STRONTIUM: KASAYSAYAN, ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, REAKSYON AT GAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang Strontium ay isang alkalina na metal na lupa na ang simbolo ng kemikal ay si G. Ang sariwang gupit ay puti na may isang pilak na sheen, ngunit kapag nakalantad sa air oxidizes at nakakakuha ng isang madilaw-dilaw na kulay. Para sa kadahilanang ito, dapat protektado mula sa oxygen sa panahon ng pag-iimbak.

Ang Strontium ay nakuha mula sa mga ugat nito sa anyo ng mga mineral na celestite o celestine (SrSO ₄ ) at strontianite (SrCO ₃ ). Gayunpaman, ang celestite ay ang pangunahing anyo kung saan nangyayari ang pagmimina ng strontium, ang mga deposito nito ay nasa sedimentary na mga lupa at kasama ang asupre.

Metallic strontium sample na protektado ng isang argona na kapaligiran. Pinagmulan: Strontium unter Argon Schutzgas Atmosphäre.jpg Matthias Zepperderivative work: Materialscientist

Ang celestite ay nangyayari sa anyo ng mga rhombic crystals, kadalasang walang kulay, madulas at transparent. Bagaman ang strontium ay nakuha sa ganitong paraan, dapat itong ibahin ang anyo sa kani-kanilang carbonate, kung saan ito ay sa wakas nabawasan.

Noong 1790, ang strontium ay nakilala bilang isang bagong elemento nina Adair Crawford at William Cruickshank, sa isang mineral mula sa isang minahan ng lead na malapit sa bayan ng Strontion sa Argyll, Scotland. Ang Strontium ay nakahiwalay noong 1807 ni Humphry Davy, sa pamamagitan ng paggamit ng electrolysis.

Ang Strontium ay isang malungkot, malagkit na metal at isang mahusay na conductor ng koryente; ngunit ito ay may maliit na pang-industriya at komersyal na paggamit. Ang isa sa mga aplikasyon nito ay ang pagbuo ng mga haluang metal na may aluminyo at magnesiyo, pagpapabuti ng paghawak at likido ng mga metal na ito.

Sa pana-panahong talahanayan, ang strontium ay matatagpuan sa pangkat 2, sa pagitan ng kaltsyum at barium, na natagpuan na ang ilan sa mga pisikal na katangian nito, tulad ng density, pagtunaw at katigasan, ay may mga intermediate na halaga na may kaugnayan sa ipinakita para sa calcium at barium.

Ang Strontium ay nangyayari sa kalikasan bilang apat na matatag na isotopes: ⁸⁸ Sr na may .82.6% kasaganaan; ang ⁸⁶ Sr, na may 9.9% kasaganaan; ang ⁸⁷ Sr, na may 7.0% kasaganaan; at ⁸⁴ Sr, na may 0.56% na kasaganaan.

^{Ang 90} Sr ay isang radioactive isotop na binubuo ng pinaka nakasisirang bahagi ng radioactive fallout, isang produkto ng mga pagsabog ng nuklear at tumagas mula sa mga nukleyar na nukleyar, dahil sa pagkakapareho sa pagitan ng kaltsyum at strontium, ang isotope ay isinama sa mga buto , paggawa ng cancer sa buto at leukemia.

Kasaysayan

Isang mineral mula sa isang lead mine na malapit sa Strontian village sa Argyll, Scotland, ay pinag-aralan. Ito ay orihinal na nakilala bilang isang uri ng barium carbonate. Ngunit sina Adair Crawford at William Cruickshank, noong 1789, ay nabanggit na ang sangkap na pinag-aralan ay isa pang pinag-uusapan.

Pinangalanan ng Chemist Thomas Charles Hope ang bagong mineral na strontite at ang kaukulang "lupa" (strontium oxide, SrO) na pinangalanan itong strontia.

Noong 1790, sinunog nina Crawford at Cruickshank ang pinag-aralan na sangkap at naobserbahan na ang siga ay mapula-pula ang kulay, naiiba sa mga apoy na sinusunod hanggang sa oras na iyon sa mga kilalang elemento. Napagpasyahan nila na nasa harap sila ng isang bagong elemento.

