ストロンチウムとは何ですか?
ストロンチウム(記号Sr)は周期表の元素38で、5周期、2族のアルカリ土類金属です。 花火を深紅色に染める元素であり、ストロンチウム90として、かつて兵器実験後に空から降ってきました。 室温では固体です。
構造
リング上の点の図ではありません — 占有されている各副殻の実際の確率密度|ψ|²をモンテカルロ法でサンプリングしたものです。ドラッグして回転できます。青と紫は波動関数の反対の符号を示しており、それによって結合が可能になります。
測定値
各バーは、その性質についてストロンチウムが118元素全体の中でどの位置にあるかを示しています。
出典:IUPAC 2021標準原子量・CRC化学・物理学ハンドブック・NIST。~が付いた値は測定値ではなく予測値です。
大きさ、実寸比
半径215 pmです。これは0.215 nmなので、約2.33百万個を横に並べると1ミリメートルになります。
熱範囲
ストロンチウムは、1050 Kから1655 Kまでの605 Kの範囲で液体です。
物語
ストロンチウムは、花火を鮮やかに彩り、医師が骨の内部を観察するのにも役立つ、輝く赤い炎を生み出す元素です。この柔らかく銀色のアルカリ土類金属は、化学で最も強く美しい赤色の一つを示す炎で燃えるため、花火や信号炎管に欠かせません。最初に発見されたスコットランドの村ストロンティアンにちなんで名付けられたストロンチウムは、祝典と医療診断の両方に不可欠な存在となっています。 スコットランドのストロンティアン近郊にある鉛鉱山の謎めいた鉱物を分析していたアイルランドの科学者アデア・クロフォードによって、1790年に発見されました。当初、ストロンチウムは性質が似ているためバリウムと混同されていました。後にストロンチアナイトと呼ばれるようになったこの鉱物には、既知の物質とは異なる炎色を示す新しい土(酸化物)が含まれていました。純粋な金属ストロンチウムが単離されたのは、サー・ハンフリー・デービーが電気分解を用いた1808年になってからです。 ストロンチウムを際立って素晴らしいものにしているのは、その花火用の性質です。ストロンチウム化合物は、何キロメートルも離れた場所から見えるほど強烈で純粋な赤い炎を上げて燃えます。そのため、硝酸ストロンチウムと炭酸ストロンチウムは、赤色花火、緊急用信号炎管、軍用信号装置に欠かせない成分です。その赤色は非常に特徴的で明るいため、曳光弾や遭難信号にも使用されます。 ストロンチウムは、眼疾患や骨がんの治療に使われるストロンチウム90によって、医療画像技術に革新をもたらしました。さらに重要なことに、ラネル酸ストロンチウムは骨粗しょう症の治療薬として使用され、骨を強くし、骨折のリスクを減らすのに役立ってきました。この元素はカルシウムと似ているため、骨の構造に取り込まれます。 興味深い一方で懸念すべきことがあります。核兵器実験や事故によって生じた放射性ストロンチウム90は、カルシウムと同じように骨に蓄積するため、最も危険な放射性汚染物質の一つです。ただし、安定なストロンチウムは完全に安全で、少量なら有益でもあります。
ウィリアム・クルックシャンクは、スコットランドのストロンティアン近郊にある鉛鉱山のストロンチアナイト鉱物を分析していた1787年に、ストロンチウムを発見しました。ハンフリー・デービーは1808年、電気分解によって純粋なストロンチウム金属を初めて単離し、発見地にちなんで命名しました。
用途
ストロンチウムは世界中の祝典を照らす鮮やかな赤色を生み出す一方、その独自の性質により、高性能が求められる先進セラミックス、医療画像、特殊ガラスにも利用されています。
炭酸ストロンチウムと硝酸ストロンチウムは、花火、信号炎管、信号装置で純粋な赤い炎を生み出します。特徴的な460.7 nmの輝線が強烈な赤色を生み、愛国的な演出、緊急信号、色の識別が重要な軍事用途に不可欠です。
フェライト磁石は、モーター、スピーカー、磁気アセンブリ向けに、費用対効果の高い永久磁石を提供します。チタン酸ストロンチウムセラミックスは高い誘電率を示し、コンデンサー用途やマイクロ波電子機器に不可欠です。
ストロンチウム89放射線療法は、骨組織に放射線を標的照射して骨がんの痛みを治療します。一方、ラネル酸ストロンチウム製剤は、骨の形成を促進し骨吸収を抑えることで、骨粗しょう症による骨折の予防に役立ちます。
起源
地殻に370 mg/kg存在し、87%の元素より存在度が高い
ストロンチウムは、天青石(SrSO₄)やストロンチアナイト(SrCO₃)に天然に存在し、通常は堆積鉱床や熱水系に伴って産出します。主な鉱床はトルコ、スペイン、メキシコにあり、天青石が主要な商業供給源です。
取り扱い
ストロンチウム化合物は毒性が低いものの、放射性同位体には特別な取り扱いが必要です。標準的な実験室の安全手順により、ストロンチウムの粉じんや溶液へのばく露を防げます。
粉じん管理対策と基本的な個人用保護具により、ほとんどのストロンチウム用途で十分な保護が得られます。放射性同位体には、放射線安全プロトコルと専門的な廃棄手順が必要です。
簡単な回答
ストロンチウム(記号Sr)は周期表の元素38で、5周期、2族のアルカリ土類金属です。 花火を深紅色に染める元素であり、ストロンチウム90として、かつて兵器実験後に空から降ってきました。 室温では固体です。
[Kr] 5s²で、2, 8, 18, 8, 2という分布の電子殻が5個あります。ストロンチウムの融点は1050 K(776.9 °C)、沸点は1655 K(1381.9 °C)です。
ストロンチウムの標準原子量は87.62 uです。これは天然に存在する同位体の加重平均であるため、整数になることはほとんどありません。
ストロンチウムの密度は2.64 g/cm³です。水は1.0 g/cm³なので、ストロンチウムの塊は約2.6倍重いです。
ストロンチウムのポーリング電気陰性度は0.95です。この尺度は、電子を最も引きつけにくいフランシウムの0.70から、最も引きつけやすいフッ素の3.98までです。 このように低い値は、最外殻の電子を容易に放出して陽イオンを形成することを意味します。
ストロンチウムは1790年にAdair Crawfordによって発見されました。 スコットランドの村、Strontianにちなんで名付けられました。
地球の地殻におけるストロンチウムの割合は約370 mg/kgで、十分に豊富なため大規模に採掘されています。