استرانسیم

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
روبیدیماسترانسیمایتریم
Ca

Sr

Ba
ظاهر
silvery white metallic
ویژگی‌های کلی
نام, نماد, عدد استرانسیم, Sr, 38
تلفظ به انگلیسی /ˈstrɒnʃiəm/
STRON-shee-əm;
/ˈstrɒntiəm/
STRON-tee-əm;
/ˈstrɒnʃəm/ STRON-shəm
نام گروهی برای عناصر مشابه فلزات قلیایی خاک
گروه، تناوب، بلوک ۲۵, s
جرم اتمی استاندارد 87.62 g·mol−۱
آرایش الکترونی [Kr] 5s2
الکترون به لایه 2, 8, 18, 8, 2 (تصویر)
ویژگی‌های فیزیکی
حالت جامد
چگالی (نزدیک به r.t.) 2.64 g·cm−۳
چگالی مایع در m.p. 2.375 g·cm−۳
نقطه ذوب 1050 K, 777 °C, 1431 °F
نقطه جوش 1655 K, 1382 °C, 2520 °F
گرمای هم‌جوشی 7.43 kJ·mol−1
گرمای تبخیر 136.9 kJ·mol−1
ظرفیت گرمایی 26.4 J·mol−۱·K−۱
فشار بخار
فشار (پاسکال) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱k ۱۰k ۱۰۰k
دما (کلوین) 796 882 990 1139 1345 1646
ویژگی‌های اتمی
وضعیت اکسید شدن 2, 1[۱] (strongly basic oxide)
الکترونگاتیوی 0.95 (مقیاس پاولینگ)
انرژی‌های یونیزه شدن 1st: 549.5 kJ·mol−1
2nd: 1064.2 kJ·mol−1
3rd: 4138 kJ·mol−1
شعاع اتمی 215 pm
شعاع کووالانسی 195±10 pm
شعاع واندروالانسی 249 pm
متفرقه
ساختار کریستالی face-centered cubic
مغناطیس paramagnetic
مقاومت الکتریکی (20 °C) 132 nΩ·m
رسانایی گرمایی (300 K) 35.4 W·m−1·K−1
انبساط گرمایی (25 °C) 22.5 µm·m−1·K−1
مدول شیر 6.1 GPa
نسبت پواسون 0.28
سختی موس 1.5
عدد کاس 7440-24-6
پایدارترین ایزوتوپ‌ها
مقاله اصلی ایزوتوپ‌های استرانسیم
iso NA نیمه عمر DM DE (MeV) DP
82Sr syn 25.36 d ε - 82Rb
83Sr syn 1.35 d ε - 83Rb
β+ 1.23 83Rb
γ 0.76, 0.36 -
84Sr 0.56% 84Sr ایزوتوپ پایدار است که 46 نوترون داردs
85Sr syn 64.84 d ε - 85Rb
γ 0.514D -
86Sr 9.86% 86Sr ایزوتوپ پایدار است که 48 نوترون داردs
87Sr 7.0% 87Sr ایزوتوپ پایدار است که 49 نوترون داردs
88Sr 82.58% 88Sr ایزوتوپ پایدار است که 50 نوترون داردs
89Sr syn 50.52 d ε 1.49 89Rb
β 0.909D 89Y
90Sr trace 28.90 y β 0.546 90Y

استرانسیوم(Strontium) از عنصرهای شیمیایی جدول تناوبی است. نشانه کوتاه آن Sr و عدد اتمی آن ۳۸ است.

تاریخچه[ویرایش]

کانی استرانسیانیت در سال ۱۷۸۷ میلادی در دهکدهٔ استرانسین در اسکاتلند یافت شد. ادیر کراوفورد و توماس چارلز هوپ به بررسی این کانی پرداختند و اکسید فلز ناشناخته‌ای را در آن یافتند.

استرانسیم فلزی نرم با رنگ زرد نقره‌ای است. خواص فیزیکی و شیمیایی آن شباهت زیادی به کلسیم و باریم دارد. سلستید و استروتیانیت دو سنگ معدن مهم استرانسیم هستند. این فلز ممکن است از طریق الکترولیز کلرید مذاب تهیه شود. استرانسیم به طور طبیعی متشکل از چهار ایزوتوپ پایدار است. پایدارترین این ایزوتوپ‌ها، ایزوتوپ رادیو اکتیو استرانسیم -۹۰(نیمه عمر ۱/ ۲۸ سال) است. استرانسیم اولین بار در سال ۱۷۹۰ توسط A. Crawford دانشمند اسکاتلندی کشف گردید.