Noong 1808, si Sir William Humphry Davy, sumailalim sa electrolysis sa isang kahalumigmigan na halo ng hydroxide o chloride ng strontium na may oxide ng mercury, gamit ang isang katod ng mercury. Pagkatapos, ang mercury mula sa nabuo na amalgam ay nalingaw, iniiwan ang strontium.

Pinangalanan ni Davy ang nakahiwalay na elemento na strontium (strontium).

Istraktura at pagsasaayos ng elektron ng strontium

Ang kristal na strontium ay nag-crystallize sa temperatura ng silid sa isang istraktura na nakasentro sa cubic (fcc) na mukha.

Sa istraktura na ito, ang mga atom ng Sr ay matatagpuan sa mga vertice at sa mga kubo na mukha ng unit cell. Ito ay medyo mas siksik kaysa sa iba pang mga istraktura (tulad ng kubiko o bcc) para sa pagkakaroon ng isang kabuuang apat na mga atomo ni Mr.

Ang mga atom ng Sr ay nananatiling nagkakaisa salamat sa metal na bono, produkto ng pag-overlay ng kanilang mga atomic valence orbitals sa lahat ng mga direksyon sa loob ng kristal. Ang orbital na ito ay ang 5s, na mayroong dalawang elektron alinsunod sa elektronikong pagsasaayos:

5s ²

At sa gayon, ang isang buong band na 5s, at isang 5p conduction band (band theory) ay nagmula.

Tungkol sa iba pang mga metallic phase, walang gaanong impormasyon sa bibliographic, bagaman sigurado na ang kanilang mga kristal ay sumasailalim sa mga pagbabagong-anyo kapag sila ay sumailalim sa mataas na presyon.

Mga numero ng oksihenasyon

Ang Strontium, tulad ng iba pang mga metal, ay may mataas na pagkahilig na mawala ang mga electron na valence; Ito ang dalawang elektron ng orbital ng 5s. Sa gayon, ang mga atom ng Sr ay na-convert sa divalent Sr ²⁺ cations (M ²⁺ , tulad ng natitirang mga alkalina na metal na metal), isoelectronic sa marangal na gas krypton. Ang Strontium ay sinasabing mayroong isang bilang ng oksihenasyon ng +2.

Kapag sa halip na mawala ang dalawang elektron ay nawawala lamang ang isa, nabuo ang cation ng Sr ⁺ ; at samakatuwid, ang bilang ng oksihenasyon nito ay +1. Bihira ang Sr ⁺ sa mga compound na nagmula sa strontium.

Ari-arian

Hitsura

Silvery puti na may metal na sheen, na may isang bahagyang dilaw na tint.

Mass ng Molar

87.62 g / mol.

Temperatura ng pagkatunaw

777 ° C

Punto ng pag-kulo

1,377 ° C

Density

-Ambientong temperatura: 2.64 g / cm ³

-Liyas na estado (punto ng pagkatunaw): 2.375 g / cm ³

Solubility

Natutunaw sa alkohol at mga asido. Hindi ito natutunaw sa tubig, dahil malakas ang reaksyon nito.

Init ng pagsasanib

7.43 kJ / mol.

Init ng singaw

141 kJ / mol.

Kakayahang thermal molar

26.4 J / (mol · K).

Elektronegorya

0.95 sa scale ng Pauling.

Enerhiya ng ionization

Unang antas ng ionization: 549.5 kJ / mol.

Pangalawang antas ng ionization: 1,064.2 kJ / mol.

Pangatlong antas ng ionization: 4,138 kJ / mol.

Atomikong radyo

Empirical 215 pm.

Covalent radius

195 ± 10 pm.

Pagpapalawak ng thermal

22.5 µm / (m · K) sa 25 ° C.

Thermal conductivity

35.4 W / (mK).

Ang resistensya sa elektrikal

132 nΩ · m sa 20 ° C.

Katigasan

1.5 sa scale ng Mohs.

