Strontium

Eigenschaften
[Kr]5s2 38 Sr Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Strontium, Sr, 38
Serie	Erdalkalimetalle
Gruppe, Periode, Block	2, 5, s
Aussehen	silbrig weiß metallisch
Massenanteil an der Erdhülle	0,01 %
Atomar
Atommasse	87,62 u
Atomradius (berechnet)	219 () pm
Kovalenter Radius	192 pm
Van-der-Waals-Radius	pm
Elektronenkonfiguration	[Kr]5s2
Elektronen pro Energieniveau	2, 8, 18, 8, 2
1. Ionisierungsenergie	549,5 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie	1064,2 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand	fest
Modifikationen	-
Kristallstruktur	kubisch flächenzentriert
Dichte	2,63 g/cm3
Mohshärte	1,5
Magnetismus	paramagnetisch
Schmelzpunkt	1050 K (777 °C)
Siedepunkt	1655 K (1382 °C)
Molares Volumen	33,94 · 10-6 m3/mol
Verdampfungswärme	144 kJ/mol
Schmelzwärme	8,3 kJ/mol
Dampfdruck	246 Pa bei 1042 K
Schallgeschwindigkeit	m/s
Spezifische Wärmekapazität	300 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit	7,62 · 106 S/m
Wärmeleitfähigkeit	35,3 W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände	2
Oxide (Basizität)	SrO (stark basisch)
Normalpotential	-2,89 V (Sr2+ + 2e- → Sr)
Elektronegativität	0,95 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP 82Sr {syn.} 25,55 d ε 0,180 82Rb 83Sr {syn.} 32,41 h ε 2,276 83Rb 84Sr 0,56 % Stabil 85Sr {syn.} 64,84 d ε 1,065 85Rb 86Sr 9,86 % Stabil 87Sr 7,00 % Stabil 88Sr 82,58 % Stabil 89Sr {syn.} 50,53 d β- 1,497 89Y 90Sr {syn.} 28,78 a β- 0,546 90Y
NMR-Eigenschaften
Spin γ in rad·T−1·s−1 E fL bei B = 4,7 T in MHz 87Sr -9/2 1,159 · 107 0,00269 8,67
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung
F Leichtent- zündlich
R- und S-Sätze	R: 15[1]
	S: 8-24/25-43[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Strontium ist ein chemisches Element mit dem Symbol Sr und der Ordnungszahl 38. Wie alle Erdalkalimetalle ist auch Strontium an der Luft sehr reaktionsfreudig und oxidiert schnell. Unter Schutzgas zeigt sich Strontium als ein weiches, weißlich-silbriges Metall.

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Geschichte

  Adair Crawford erkannte 1790, dass das Mineral Strontianit, benannt nach der schottischen Stadt Strontian, von anderen Mineralen zu unterscheiden sei. Im Jahre 1798 wies Martin Heinrich Klaproth das Element Strontium nach; metallisches Strontium wurde zuerst von Sir Humphry Davy im Jahre 1808 mittels Elektrolyse hergestellt.

Vorkommen

Strontium ist in der Natur verbreitet, in der Hauptsache als Sulfat (Coelestin, SrSO₄) und als Carbonat (Strontianit, SrCO₃). Der bergmännische Abbau erfolgt in der Regel bei Coelestin, da die Vorkommen oft ausgedehnter sind. Strontianit wäre geeigneter, da Strontium oft als Carbonat Einsatz findet. Die wichtigsten Vorkommen liegen in England.

Eigenschaften

  Aufgrund seiner Reaktionsfreudigkeit kommt Strontium in der Natur nur in Form von Verbindungen vor. Das reine Metall ist weicher als Calcium. Bei der Reaktion mit Wasser entstehen Strontiumhydroxid und Wasserstoff. Strontiumpulver entzündet sich spontan an der Luft. Bei der Verbrennung zeigt es eine karminrot leuchtende Flamme.

Verwendung

Strontium wird vorwiegend als Bestandteil des Leuchtstoffs in Fernsehschirmen eingesetzt. Daneben dient es als Bestandteil bei der Herstellung von Ferritmagneten. Strontiumtitanat besitzt eine sehr hohe Brechzahl und findet daher in optischen Geräten Anwendung. Strontiumsalze werden im Feuerwerk eingesetzt, um rote Farbwirkungen zu erzielen.

In der Archäologie werden durch Strontiumisotopenanalyse in Zahn- und Knochenfunden lokale Zuordnungen von Funden bzw. Wanderungsbewegungen erkennbar.

Neuere medizinische Untersuchungen belegen, dass Strontiumranelat zur Behandlung von Osteoporose geeignet ist. Das neue Medikament senkt das Risiko, eine Fraktur zu erleiden.

Strontium wird zur Veredlung von Aluminium-Silizium-Legierungen für den Aluminiumdruckguss verwendet, wo es zu einem feineren eutektischen Gussgefüge führt.

Isotope

Strontium hat vier stabile, natürlich vorkommende Isotope: ⁸⁴Sr (0,56 %), ⁸⁶Sr (9,86 %), ⁸⁷Sr (7,0 %) und ⁸⁸Sr (82,58 %). ⁸⁷Sr ist ein Zerfallsprodukt des ⁸⁷Rb, das eine Halbwertszeit von 48,8 Milliarden Jahren hat. Daher kann man das Alter mancher Gesteine mit Hilfe ihrer Strontiumisotopenverhältnisse bestimmen. Gesteine, die viel Calcium enthalten, sind für derartige Altersbestimmungen geeignet, da Strontium aufgrund seines ähnlichen Atomradius und Bindungsstruktur im Kristallgefüge Calcium ersetzen kann.

Daneben kennt man 16 instabile Isotope, deren bekanntestes und wichtigstes ⁹⁰Sr mit einer Halbwertszeit von 28,8 Jahren ist. ⁹⁰Sr zerfällt zu ⁹⁰Y das mit 64,10 Stunden Halbwertszeit zum stabilen ⁹⁰Zr zerfällt. Strontium ⁹⁰Sr ist eines der energiereichsten, langlebigen Isotope, die Betastrahlung aussenden. Weiter verstärkt wird die Strahlung durch das Yittrium ⁹⁰Y dessen Zerfallsenergie ca. 4 mal so hoch ist wie die des Strontiumisotops. Daher wird es in Isotopenbatterien verwendet.⁹⁰Sr entsteht in Kernreaktoren und bei Atombombenexplosionen. Wird es freigesetzt, kann sich das Isotop -wegen seiner Ähnlichkeit zu Calcium- in Knochen einlagern und dort wegen seiner Beta-Strahlung Tumore verursachen.

Physiologie

Der menschliche Körper unterscheidet kaum zwischen Calcium und Strontium, es kann daher wie Calcium als Bestandteil der Knochen eingebaut werden. Die geringen Mengen natürlich vorkommenden Strontiums schaden dem Organismus nicht, aber das radioaktive Isotop ⁹⁰Strontium ist aufgrund seiner Anreicherung in den Knochen und seiner langen biologischen Halbwertszeit gefährlich. Mögliche Folgen sind Knochenerkrankungen wie Knochenkrebs. ⁹⁰Sr wurde durch Atomwaffenversuche und durch die Katastrophe von Tschernobyl in der Biosphäre verbreitet, und ist dort aufgrund seiner Halbwertszeit von 28,8 Jahren immer noch nachweisbar.

Vorsichtsmaßnahmen

Aufgrund seiner Reaktivität gilt reines Strontium als feuergefährlich.

Quellen

1. ↑ ^{a b} Sicherheitsdatenblatt (alfa-aesar)