրավառության նյութերի արտադրության ժամանակ։[8] Այս նպատակով օգտագործվող ստրոնցիումի բաժինը կազմում է համաշխարհային արտադրության 5%-ը։[9]

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել]

Քիմիապես շատ ակտիվ է, միացություններում՝ երկարժեք։ Օդում արագ պատվում է օքսիդի՝ SrO, գերօքսիդի՝ SrO2 և նիտրիդի՝ Sr3N2 խառնուրդի դեղնավուն շերտով։ Օդում տաքացնելիս բոցավառվում է, փոշին՝ ինքնաբոցավառվում։

Բուռն փոխազդում է ջրի հետ անջատելով ջրածին։

\mathsf{Sr + 2H_2O \rightarrow Sr(OH)_2 + H_2\uparrow}

Պահում են հերմետիկ փակվող անոթներում, կերոսինի մեջ։ SrO-ն սպիտակ, մոխրագույն փոշի է, օդում փոխարկվում է կարբոնատի՝ SrCO3, ջրում՝ հիդրօքսիդի՝ Sr(OH)2, որը ալկալի է, ավելի ուժեղ հիմք՝ քան Ca(OH)2։ Ստրոնցիումը միանում է հալոգենների, տաքացնելիս նաև ջրածնի (>200°С), ազոտի (>400°С), հալկոգենների (S, Se, Те), ֆոսֆորի հետ, առաջացնելով հալոգենիդներ (SrF2, SrCl2 և այլն), հիդրիդ (SrH2), նիտրիդ, հալկոգենիդներ (SrS, և այլն), ֆոսֆիդ (Sr2P3

\mathsf{5Sr + 2CO_2 \rightarrow SrC_2 + 4SrO}

Մետաղների հետ տաքացնելիս առաջացնում է ներմետաղական միացություններ (օրինակ՝ SrPt3, SrAg4 և այլն) և համաձուլվածքներ։ Ստրոնցիումի հալոգենիդները (բացառությամբ CaF2), նիտրատը, ացետատը, քլորատը լավ են լուծվում ջրում։ Քիչ են լուծվում կարբոնատը, սուլֆատը, ֆոսֆատը, օքսալատը։ Ստրոնցիումի աղերից շատերը առաջացնում են բյուրեղահիդրատներ (1-6 մոլեկուլ ջուր)։ Տr2+-ը բոցը ներկում է ծիրանակարմիր գույնով։

Կիրառություն[խմբագրել]

90Sr օգտագործվում է էլեկտրականության ատոմական մարտկոցներ պատրաստելու համար։ Ստրոնցիումի օքսիդը մտնում է որոշ օպտիկական ապակիների և էլեկտրոնային լամպերի կաթոդների բաղադրության մեջ։ Ստրոնցիումի միացությունները մտնում են գունավոր բոց արձակող (բալի կարմիր) հրկիզվող խառնուրդների, պլաստմասսաների կայունացուցիչների, կրեկինգի կատալիզատորների բաղադրության մեջ։

Ստրոնցիանիտը օգտագործվում է բարձրորակ պողպատները ծծմբի և ֆոսֆորի խառնուրդներից մաքրելու, հախճապակու բարձրկայուն ջնարակներ, SrCrO4՝ գեղարվեստական ներկեր պատրաստելու համար։ Ստրոնցիումֆերիտային մագնիսները անփոխարինելի են դյուրակիր էլեկտրաշարժիչների համար։ Հեռանկարային է ստրոնցումային ապակիների կիրառությունը գունավոր հեռուստացույցների էկրաններ պատրաստելու համար (կլանում են ռենտգենյան ճառագայթները)։

Ստրոնցիում-90[խմբագրել]

Ստրոնցիումի 90Sr իզոտոպը 28.9 տարի կիսատրոհման պարբերությունով ռադիոակտիվ նյութ է։ Ենթարկվում է β-տրոհման, անցնելով ռադիոակտիվ 90Y-ի, որի կիսատրոհման պարբերությունը 64 ժամ է։
Կիրառվում է հոսանքի ռադիոիզոտոպ աղբյուրների արտադրությունում՝ տրոնցիումի տիտանատի տեսքով (խտությունը՝ 4.8 գ/սմ3, էներգաարտազատումը՝ ≈0.54 Վտ/սմ³)։

Տարածվածություն[խմբագրել]

Ստրոնցիումը քիմիական տարրերի մեջ ըստ տարածվածության 15-րդն է, կազմում է երկրակեղևի բաղադրության 360 միլիոներորդ մասը (0.036%)։[10] և գտնվում է հիմնականում սուլֆատային ցելեստիտ (SrSO4, 51.2% Sr) և կարբոնատային ստրոնցիանիտ (SrCO3 64.4% Sr) միներալների ձևով։ Քանի որ ստրոնցիումն առավել հաճախ կիրառվում է կարբոնատային վիճակով, այդ երկու միներալներից ստրոնցիանիտն ավելի արժեքավոր է։[11]

Արտադրություն[խմբագրել]