Potensyal ng sunog

Ang Strontium, kapag pinahati nang mabuti, ay sinusunog nang kusang sa hangin. Bilang karagdagan, nag-aapoy kapag pinainit sa itaas ng tulog, at maaaring maging peligro ng pagsabog kapag nakalantad sa init ng isang apoy.

Imbakan

Upang maiwasan ang oksihenasyon ng strontium, inirerekomenda na i-imbak ito sa ilalim ng tubig sa kerosene o naphtha. Ang strontium ay dapat na naka-imbak sa isang cool, maayos na maaliwalas na lugar, malayo sa organic at iba pang madaling na-oxidized na mga materyales.

Pangngalan

Tulad ng bilang ng oksihenasyon +1 ay hindi karaniwan, ipinapalagay na ang +2 lamang ang umiiral para sa pagpapagaan ng nomenclature sa paligid ng mga strontium compound. Iyon ang dahilan kung bakit sa stock nomenclature ang (II) sa dulo ng mga pangalan ay hindi pinansin; at sa tradisyunal na pangngalan, palagi silang nagtatapos sa hulapi -ico.

Halimbawa, ang SrO ay strontium oxide o lata oxide, ayon sa stock at tradisyonal na mga nomenclature, ayon sa pagkakabanggit.

Mga Hugis

Dahil sa mahusay na reaktibo, ang metallic strontium ay hindi lilitaw na nakahiwalay sa kalikasan. Gayunpaman, maaari itong matagpuan sa elemental na estado nito na protektado mula sa oxygen, sa pamamagitan ng paglulubog sa kerosene o sa isang kapaligiran ng mga inert gas (tulad ng mga marangal na gas).

Natagpuan din ito na bumubuo ng mga haluang metal na may aluminyo at magnesiyo, pati na rin ang isang pinagsama-sama sa isang haluang metal na lata at tingga. Ang Strontium ay matatagpuan sa ionic form (Sr ²⁺ ) na natunaw sa tubig sa lupa o dagat, atbp.

Samakatuwid, upang magsalita ng strontium ay upang sumangguni sa Sr ²⁺ cations (at sa isang mas mababang antas, Sr ⁺ ).

Maaari rin itong makipag-ugnay sa ionic form sa iba pang mga elemento upang makabuo ng mga asing-gamot o iba pang mga compound ng kemikal; tulad ng strontium chloride, carbonate, sulfate, sulfide, atbp.

Ang Strontium ay naroroon pangunahin sa dalawang mineral: celestite o celestine (SrSO ₄ ) at strontite (SrCO ₃ ). Ang Celestite ay ang pangunahing mapagkukunan ng pagkuha ng strontium mining.

Ang Strontium ay may 4 na likas na isotop, na kung saan ang isa na natagpuan sa higit na kasaganaan ay ⁸⁸ G. Gayundin, maraming mga radioactive isotopes, artipisyal na ginawa sa mga nukleyar na nukleyar.

Papel na biolohikal

Walang kilalang biological na papel para sa strontium sa mga vertebrates. Dahil sa pagkakapareho nito sa calcium, maaari itong palitan sa mga tisyu ng buto; iyon ay, Sr ²⁺ displaces Ca ²⁺ . Ngunit ang ratio na natagpuan sa buto sa pagitan ng strontium at calcium ay nasa pagitan ng 1 / 1,000 at 1 / 2,000; iyon ay, napakababa.

Samakatuwid, ang strontium ay hindi dapat matupad ang isang natural na biological function sa mga buto.

Ang strontium ranelate ay ginamit sa paggamot ng osteoporosis, dahil nagdudulot ito ng isang hardening ng mga buto; ngunit sa anumang kaso, ito ay isang therapeutic na pagkilos.

Ang isa sa ilang mga halimbawa ng isang biological function ng strontium ay nangyayari sa Acantharea, isang radiolarian protozoan na may isang balangkas na may pagkakaroon ng strontium.

Kung saan hahanapin at paggawa

Ang celestite crystal, isang mineralogical na mapagkukunan ng strontium. Pinagmulan: Aram Dulyan (Gumagamit: Aramgutang)

Ang Strontium ay matatagpuan sa humigit-kumulang na 0.034% ng lahat ng mga nakangiting bato. Gayunpaman, dalawang mineral lamang: celestite o celestine, ay matatagpuan sa mga deposito na may makabuluhang nilalaman ng strontium.

