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ストロンチウム

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ルビジウム ← ストロンチウム → イットリウム
Ca
↑
Sr
↓
Ba
Element 1: 水素 (H),
Element 2: ヘリウム (He),
Element 3: リチウム (Li),
Element 4: ベリリウム (Be),
Element 5: ホウ素 (B),
Element 6: 炭素 (C),
Element 7: 窒素 (N),
Element 8: 酸素 (O),
Element 9: フッ素 (F),
Element 10: ネオン (Ne),
Element 11: ナトリウム (Na),
Element 12: マグネシウム (Mg),
Element 13: アルミニウム (Al),
Element 14: ケイ素 (Si),
Element 15: リン (P),
Element 16: 硫黄 (S),
Element 17: 塩素 (Cl),
Element 18: アルゴン (Ar),
Element 19: カリウム (K),
Element 20: カルシウム (Ca),
Element 21: スカンジウム (Sc),
Element 22: チタン (Ti),
Element 23: バナジウム (V),
Element 24: クロム (Cr),
Element 25: マンガン (Mn),
Element 26: 鉄 (Fe),
Element 27: コバルト (Co),
Element 28: ニッケル (Ni),
Element 29: 銅 (Cu),
Element 30: 亜鉛 (Zn),
Element 31: ガリウム (Ga),
Element 32: ゲルマニウム (Ge),
Element 33: ヒ素 (As),
Element 34: セレン (Se),
Element 35: 臭素 (Br),
Element 36: クリプトン (Kr),
Element 37: ルビジウム (Rb),
Element 38: ストロンチウム (Sr),
Element 39: イットリウム (Y),
Element 40: ジルコニウム (Zr),
Element 41: ニオブ (Nb),
Element 42: モリブデン (Mo),
Element 43: テクネチウム (Tc),
Element 44: ルテニウム (Ru),
Element 45: ロジウム (Rh),
Element 46: パラジウム (Pd),
Element 47: 銀 (Ag),
Element 48: カドミウム (Cd),
Element 49: インジウム (In),
Element 50: スズ (Sn),
Element 51: アンチモン (Sb),
Element 52: テルル (Te),
Element 53: ヨウ素 (I),
Element 54: キセノン (Xe),
Element 55: セシウム (Cs),
Element 56: バリウム (Ba),
Element 57: ランタン (La),
Element 58: セリウム (Ce),
Element 59: プラセオジム (Pr),
Element 60: ネオジム (Nd),
Element 61: プロメチウム (Pm),
Element 62: サマリウム (Sm),
Element 63: ユウロピウム (Eu),
Element 64: ガドリニウム (Gd),
Element 65: テルビウム (Tb),
Element 66: ジスプロシウム (Dy),
Element 67: ホルミウム (Ho),
Element 68: エルビウム (Er),
Element 69: ツリウム (Tm),
Element 70: イッテルビウム (Yb),
Element 71: ルテチウム (Lu),
Element 72: ハフニウム (Hf),
Element 73: タンタル (Ta),
Element 74: タングステン (W),
Element 75: レニウム (Re),
Element 76: オスミウム (Os),
Element 77: イリジウム (Ir),
Element 78: 白金 (Pt),
Element 79: 金 (Au),
Element 80: 水銀 (Hg),
Element 81: タリウム (Tl),
Element 82: 鉛 (Pb),
Element 83: ビスマス (Bi),
Element 84: ポロニウム (Po),
Element 85: アスタチン (At),
Element 86: ラドン (Rn),
Element 87: フランシウム (Fr),
Element 88: ラジウム (Ra),
Element 89: アクチニウム (Ac),
Element 90: トリウム (Th),
Element 91: プロトアクチニウム (Pa),
Element 92: ウラン (U),
Element 93: ネプツニウム (Np),
Element 94: プルトニウム (Pu),
Element 95: アメリシウム (Am),
Element 96: キュリウム (Cm),
Element 97: バークリウム (Bk),
Element 98: カリホルニウム (Cf),
Element 99: アインスタイニウム (Es),
Element 100: フェルミウム (Fm),
Element 101: メンデレビウム (Md),
Element 102: ノーベリウム (No),
Element 103: ローレンシウム (Lr),
Element 104: ラザホージウム (Rf),
Element 105: ドブニウム (Db),
Element 106: シーボーギウム (Sg),
Element 107: ボーリウム (Bh),
Element 108: ハッシウム (Hs),
Element 109: マイトネリウム (Mt),
Element 110: ダームスタチウム (Ds),
Element 111: レントゲニウム (Rg),
Element 112: コペルニシウム (Cn),
Element 113: ニホニウム (Nh),
Element 114: フレロビウム (Fl),
Element 115: モスコビウム (Mc),
Element 116: リバモリウム (Lv),
Element 117: テネシン (Ts),
Element 118: オガネソン (Og),
Strontium has a face-centered cubic crystal structure
38Sr
外見
銀白色
一般特性
名称, 記号, 番号 ストロンチウム, Sr, 38
分類 アルカリ土類金属
族, 周期, ブロック 2, 5, s
原子量 87.62 
電子配置 [Kr] 5s2
電子殻 2, 8, 18, 8, 2（画像）
物理特性
相 固体
密度（室温付近） 2.64 g/cm3
融点での液体密度 2.375 g/cm3
融点 1050 K, 777 °C, 1431 °F
沸点 1655 K, 1382 °C, 2520 °F
融解熱 7.43 kJ/mol
蒸発熱 136.9 kJ/mol
熱容量 (25 °C) 26.4 J/(mol·K)
蒸気圧
圧力 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
温度 (K) 796 882 990 1139 1345 1646
原子特性
酸化数 2, 1[1]（強塩基性酸化物）
電気陰性度 0.95（ポーリングの値）
イオン化エネルギー 第1： 549.5 kJ/mol
第2： 1064.2 kJ/mol
第3： 4138 kJ/mol
原子半径 215 pm
共有結合半径 195±10 pm
ファンデルワールス半径 249 pm
その他
結晶構造 面心立方格子構造
磁性 常磁性
電気抵抗率 (20 °C) 132 nΩ⋅m
熱伝導率 (300 K) 35.4 W/(m⋅K)
熱膨張率 (25 °C) 22.5 μm/(m⋅K)
剛性率 6.1 GPa
ポアソン比 0.28
モース硬度 1.5
CAS登録番号 7440-24-6
主な同位体
詳細はストロンチウムの同位体を参照
同位体 NA 半減期 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 % 中性子46個で安定
85Sr syn 64.84 d ε - 85Rb
γ 0.514 D -
86Sr 9.86 % 中性子48個で安定
87Sr 7.0 % 中性子49個で安定
88Sr 82.58 % 中性子50個で安定
89Sr syn 50.52 d ε 1.49 89Rb
β- 0.909 D 89Y
90Sr trace 28.90 y β- 0.546 90Y