SrSO4 բյուրեղները

2007 թվականին աշխարհում ամենաշատ ստրոնցիում արտադրող երկիրը եղել է Չինաստանը, որի բաժինն է համաշխարհային արտադրության երկու երրորդը, նրան հետևում են Իսպանիան, Մեքսիկան, Թուրքիան, Արգենտինան և Իրանը։[12][13] Արդյունահանված ցելեստիտը փոխակերպվում է կարբոնատի երկու եղանակներով։ Կամ ցելեստիտն ուղղակիորեն լուծվում է ազոտի կարբոնատի մեջ կամ սուլֆիդ ստանալու համար այրում են ածխի միջոցով։ Երկրորդ պրոցեսի արդյունքում ստացվում է առավելապես ստրոնցիումի սուլֆիդ պարունակող մուգ գույնի նյութ՝ այսպես կոչված սև մոխիր, որը լուծում են ջրի մեջ և զտում։ Ստրոնցիումի սուլֆիդի լուծույթին ազոտի երկօքսիդ խառնելու միջոցով ստանում են ստրոնցիումի կարբոնատի նստվածք։[14] Սուլֆատից սուլֆիդը վերականգնվում է ստացվում կարբոթերմիայի միջոցով։

\mathsf{SrSO_4 + C \rightarrow SrS + 2CO_2}

Այս եղանակով տարեկան աշխարհում արտադրվում է շուրջ 300 հազար տոննա ստրոնցիում։

Ազդեցությունը մարդու օրգանիզմի վրա[խմբագրել]

Բուսական և կենդանական ծագում ունեցող սննդի, ինչպես նաև միկրոօրգանիզմների միջոցով մարդու օրգանիզմ թափանցող ստրոնցիումը որպես կալցիումին համարժեք տարր առավելապես կուտակվում է ոսկրային հյուսվածքներում։ Փափուկ հյուսվածքներում մնացող քանակը 1 %-ից պակաս է։ Առավել մեծ արագությամբ ստրոնցիումը կուտակվում է մինչև չորս տարեկան երեխաների օրգանիզմում, երբ ակտիվորեն ընթանում է ոսկորների ձևավորումը։

Ռադիոակտիվ ստրոնցիումը մարդու օրգանիզմի վրա ունենում է բացասական ազդեցություն։ Ոսկրային հյուսվածքների մեջ կուտակվելով շողահարում է ոսկրային հյուսվածքներն ու ոսկրածուծը, ինչը մեծացնում է վերջինիս քաղցկեղով վարակվելու հավանականությունը։

Տես նաև[խմբագրել]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (en) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Большая Российская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 441. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—092—4
  3. Стронций на Integral Scientist Modern Standard Periodic Table
  4. Murray, W. H. (1977)։ The Companion Guide to the West Highlands of Scotland։ London: Collins։ ISBN 0-00-211135-7։ 
  5. Рубидий — Свойства химических элементов
  6. NR2.Com.Ua: Пермская область. Пермские месторождения стронция могут вызвать снижение мировых цен на это полезное ископаемо / 22.08.00 / Новый Регион — Россия
  7. (2012-12-31) Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds, 16։ ISBN 9780444595539։ 
  8. «Chemistry of Firework Colors – How Fireworks Are Colored»։ Chemistry.about.com։ 2012-04-10։ http://chemistry.about.com/od/fireworkspyrotechnics/a/fireworkcolors.htm։ Վերցված է 2012 թ․ ապրիլի 14։ 
  9. J. Paul MacMillan, Jai Won Park, Rolf Gerstenberg, Heinz Wagner, Karl Köhler, Peter Wallbrecht “Strontium and Strontium Compounds” in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a25_321.
  10. Turekian, K.K.; Wedepohl, K. H. (1961). «Distribution of the elements in some major units of the Earth's crust». Geological Society of America Bulletin 72 (2): 175–192. doi:10.1130/0016-7606(1961)72[175:DOTEIS]2.0.CO;2. ISSN 0016-7606. Bibcode1961GSAB...72..175T. 
  11. Ober, Joyce A.։ «Mineral Commodity Summaries 2010: Strontium» (PDF)։ United States Geological Survey։ http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/strontium/mcs-2010-stron.pdf։ Վերցված է 2010-05-14։ 
  12. British Geological Survey (2009)։ World mineral production 2004–08։ Keyworth, Nottingham: British Geological Survey։ ISBN 978-0-85272-639-6։ Վերցված է՝ April 6, 2009։ 
  13. (2011-05-03) Economic Geology: Principles and Practice։ ISBN 9781444336627։ 
  14. (1996) Production of SrCO3 by black ash process: Determination of reductive roasting parameters, 401։ ISBN 9789054108290։ 

Գրականություն[խմբագրել]

  • J. Paul MacMillan, Jai Won Park, Rolf Gerstenberg, Heinz Wagner, Karl Köhler, Peter Wallbrecht: Strontium and Strontium Compounds, in: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim 2005
  • A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1236–1258

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]



Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից։ CC-BY-SA-icon-80x15.png