Sa dalawang mahahalagang mineral strontium, tanging ang celestite ay matatagpuan sa sapat na dami sa mga sedimentary deposit upang payagan ang paglikha ng mga pasilidad upang kunin ang strontium.

Ang Strationite ay mas kapaki-pakinabang kaysa sa celestite, dahil ang karamihan sa strontium ay ginawa sa anyo ng strontium carbonate; ngunit bahagya ang anumang mga deposito ay natagpuan na nagpapahintulot sa napapanatiling pagmimina.

Ang nilalaman ng strontium sa seawater ay nasa pagitan ng 82 at 90 µmol / L, isang mas mababang konsentrasyon kaysa sa calcium, sa pagitan ng 9.6 at 11 mmol / L.

Halos lahat ng pagmimina ay batay sa celestite deposit, dahil ang mga strontianite veins ay mahirap makuha at hindi masyadong kumikita para sa pagkuha ng strontium mula sa kanila. Sa kabila nito, ang karamihan sa strontium ay ginawa sa anyo ng strontium carbonate.

Paraan ng Pidgeon

Ang Celestite ay pinipino sa pagkakaroon ng karbon upang ibahin ang strontium sulfate sa strontium sulfide. Sa ikalawang yugto, ang madilim na materyal na naglalaman ng strontium sulfide ay natunaw sa tubig at nasala.

Pagkatapos, ang solusyon ng strontium sulfide ay ginagamot sa carbon dioxide, upang makagawa ng pag-ulan ng strontium carbonate.

Ang Strontium ay maaaring ihiwalay sa pamamagitan ng isang variant ng paraan ng Pidgeon. Ang reaksyon ng strontium oxide at aluminyo ay nangyayari sa isang vacuum, kung saan ang strontium ay na-convert sa gas at dinala sa pamamagitan ng pag-retort ng produksiyon sa mga condenser, kung saan umuunlad ito bilang isang solid.

Elektrolisis

Ang Strontium ay maaaring makuha sa anyo ng mga tungkod sa pamamagitan ng pamamaraan ng contact cathode electrolysis. Sa pamamaraang ito, ang isang cool na baras ng bakal, na kumikilos bilang isang katod, ay nakikipag-ugnay sa ibabaw ng isang tinunaw na halo ng potassium chloride at strontium chloride.

Habang ang strontium ay nagpapatatag sa katod (bakal na pamalo), ang baras ay tumataas.

Mga reaksyon

Sa mga chalcogen at halogens

Ang Strontium ay isang aktibong pagbabawas ng metal at gumanti sa mga halogens, oxygen, at asupre upang makagawa ng mga halide, oxides, at asupre, ayon sa pagkakabanggit. Ang Strontium ay isang metal na pilak, ngunit ito ay nag-oxidize sa strontium oxide kapag nakalantad sa hangin:

Sr (s) + 1 / 2O ₂ (g) => SrO (s)

Ang oxide ay bumubuo ng isang madilim na layer sa ibabaw ng metal. Habang ang reaksyon nito sa klorin at asupre ay ang mga sumusunod:

Sr (s) + Cl ₂ (g) => SrCl ₂ (s)

Sr (s) + S (l) => SrS (s)

Ang reaksyon ng Strontium na may tinunaw na asupre.

Sa hangin

Maaari itong pagsamahin sa oxygen upang mabuo ang strontium peroxide; ngunit nangangailangan ito ng isang mataas na presyon ng oxygen para sa pagbuo nito. Maaari rin itong umepekto sa nitrogen upang makagawa ng strontium nitride:

3Sr (s) + N ₂ (g) => Sr ₃ N ₂ (s)

Gayunpaman, ang temperatura ay dapat na higit sa 380 ° C para mangyari ang reaksyon.