ストロンチウム (ラテン語: strontium[2]) は原子番号38の元素で、元素記号は Sr である。軟らかく銀白色のアルカリ土類金属で、化学反応性が高い。空気にさらされると、表面が黄味を帯びてくる。天然には天青石やストロンチアン石などの鉱物中に存在する。放射性同位体の 90Sr は放射性降下物に含まれ、その半減期は28.90年である。ストロンチウムやストロンチアン石といった名は、最初に発見された場所であるストロンチアンというスコットランドの村にちなむ。

性質

酸化ストロンチウムのデンドライト

常温、常圧で安定な結晶構造は面心立方格子構造 (FCC、α-Sr)。銀白色の金属で、比重は2.63、融点は777 °C、沸点は1382 °C。炎色反応で赤色を呈する。空気中では灰白色の酸化物被膜を生じる。水とは激しく反応し水酸化ストロンチウムを生成する。

Sr + 2 H2O → Sr(OH)2 + H2

生理的にはカルシウムに良く似た挙動を示し、骨格に含まれる。

酸化ストロンチウムのアルミニウムによる還元、および塩化ストロンチウムなどの溶融塩電解により金属単体が製造され、蒸留により精製される。

4 SrO + 2 Al → 3 Sr + SrAl2O4

用途

炎色反応が赤であるため、花火や発煙筒の炎の赤い色の発生には塩化ストロンチウムなどが用いられる。そのほか、高温超伝導体の材料として使われる。

炭酸ストロンチウムは、ブラウン管などの陰極線管のガラスに添加される。また、フェライトなどの磁性材料の原料としても用いられる。

単体のストロンチウムは酸素などとの反応性が高いため、真空装置中のガスを吸着するゲッターとして用いられる。

同位体

詳細は「ストロンチウムの同位体」を参照

ウランの核分裂生成物など、人工的に作られる放射性同位体としてセシウム137と共にストロンチウム90がある。ストロンチウム90は、半減期が28.8年でベータ崩壊を起こして、イットリウム90に変わる。原子力電池の放射線エネルギー源として使われる。体内に入ると電子配置・半径が似ているため、骨の中のカルシウムと置き換わって体内に蓄積し長期間にわたって放射線を出し続ける。このため大変危険であるが、揮発性化合物を作りにくく[3]原発事故で放出される量はセシウム137と比較すると少ない。

