Стронций и его характеристики
Общая характеристика стронция
Стронций встречается в природе главным образом в виде сульфатов и карбонатов, образуя минералы целестин SrSO4 и стронцианит SrCO3. Содержание стронция в земной коре равно 0,04% (масс.).
Металлический стронций в виде простого вещества представляет собой мягкий серебристо-белый (рис. 1) метал, обладающий ковкостью и пластичностью (легко режется ножом). Химически активный: быстро окисляется на воздухе, довольно энергично взаимодействует с водой и непосредственно соединяется со многими элементами.
Рис. 1. Стронций. Внешний вид.
Атомная и молекулярная масса стронция
Поскольку в свободном состоянии стронций существует в виде одноатомных молекул Sr, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 87,62.
Аллотропия и аллотропные модификации стронция
Стронций существует в виде трех кристаллических модификаций, каждая из которых устойчива в определенном температурном диапазоне. Так, до 215oС устойчив α-стронций (кубическая гранецентрированная решетка), выше 605oС — g — стронций (кубическая объемноцентрированная решетка), а в интервале температур 215 — 605oС — b-стронций (гексагональная решетка).
Изотопы стронция
Известно, что в природе рубидий может находиться в виде единственного стабильного изотопа 90Sr.Массовое число равно 90, ядро атома содержит тридцать восемь протонов и пятьдесят два нейтрона. Радиоактивен.
Ионы стронция
На внешнем энергетическом уровне атома стронция имеется два электрона, которые являются валентным:
1s22s22p63s23p63d104s24p65s2.
В результате химического взаимодействия стронций отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:
Sr0 -2e → Sr2+.
Молекула и атом стронция
В свободном состоянии стронций существует в виде одноатомных молекул Sr. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу стронция:
|
Энергия ионизации атома, эВ |
5,69 |
|
Относительная электроотрицательность |
0,95 |
|
Радиус атома, нм |
0,215 |
Сплавы стронция
Стронций нашел широкое применение в металлургии в качестве легирующего компонента сплавов на основе меди.
Примеры решения задач
| Задание | Определите, какое из двух указанных оснований будет более сильным: гидроксид стронция (II) (Sr(OH)2) или гидроксид кадмия (Cd(OH)2)? |
| Решение | Прежде, чем дать ответ на вопрос задачи, следует дать понятие тому, что подразумевается под силой основания. Сила основания – это характеристика данного класса неорганических соединений, демонстрирующая прочность связи протонов, которые в процессе химической реакции были «оторваны» от молекулы растворителя.
Стронций и кадмий расположены в одном периоде, а также в одной и той же группе Периодической системы Д.И. Менделеева (II), только в разных подгруппах. Стронций – элемент главной, а кадмий – побочной подгруппы. При одинаковом количестве электронных оболочек радиус атома кадмия меньше, чем у стронция, что затрудняет процесс отдачи электрона от атома. Кроме этого, электроотрицательность кадмия выше, чем стронция, поэтому кадмий «с большим удовольствием» будет принимать электроны другого атома, нежели отдавать свои; поэтому более сильным основанием является гидроксид стронция (II) (Sr(OH)2). |
| Ответ | Гидроксид стронция (II) (Sr(OH)2) |
| Задание | Рассчитайте массовые доли элементов, входящих в состав оксида стронция, если его молекулярная формула имеет вид SrO. |
| Решение | Массовая доля элемента в составе какой-либо молекулы определяется по формуле:
ω (Х) = n × Ar (X) / Mr (HX) × 100%. Найдем молекулярную массу оксида стронция: Mr(SrO) = Ar(Sr) + Ar(O) = 88 + 16 = 104. Тогда, массовые доли стронция и кислорода будут равны: ω (Sr) = Ar (Sr) / Mr (SrO) × 100%; ω (Sr) = 88 / 104 × 100% = 84,62%. ω (O) = Ar (O) / Mr (SrO) × 100%; ω (O) = 16 / 104 × 100% = 15,38%. |
| Ответ | Массовая доля стронция равна 84,62%, массовая доля кислорода равна 15,38%. |