Sa tubig

Ang Strontium ay maaaring gumanti nang marahas sa tubig upang makabuo ng strontium hydroxide, Sr (OH) _2, at hydrogen gas. Ang reaksyon sa pagitan ng strontium at tubig ay walang karahasan na sinusunod sa reaksyon sa pagitan ng mga alkali na metal at tubig, pati na rin na sinusunod sa kaso ng barium.

Sa mga acid at hydrogen

Ang Strontium ay maaaring gumanti sa sulfuric acid at nitric acid upang mabuo, ayon sa pagkakabanggit, strontium sulfate at nitrate. Pinagsasama rin ito ng mainit sa hydrogen upang mabuo ang strontium hydride.

Ang Strontium, tulad ng iba pang mabibigat na elemento sa s block ng pana-panahong talahanayan, ay may isang malawak na hanay ng mga numero ng koordinasyon; tulad ng 2, 3, 4, 22 at 24, na nakikita sa mga compound tulad ng SrCd ₁₁ at SrZn ₁₃ , halimbawa.

Aplikasyon

- Elemental Strontium

Mga Alloys

Ginagamit ito bilang isang eutectic modifier upang mapabuti ang lakas at pag-agas ng haluang metal na Al-Ag. Ginagamit ito bilang isang inoculant sa ductile iron foundry upang makontrol ang pagbuo ng grapayt. Ito ay idinagdag din sa lata at humantong ang mga haluang metal upang magdagdag ng katigasan at pag-agas.

Bilang karagdagan, ginagamit ito bilang isang deoxidizer para sa tanso at tanso. Ang maliit na halaga ng strontium ay idinagdag sa tinunaw na aluminyo upang mai-optimize ang pagkatunaw ng metal, na ginagawang mas angkop para sa paggawa ng mga bagay na ayon sa kaugalian na gawa sa bakal.

Ito ay isang alloying agent para sa aluminyo o magnesiyo na ginagamit sa paghahagis ng mga bloke ng engine at gulong. Pinapabuti ng Strontium ang paghawak at likido ng metal na kung saan ito ay pinagsama.

Mga Isotopes

Sa kabila ng mapaminsalang pagkilos nito, ⁹⁰ Sr ay ginagamit bilang isang generator ng thermoelectric, gamit ang enerhiya ng init mula sa radiation nito upang makagawa ng pangmatagalang kuryente, na may aplikasyon sa mga sasakyang pang-espasyo, mga malalayong istasyon ng pagsasaliksik at mga buoy ng nabigasyon.

Ang ⁸⁹ Sr ay ginamit sa paggamot ng cancer sa buto, gamit ang radioactive emission ission na uri para sa pagkasira ng mga tumor cells.

Ang strontium atom ay ginamit upang makapagtatag ng isang sistema para sa pagsukat ng oras, na bahagya na nakakakuha ng isang segundo bawat 200 milyong taon. Alin ang ginagawang pinaka tumpak na relo.

- Mga Compound

Carbonate

Ferrites at magneto

Ang strontium carbonate (SrCO ₃ ) ay tumugon sa ferric oxide (Fe ₂ O ₃ ) sa isang temperatura sa pagitan ng 1,000 at 1,300 ºC, upang makabuo ng isang strontium ferrite. Ang pamilyang ito ng mga ferrite ay may pangkalahatang pormula SrFe _x O ₄ .

Ang mga ceramikong magneto ay gawa sa mga ferrite at ginagamit sa iba't ibang mga application. Kabilang sa mga ito: paggawa ng mga nagsasalita, motorsiklo para sa mga tagapagpaligid ng windshield ng sasakyan at sa mga laruan para sa mga bata.

Ginagamit din ang Strontium carbonate sa paggawa ng baso para sa mga screen ng telebisyon at mga yunit ng pagpapakita.

Mga Salamin

Bilang karagdagan sa pagpapabuti ng ari-arian ng baso para sa mga likidong nagpapakita ng kristal (LCD), ginagamit din ito sa nagliliyab na ceramic ware, pinapatibay ang paglaban nito sa pagbuo at pagbuo ng bubble sa panahon ng pagpapaputok.

