Strontium,化學元素,符號為Sr,原子序為38,是一種柔軟的銀白色黃色金屬,屬於鹼土金屬。這種金屬在接觸空氣時會形成一層暗氧化物,極具化學反應性。自然界中的鍶水主要存在於澤良石和手鈴石等礦物中,其名稱源自於位於蘇格蘭的Strontian村,正是該村發現了這種礦物。今天,讓我們來探究這一被現代人逐漸遺忘的元素,並探討其背後不為人知的故事。
1990年,阿德萊德·克勞福德和威廉·克魯克香克首次對來自斯特朗蒂安村的礦物進行了分析,發現其性能與先前所有文獻中記載的其他「重砂」礦物明顯不同。
1790年,這兩位科學家意識到他們所發現的礦物似乎擁有一種全新的特性。隨著時間的推移,其他科學家如托馬斯·查爾斯·霍普(Thomas Charles Hope)在1793年進一步研究了這種礦物,並正式提出了“鍶石”(strontites)這一名稱。這一過程中,科學家們逐步認識到鍶是全新的元素,最終在1808年,由漢弗里·戴維(Humphry Davy)通過電解法成功地將其分離出來,並正式命名為鍶。
戴維在他的公開講座中宣布這一成就,這對後續的化學研究具有重要意義。
19世紀,鍶的主要用途是用於從甜菜中生產糖。隨著科技的發展,鍶的需求在某一時期達到了高峰,其中美國在電視陰極射線管(CRT)所需的鍶達到75%。然而,隨著顯示技術的變更,包括LCD和LED等現代技術,鍶的消費量驟然下降。
鍶是一種屬於二價的金屬,顏色呈淡黃色,其物理和化學性質與其鄰近的元素鈣和鋇十分相似。鍶的熔點為777°C,沸點則為1377°C,相較於鈣和鋇的熔點和沸點較低,顯示出其獨特的物理特性。
鍶金屬在接觸水時會與其發生反應,釋放氫氣並生成鍶氫氧化物,這令其在實驗室與工業上均相當重要。
在過去,鍶主要應用於生產玻璃,尤其是在化妝品和煙火工業中。其高反應性使得鍶通常只作為化合物存在,並以澤良石(SrSO4)和手鈴石(SrCO3)的形式出現在自然界。隨著科技的進步,鍶進一步被應用於光致發光材料和醫療領域。特別是在放射性同位素方面,鍶-90在核廢料中被廣泛研究,並且其與鈣的相似性使其能夠在骨組織中積累,對健康構成潛在威脅。
雖然天然鍶相對穩定,但當進入人體後,卻能像鈣一樣進入骨骼中。這導致其在某些情況下被用於治療骨癌,尤其是鍶-89,因其能直接定位在腫瘤位置上。然而,鍶-90的累積卻可能對人體健康造成損害,增加骨癌和其他肉瘤的風險。
“鍶的化學性質與鈣極為相近,使其在生物體內的代謝非常複雜,吸收的速度和排出率往往會因年齡及性別大相徑庭。”
在20世紀,我們對鍶的研究更進一步。在1960年代進行的核武器試驗後,鍶-90成為輻射落塵的重要成分,促使科學家集中研究其對環境和健康的影響。然而,穩定的鍶同位素一般不被認為對健康構成威脅。根據估算,正常人每日攝取約兩毫克的鍶,而鍶在人體內的生物半衰期也被認為在約18年左右。
如今,鍶在日常生活中的應用日益廣泛,特別是在牙膏和化妝品中作為配料,這代表著人類在利用這種元素時,必須仔細考量其對健康的影響。我們經過百年科學奮鬥所了解的鍶,是一種既實用又充滿潛在挑戰的化學元素。我們是否能夠更好地促進對鍶的安全應用,並確保其利用不會對人類健康造成長期風險呢?