骨に吸収されやすいという性質を生かして、別の放射性同位体であるストロンチウム89は骨腫瘍の治療に用いられる。ストロンチウム89の半減期は50.52日と短く比較的短期間で崩壊するため、短期間に強力な放射線を患部に直接照射させることができる。

生体に対する影響

ストロンチウム90は骨に蓄積されることで生物学的半減期が長くなる（長年、体内にとどまる）ため、実効線量係数 (Sv/Bq) は高くなり 2.8×10-8である。そのため、ストロンチウム90は、ベータ線を放出する放射性物質のなかでも人体に対する危険が大きいとされている[3]。例えば、経口で1万Bq のストロンチウム90を摂取した時の実効線量は0.28 mSvである。[3]。

家畜への蓄積

1957年から北海道で行われた調査では、1960年代から1970年代に北海道のウシやウマの骨に蓄積されていた放射性ストロンチウム (90Sr) は2000-4000 mBq/gを記録していたが、大気圏内核実験の禁止後は次第に減少し、現在では100 mBq以下程度まで減少している。また、ウシとウマではウマの方がより高濃度で蓄積をしていて加齢と蓄積量には相関関係があるとしている。屋外の牧草を直接食べるウシとウマは、放射能汚染をトレースするための良い生物指標となる[4]。

放射性ストロンチウムの体外排泄

1960年代、米ソを中心に大気圏内の核実験が盛んに行われた。これに伴い、体内に取り込まれた放射性物質の除去剤や排泄促進法に関する研究も数多く行われている。放射性ストロンチウムは生体内ではカルシウムと同じような挙動をとる。IAEA(国際原子力機関)は放射性ストロンチウムを大量に摂取した場合、アルギン酸の投与を考慮するように勧告している[5]。アルギン酸は褐藻類の細胞間を充填する粘質多糖で、カルシウムよりもストロンチウムに対する親和性が高いことが知られている。ヒトにアルギン酸を経口投与してから放射性ストロンチウムを投与すると、投与していない場合と比べて体内残留量が約1/8になることが報告されている[6] [7]。また動物実験でも同様の効果があることが確かめられている[8]。

歴史

元素名は1787年に最初に発見されたストロンチウムを含む鉱物（ストロンチアン石）の産出地、スコットランドのストロンチアン (strontian) に由来する。単体金属は1808年、英国のハンフリー・デービーにより単離される。

ストロンチウムの化合物

参考書籍

  • 『放射化学』著：古川路明 出版：朝倉書店 1994年03月25日 ISBN978-4-254-14545-8　C3343

出典

  1. ^ P. Colarusso et al. (1996). “High-Resolution Infrared Emission Spectrum of Strontium Monofluoride”. J. Molecular Spectroscopy 175: 158. http://bernath.uwaterloo.ca/media/149.pdf. 
  2. ^ http://www.encyclo.co.uk/webster/S/213
  3. ^ a b c ストロンチウム-90 原子力資料情報室(CNIC)]
  4. ^ 北海道における90Srの牛馬骨への蓄積状況 農林水産省家畜衛生試験場社団法人 日本アイソトープ協会 RADIOISOTOPES Vol.48 , No.4(1999)pp.283-287
  5. ^ IAEA Safety Series 47(1978)
  6. ^ Hesp R. and Ramsbottom, B., Nature(1965)
  7. ^ 市川竜資「放射性ストロンチウムとアルギン酸」『化学と生物』7(4),208-211(1969)
  8. ^ 西村ら「放射性Srの代謝に及ぼすキトサンとアルギン酸の影響について」『RADIOISOTOPES』40,244-247(1991)
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周期表
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1 H   He
2 Li Be   B C N O F Ne
3 Na Mg   Al Si P S Cl Ar
4 K Ca   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
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二元化合物
三元化合物

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