Ginagamit ito sa paggawa ng salamin na magagamit sa mga optika, gamit sa salamin at pag-iilaw. Ito rin ay bahagi ng fiberglass at laboratoryo at mga baso ng parmasyutiko, dahil pinatataas nito ang tigas at paglaban sa simula, pati na ang ningning nito.

Produksyon ng mga metal at asing-gamot

Ginagamit ito upang makakuha ng mataas na kadalisayan zinc, dahil nag-aambag ito sa pag-aalis ng kalinisan ng tingga. Nakakatulong ito sa paggawa ng strontium chromate, isang tambalan na ginagamit bilang isang inhibitor ng kaagnasan sa mga pagpinta ng mga pintura.

Mga basurang tubig at mga ilaw na posporescent

Ginagamit ito sa paggamot ng wastewater para sa pag-alis ng sulpate. Bilang karagdagan, ginagamit ito sa paggawa ng orthophosphoric acid, na ginagamit sa paggawa ng mga fluorescent lamp.

Pyrotechnics

Ang strontium carbonate, tulad ng iba pang mga strontium salts, ay ginagamit sa mga paputok upang bigyan ito ng pulang kulay. Isang mantsa na ginagamit din sa pagsubok sa strontium.

Hydroxide

Ginagamit ito sa pagkuha ng asukal mula sa mga beets, dahil ang strontium hydroxide ay pinagsasama ng asukal upang makagawa ng isang kumplikadong saccharide. Ang kumplikado ay maaaring dissociated sa pamamagitan ng pagkilos ng carbon dioxide, iwan ang asukal nang libre. Ginagamit din ito sa pag-stabilize ng plastic.

Oxide

Naroroon ito sa baso na ginamit sa paggawa ng isang tube ng larawan sa telebisyon, na nagsisimula sa application na ito noong 1970. Kulay ng telebisyon, pati na rin ang iba pang mga aparato na naglalaman ng mga cathode ray, ay kinakailangan na gumamit ng strontium sa harap na plato upang ihinto X-ray.

Ang mga telebisyon na ito ay hindi na ginagamit, dahil ang mga tubong katod ay pinalitan ng iba pang mga aparato, at samakatuwid ay hindi kinakailangan ang paggamit ng mga strontium compound.

Sa kabilang banda, ang strontium oxide ay ginagamit upang mapagbuti ang kalidad ng mga ceramic glazes.

Chloride

Ang Strontium chloride ay ginagamit sa ilang mga ngipin para sa mga sensitibong ngipin at sa paggawa ng mga paputok. Bilang karagdagan, ginagamit ito sa isang limitadong paraan para sa pag-alis ng mga hindi ginustong mga gas sa mga vessel ng vacuum.

Mag-Ranelate

Ginagamit ito sa paggamot ng osteoporosis, dahil pinatataas nito ang density ng buto at binabawasan ang saklaw ng mga bali. Inilapat nang topically, pinipigilan nito ang sensory pangangati. Gayunpaman, ang paggamit nito ay nabawasan dahil sa katibayan na pinatataas nito ang saklaw ng mga sakit sa cardiovascular.

Liwanagin

Ginagamit ito bilang isang dopant sa industriya ng elektronika. Madalas itong ginagamit upang gumawa ng ilang mga laruan na dumilim sa kadiliman, dahil ito ay isang kemikal at biologically inert compound.

Mga Sanggunian

1. Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (Ikaapat na edisyon). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Strontium. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
3. Timothy P. Hanusa. (2019). Strontium. Encyclopædia Britannica. Nabawi mula sa: britannica.com
4. National Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. (2019). Strontium. PubChem Database. CID = 5359327. Nabawi mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Traci Pedersen. (Mayo 20, 2013). Mga katotohanan tungkol sa strontium. Nabawi mula sa: livescience.com
6. Doug Stewart. (2019). Mga katotohanan ng elemento ng Strontium. Nabawi mula sa: chemicool.com
7. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Hulyo 03, 2019). Mga Strontium Facts (Atomic Number 38 o Sr). Nabawi mula sa: thoughtco.com
8. Lenntech BV (2019). Strontium. Nabawi mula sa: lenntech.com