Strontium,化学元素,符号为Sr,原子序为38,是一种柔软的银白色黄色金属,属于碱土金属。这种金属在接触空气时会形成一层暗氧化物,极具化学反应性。自然界中的锶水主要存在于泽良石和手铃石等矿物中,其名称源自于位于苏格兰的Strontian村,正是该村发现了这种矿物。今天,让我们来探究这一被现代人逐渐遗忘的元素,并探讨其背后不为人知的故事。
1990年,阿德莱德·克劳福德和威廉·克鲁克香克首次对来自斯特朗蒂安村的矿物进行了分析,发现其性能与先前所有文献中记载的其他「重砂」矿物明显不同。
1790年,这两位科学家意识到他们所发现的矿物似乎拥有一种全新的特性。随着时间的推移,其他科学家如托马斯·查尔斯·霍普(Thomas Charles Hope)在1793年进一步研究了这种矿物,并正式提出了“锶石”(strontites)这一名称。这一过程中,科学家们逐步认识到锶是全新的元素,最终在1808年,由汉弗里·戴维(Humphry Davy)通过电解法成功地将其分离出来,并正式命名为锶。
戴维在他的公开讲座中宣布这一成就,这对后续的化学研究具有重要意义。
19世纪,锶的主要用途是用于从甜菜中生产糖。随着科技的发展,锶的需求在某一时期达到了高峰,其中美国在电视阴极射线管(CRT)所需的锶达到75%。然而,随着显示技术的变更,包括LCD和LED等现代技术,锶的消费量骤然下降。
锶是一种属于二价的金属,颜色呈淡黄色,其物理和化学性质与其邻近的元素钙和钡十分相似。锶的熔点为777°C,沸点则为1377°C,相较于钙和钡的熔点和沸点较低,显示出其独特的物理特性。
锶金属在接触水时会与其发生反应,释放氢气并生成锶氢氧化物,这令其在实验室与工业上均相当重要。
在过去,锶主要应用于生产玻璃,尤其是在化妆品和烟火工业中。其高反应性使得锶通常只作为化合物存在,并以泽良石(SrSO4)和手铃石(SrCO3)的形式出现在自然界。随着科技的进步,锶进一步被应用于光致发光材料和医疗领域。特别是在放射性同位素方面,锶-90在核废料中被广泛研究,并且其与钙的相似性使其能够在骨组织中积累,对健康构成潜在威胁。
虽然天然锶相对稳定,但当进入人体后,却能像钙一样进入骨骼中。这导致其在某些情况下被用于治疗骨癌,尤其是锶-89,因其能直接定位在肿瘤位置上。然而,锶-90的累积却可能对人体健康造成损害,增加骨癌和其他肉瘤的风险。
“锶的化学性质与钙极为相近,使其在生物体内的代谢非常复杂,吸收的速度和排出率往往会因年龄及性别大相径庭。”
在20世纪,我们对锶的研究更进一步。在1960年代进行的核武器试验后,锶-90成为辐射落尘的重要成分,促使科学家集中研究其对环境和健康的影响。然而,稳定的锶同位素一般不被认为对健康构成威胁。根据估算,正常人每日摄取约两毫克的锶,而锶在人体内的生物半衰期也被认为在约18年左右。
如今,锶在日常生活中的应用日益广泛,特别是在牙膏和化妆品中作为配料,这代表着人类在利用这种元素时,必须仔细考量其对健康的影响。我们经过百年科学奋斗所了解的锶,是一种既实用又充满潜在挑战的化学元素。我们是否能够更好地促进对锶的安全应用,并确保其利用不会对人类健康造成长期风险呢?