نام عنصر شیمیایی استرانسیم از لغت Strontian که نام شهری در اسکاتلند می‌باشد، گرفته شده است. در سال ۱۸۰۸، شخصی به نام Davey طی الکترولیز توانست این عنصر را کشف کند. البته در سال 1790، Adair Crawford کانی جدیدی به نام استرونتیانیت را شناسایی کرد که کانی‌های باریم دار متفاوت بود. استرانسیم در کانی‌های سلستیت و استرونتیانیت یافت می‌شود. فلز استرانسیم از الکترولیز مخلوط کلر گداخته همراه با کلرید پتاسیم حاصل می‌شود، یا از احیا اکسید استرانسیم با آلومینیم در شرایط خلا و در دمایی که استرانسیم تقطیر می‌شود، بدست می‌آید. سه شکل آلوتروپی این فلز وجود دارد که نقطه انتقال آنها ۲۳۵ و ۵۴۰ درجه سانتیگراد می‌باشد. استرانسیم از کلسیم نرمتر است و در آب به شدت تجزیه می‌شود. استرانسیم، در دماهای زیر ۳۸۰ درجه سانتیگراد، نیتروژن را جذب نمی‌کند. برای جلوگیری از اکسید شدن استرانسیم این عنصر باید در نفت سفید نگهداری شود. مقطع جدید استرانسیم، ظاهری نقره‌ای دارد، اما به سرعت به رنگ زرد با ساختار اکسیدی در می‌آید. فلز نهایی در هوا می‌سوزد. نمکهای فرار استرانسیم رنگ قرمز زیبایی دارند. این نمکها در فشفشه‌ها و مواد آتش زا کاربرد دارند. استرانسیم طبیعی از مخلوط چهار ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است. شانزده ایزوتوپ ناپایدار دیگر از استرانسیم وجود دارد. یکی از مهمترین ایزوتوپهای ناپایدار استرانسیم 90Sr است که نیمه عمر آن ۲۹ سال می‌باشد. 90Sr محصول ریزشهای هسته‌ای است و مشکلاتی در سلامت انسان ایجاد می‌کند. این ایزوتوپ یکی از ایزوتوپهای با عمر طولانی است که اشعه بتا از خود متصاعد می‌کند و در دستگاههای SNAP (سیستم برای قدرت کمکی هسته‌ای) به کار می‌رود. این دستگاهها برای ساختن فضاپیماها، ایستگاههای هواشناسی، بویه‌های دریایی و جاهاییکه منابع قدرت هسته‌ای – الکتریکی، دراز مدت، سبک وزن نیاز است، به کار می‌روند. در حال حاضر مهمترین کاربرد استرانسیم برای تولید شیشه‌های رنگی تلویزیون است. همچنین از استرانسیم برای تولید آهنربا و تصفیه روی استفاده می‌شود. تیتانیت استرانسیم ماده نوری جالبی است که دارای شاخص انکسار بسیار بالایی است و پراکندگی نوری بالاتری نسبت به الماس دارد. استرانسیم به عنوان جواهر نیز به کار می‌رود، اما خیلی نرم است. قیمت فلز استرانسیم (۹۸ درصد خلوص) در ژانویه ۱۹۹۰، پنج دلار در هر انس می‌باشد.

ساختار بلوری عنصر استرانسیم

اثرات استرانسیم بر روی سلامتی[ویرایش]

