ストロンチウムとは
ストロンチウムとは、原子番号が38番、原子量が87.62のアルカリ土類金属です。
元素記号はSrと表されます。銀白色の金属固体で、化学反応性が高いです。水と激しく反応し、空気に触れると表面が黄味を帯びてきます。ストロンチウムの炎色反応は、綺麗な赤色を示すため、その塩は花火の赤色の発色原料として利用可能です。
また、90Srはストロンチウムの放射性元素として知られていますが、通常存在する88Srには放射線の危険性がないことも報告されています。
ストロンチウムの使用用途
ストロンチウムは、主にガラス用添加剤として利用されています。かつては、ブラウン管のチューブガラスが主要用途でした。現在は、ディスプレイや太陽光発電用ガラスの添加剤（炭酸ストロンチウムとして）への利用が多いです。
その他、小型モーターなどのフェライト磁石、セラミックコンデンサ、防錆剤などにも使用可能です。さらに、硝酸塩の炎色反応が赤色を示すことから、花火の赤色光や発煙筒にも用いられます。
ストロンチウムの性質
生理的にストロンチウムは、カルシウムに近い挙動を示し、骨格にも含まれています。ストロンチウムの融点は777°C、沸点は1,382°Cです。空気中で灰白色の酸化物被膜を生成します。水と激しく反応して、水素と水酸化ストロンチウムが生じます。
アルミニウムを用いて酸化ストロンチウムを還元すると、ストロンチウムを生成可能です。塩化ストロンチウムの溶融塩電解などによっても、金属単体が製造可能で、蒸留で精製できます。
ストロンチウムの構造
ストロンチウムは、温度や圧力などの条件によって、3種類の結晶構造を取ります。常温常圧で安定な結晶構造は、面心立方格子構造 (α-Sr) です。213°C〜621°Cでは六方最密充填構造 (β-Sr) が、621°C〜769°Cでは体心立方格子 (γ-Sc) が最も安定しています。室温付近での密度は2.64g/cm3で、融点での液体密度は2.375g/cm3です。
ストロンチウムの電子配置は、[Kr] 5s2です。カルシウムと電子配置が似ているため、カルシウムの代わりに鉱物中へ入る場合もあります。
ストロンチウムのその他情報
1. ストロンチウムの産出
ストロンチウムは天青石 (SrSO4) として産出されます。主要な産出国は、中国、スペイン、メキシコです。小規模な産出国の具体例として、アルゼンチンやモロッコも挙げられます。アメリカにもストロンチウム鉱床が広く存在していますが、1959年以降には採掘されていません。
採掘された大部分の天青石は、炭酸塩に変えられます。炭酸ナトリウム溶液によって、直接天青石を抽出可能です。石炭で焙煎すると硫化物が得られ、硫化ストロンチウムを含有した暗色の物質が生じます。黒灰 (英: black ash) は、水に溶解するため、濾過で除去可能です。硫化ストロンチウム溶液に二酸化炭素を加えると、炭酸ストロンチウムが沈殿します。
2. ストロンチウムの同位体
ストロンチウムの同位体の中で、84Sr、86Sr、87Sr、88Srの4種類が天然に存在します。存在率は、それぞれ0.56%、9.86%、7.0%、82.58%です。
87Srは、宇宙の元素合成のときに、84Sr、86Sr、88Srとともに生じた以外にも、天然放射性同位体である87Rbの崩壊によって生じます。87Rbの半減期は4.88×1010年です。87Sr/86Srの存在比は、地質学でよく報告されています。鉱物や岩石の87Sr/86Srは、0.7から4.0以上です。
ストロンチウムの不安定同位体は、16種類知られています。高エネルギーの電子を放つ同位体の中でも、とくに寿命が長いのは90Srであり、半減期は28.78年です。90Srはベータ崩壊によって、電子や反ニュートリノを放出して、90Yに変わります。