در نتیجه واکنشهای شیمیایی، ترکیباتی از استرانسیم که در آب نا محلول هستند، محلول می‌شوند. ترکیبات محلول در آب، نسبت به ترکیبات نامحلول برای سلامتی انسان مضرتر هستند. بنابراین ترکیبات محلول استرانسیم، آب آشامیدنی را آلوده می‌کنند. خوشبختانه غلظت استرانسیم در آب آشامیدنی بسیار کم است. تنفس هوا یا گرد و غبار، خوردن غذا، آب آشامیدنی یا تماس با خاک آلوده به استرانسیم، باعث می‌شود که مقدار کمی استرانسیم وارد بدن انسان شود. احتمال ورود استرانسیم به بدن از راه خوردن و آشامیدن بیشتراست. استرانسیم موجود در غذا به استرانسیم موجود در بدن افزوده می‌شود. دانه‌ها، سبزیهای برگدار و لبنیات، استرانسیم بالایی دارند. میزان استرانسیم موجود در بدن اکثر افراد متوسط است. از بین ترکیبات استرانسیم، تنها کرومات استرانسیم است که حتی مقادیر بسیار اندک آن هم برای سلامتی بدن مضر است. معمولاً کروم سمی است که باعث بیماری می‌شود. کرومات استرانسیم باعث سرطان ریه می‌شود اما با استفاده از روشهای صحیح در کارخانجات خطرات و بیماریهای ناشی از استرانسیم کاهش می‌یابد. بنابراین استرانسیم خطری جدی برای سلامتی انسان محسوب نمی‌شود. جذب مقدارزیاد استرانسیم برای سلامتی انسان خطری ندارد. تنها در یک مورد، فردی نسبت به استرانسیم حسااسیت نشان داد اما مورد دیگری گزارش نشده است. در بچه‌ها جذب استرانسیم زیادی، باعث اختلالات رشد می‌شود. نمکهای استرانسیم باعث خارش پوست یا دیگر مشکلات پوستی نمی‌شوند. وقتی جذب استرانسیم بسیار زیاد باشد، رشد استخوانها دچار مشکل می‌شود. اما این مشکل تنها زمانی پیش می‌آید که جذب استرانسیم بیش از هزار ppm باشد. میزان استرانسیم موجود در غذا و آب آشامیدنی به حدی نیست که باعث این قبیل عوارض شود. خطر استرانسیم رادیو اکتیو برای سلامتی انسان بیشتر از استرانسیم پایدار است. اگر جذب استرانسیم رادیواکتیو خیلی زیاد باشد، باعث کم خونی و کمبود اکسیژن می‌شود. غلطت بسیار بالای استرانسیم به خاطر آسیب به ماده ژنتیکی سلولها باعث سرطان می‌شود.

اثرات زیست محیطی استرانسیم[ویرایش]

استرانسیم عنصری است که به طور طبیعی در بسیاری از بخشهای محیط زیست مانند سنگها، خاک، آب و هوا وجود دارد. ترکیبات استرانسیم به آسانی در محیط زیست حرکت می‌کنند زیرا بسیاری از این ترکیبات در آب محلول هستند. استرانسیم به صورت غبار، همیشه و به میزان مشخصی در هوا وجود دارد. میزان استرانسیم موجود در هوا در اثرفعالیتهای بشری مانند سوختن ذغال و نفت، ذرات غباری که حاوی استرانسیم هستند در آبهای سطحی، خاک یا سطح گیاهان ته‌نشین می‌شوند. ذراتی که ته نشست نکرده‌اند به هنگام ریزش باران یا برف به زمین برمی گردند. بنابراین مقدار استرانسیم در خاک یا کف آبهای سطحی افزایش می‌یابد و با استرانسیم موجود مخلوط می‌شود. استرانسیم از طریق خاک و هوازدگی سنگها، وارد آب می‌شود. تنها بخش کوچکی از استرانسیم موجود در آب از گرد و غبار موجود در هواست. قسمت عمده استرانسیم موجود در آب بهصورت محلول است. اما بخشی از آن هم به صورت معلق می‌باشد که در بعضی جاها باعث گل آلود شدن آب می‌شود. میزان استرانسیم در آب آشامیدنی زیاد نیست. معمولاً در اثر فعالیتهای بشری و عمدتاً در اثر ریختن زباله‌ها در آب، میزان استرانسیم موجود در آب بیشتر از حد طبیعی است. به علاوه در اثر ته‌نشینی ذرات گرد و غبار موجود در هوا که با ذرات اسسترانسیم حاصل از فرایندهای صنعتی واکنش داده‌اند هم میزان استرانسیم افزایش می‌یابد. غلظت استرانسیم موجود در خاک در اثر فعالیتهای بشری و توسط خاکستر ذغال سنگ و زباله‌های صنعتی افزایش می‌یابد. استرانسیم موجود در خاک در آب حل می‌شود بنابراین به اعماق زمین نفوذ می‌کند و وارد آب زیرزمینی می‌شود. بخشی از استرانسیمی که توسط انسان ایجاد می‌شود، وارد آب زیرزمینی نمی‌شود و دهها سال در خاک باقی می‌ماند. به خاطرطبیعت استرانسیم بخشی از آن وارد بدن ماهی‌ها، سبزیجات، دامها و جانوران دیگر می‌شود. یکی از ایزوتوپهای استرانسیم رادیو اکتیو است. این ایزوتوپ به طور طبیعی در محیط وجود ندارد و در نتیجه فعالیتهای بشری مانند آزمایش بمبهای اتمی در محیط افزایش می‌یابد. تنها راه کاهش غلظت این ایزوتوپ تجزیه رادیواکتیو آن به زیرکونیم پایدار است. غلظت استرانسیم رادیواکتیو در محیط زیست نسبتاً کم است و ذرات آن همیشه در خاک و کف آب تجمع می‌یابد. در نتیجه با دیگر ذرات استرانسیم مخلوط می‌شود. اما میزان آن در آب آشامیدنی افزایش نمی‌یابد.

خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر استرانسیم[ویرایش]

عدد اتمی: ۳۸ جرم اتمی:۸۷٫۶۲ نقطه ذوب: C° 769 نقطه جوش: C° 1384 شعاع اتمی: Å ۲٫۴۵ ظرفیت: ۲ رنگ: سفید نقره‌ای حالت استاندارد: جامد نام گروه: ۲ انرژی یونیزاسیون: Kj/mol 549.5 شکل الکترونی: [Kr]5s2 شعاع یونی: Å ۱٫۱۲ الکترونگاتیوی: ۰٫۹۵ حالت اکسیداسیون:۲ دانسیته: ۲٫۶۳۰ گرمای فروپاشی: Kj/mol 8.3 گرمای تبخیر: Kj/mol 144 مقاومت الکتریکی: Ohm m 0.000000131 گرمای ویژه: J/g Ko 0.3 دوره تناوبی:۵ شماره سطح انرژی: ۵ اولین انرژی: ۲ دومین انرژی: ۸ سومین انرژی: ۱۸ چهارمین انرژی: ۸ پنجمین انرژی: ۲

خواص شیمیایی ایزوتوپ‌های عنصر استرانسیم[ویرایش]

ایزوتوپ نیمه عمر Sr-82 25.36 روز Sr-83 1.35 روز Sr-84 پایدار Sr-85 64.84 روز Sr-85m 1.27 ساعت Sr-86 پایدار Sr-87 پایدار Sr-87m 2.8 ساعت Sr-88 پایدار Sr-89 50.52 روز Sr-90 29.1 سال Sr-91 9.5 ساعت Sr-92 2.71 ساعت Sr-93 7.4 دقیقه منابع: کانی‌های استرونسیانیت و سلسیت کاربرد: برای تولید رنگ قرمز در کارهای آتشبازی و چراغها، تهیه باتریهای اتمی، و باعث تابش درخشان در فانوس دریایی می‌شود.[۲]

خواص فیزیکی ایزوتوپ‌های عنصر استرانسیم[ویرایش]

خواص فیزیکی عنصر استرانسیم:

  • عدد اتمی: ۳۸
  • جرم اتمی:۸۷٫۶۲
  • نقطه ذوب: C° ۷۶۹
  • نقطه جوش: C° ۱۳۸۴
  • شعاع اتمی: Å ۲٫۴۵
  • ظرفیت: ۲
  • رنگ: سفید نقره‌ای
  • حالت استاندارد: جامد
  • نام گروه: ۲

پیوند ها[ویرایش]

ادیر کراوفورد

پانویس[ویرایش]

  1. P. Colarusso et al. (1996). "High-Resolution Infrared Emission Spectrum of Strontium Monofluoride". J. Molecular Spectroscopy 175: 158. 
  2. س. ونتسکی. استرونسیوم. . دانشمند. ترجمهٔ محمدرضا افضلی، ش. ۳۴۴ (خرداد ۱۳۷۱): ۱۱۵. 
جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ استرانسیم موجود است.