أكسيد السترونشيوم: الخصائص والبنية والاستخدامات والمخاطر - كيمياء - 2025

و أكسيد السترونتيوم ، الذي هو SRO الصيغة الكيميائية (وليس إلى الخلط مع السترونتيوم بيروكسيد، وهو SRO2)، هو نتاج للتفاعل الأكسدة بين المعدن والأوكسجين في الهواء في درجة حرارة الغرفة: 2SR (ق) + O2 (g) → 2SrO (s).

تحترق قطعة من السترونتيوم عند ملامستها للهواء نتيجة لتفاعلها العالي ، وبما أن لها تكوينًا إلكترونيًا من النوع ns2 ، فإنها تتخلى بسهولة عن إلكترونين التكافؤ ، خاصة إلى جزيء الأكسجين ثنائي الذرة.

إذا زادت مساحة سطح المعدن عن طريق سحقه وتحويله إلى مسحوق ناعم ، فإن التفاعل يحدث على الفور ، وحتى يحترق بلهب شديد الاحمرار. السترونتيوم ، المعدن الذي يشارك في هذا التفاعل ، هو معدن في المجموعة 2 من الجدول الدوري.

تتكون هذه المجموعة من العناصر المعروفة باسم الأتربة القلوية. أول العناصر التي تقود المجموعة هو البريليوم ، يليه المغنيسيوم والكالسيوم والسترونشيوم والباريوم وأخيراً الراديوم. هذه العناصر معدنية بطبيعتها ، وكذكري لتذكرها ، يمكن استخدام التعبير: "السيد. بيكامبارا ".

إن "Sr" الذي يشير إليه التعبير ليس سوى عنصر السترونشيوم المعدني (Sr) ، وهو عنصر كيميائي شديد التفاعل لا يوجد بشكل طبيعي في شكله النقي ، ولكن يتم دمجه مع عناصر أخرى في البيئة أو بيئتها لإحداث أملاحه ونتريد وأكاسيده.

لهذا السبب ، فإن المعادن وأكسيد السترونشيوم هي المركبات التي يوجد فيها السترونشيوم في الطبيعة.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

أكسيد السترونتيوم مركب صلب أبيض مسامي وعديم الرائحة ، واعتمادًا على معالجته الفيزيائية ، يمكن العثور عليه في السوق كمسحوق ناعم أو بلورات أو جزيئات نانوية.

يبلغ وزنه الجزيئي 103.619 جم / مول وله معامل انكسار عالٍ. لديها نقاط انصهار عالية (2531 درجة مئوية) ونقاط غليان (3200 درجة مئوية) ، مما ينتج عنه تفاعلات ارتباط قوية بين السترونشيوم والأكسجين. نقطة الانصهار العالية هذه تجعلها مادة مستقرة حرارياً.

أكسيد أساسي

إنه أكسيد شديد القاعدة ؛ هذا يعني أنه يتفاعل في درجة حرارة الغرفة مع الماء لتكوين هيدروكسيد السترونشيوم (Sr (OH) 2):

SrO (s) + H2O (l) → Sr (OH) 2

الذوبان

كما أنه يتفاعل أو يحتفظ بالرطوبة ، وهي خاصية أساسية للمركبات المسترطبة. لذلك ، يحتوي أكسيد السترونتيوم على تفاعل عالي مع الماء.

في المذيبات الأخرى - على سبيل المثال ، الكحوليات مثل الإيثانول أو الميثانول في الصيدليات - قابل للذوبان قليلاً ؛ بينما في المذيبات مثل الأسيتون أو الأثير أو ثنائي كلورو ميثان ، فهو غير قابل للذوبان.

لماذا هو هكذا؟ لأن الأكاسيد المعدنية - وأكثر من تلك التي تكونت من معادن الأرض القلوية - هي مركبات قطبية وبالتالي تتفاعل بدرجة أفضل مع المذيبات القطبية.

لا يمكن أن تتفاعل فقط مع الماء ، ولكن أيضًا مع ثاني أكسيد الكربون ، مما ينتج كربونات السترونشيوم:

SrO (s) + CO2 (g) → SrCO3 (s)

يتفاعل مع الأحماض - مثل حمض الفوسفوريك المخفف - لإنتاج ملح فوسفات السترونشيوم والماء:

3SrO (s) + 2 H3PO4 (dil) → Sr3 (PO4) 2 (s) + 3H2O (g)

هذه التفاعلات طاردة للحرارة ، ولهذا السبب يتبخر الماء الناتج بسبب ارتفاع درجات الحرارة.

التركيب الكيميائي

يشرح التركيب الكيميائي للمركب ترتيب ذراته في الفضاء. في حالة أكسيد السترونتيوم ، له تركيب بلوري ملح صخري ، مثل ملح الطعام أو كلوريد الصوديوم (NaCl).

على عكس كلوريد الصوديوم ، وهو ملح أحادي التكافؤ - أي مع الكاتيونات والأنيونات بمقدار شحنة واحدة (+1 لـ Na و -1 لـ Cl) - فإن SrO ثنائي التكافؤ ، بشحنات 2+ لـ Sr ، و -2 لـ O (O2- ، أكسيد الأنيون).

في هذه البنية ، يحيط كل O2- أيون (أحمر) بستة أيونات أخرى ضخمة من الأكسيد ، بحيث تستوعب أصغر أيونات Sr2 + (خضراء) في فجوات ثماني السطوح الناتجة. تُعرف هذه التعبئة أو الترتيب بخلية وحدة مكعب مركزية الوجه (ccc).

نوع الارتباط

الصيغة الكيميائية لأكسيد السترونتيوم هي SrO ، لكنها لا تفسر تمامًا التركيب الكيميائي أو نوع الرابطة الموجودة.

في القسم السابق ذكر أن لها هيكل يشبه الملح الصخري. هذا هو ، هيكل بلوري شائع جدًا للعديد من الأملاح.

لذلك ، فإن نوع الرابطة هو في الغالب أيوني ، مما يوضح سبب احتواء هذا الأكسيد على نقاط انصهار وغليان عالية.

نظرًا لأن الرابطة أيونية ، فإن التفاعلات الكهروستاتيكية تربط ذرات السترونشيوم والأكسجين معًا: Sr2 + O2-.

إذا كانت هذه الرابطة تساهمية ، يمكن تمثيل المركب بواسطة روابط في هيكل لويس الخاص به (مع حذف أزواج إلكترونات الأكسجين غير المشتركة).

التطبيقات

تعتبر الخصائص الفيزيائية للمركب ضرورية للتنبؤ بالتطبيقات المحتملة في الصناعة ؛ لذلك ، هذه هي انعكاس كبير لخصائصها الكيميائية.

بديل الرصاص

يجد أكسيد السترونشيوم ، بفضل ثباته الحراري العالي ، العديد من التطبيقات في صناعات السيراميك والزجاج والبصريات.

يهدف استخدامه في هذه الصناعات بشكل أساسي إلى استبدال الرصاص وأن يكون مادة مضافة تمنح ألوانًا ولزوجة أفضل للمواد الخام للمنتجات.

أي منتجات؟ لن تنتهي القائمة ، لأنه في أيٍّ منها يحتوي على زجاج أو مينا أو سيراميك أو بلورات في أي من قطعه ، قد يكون أكسيد السترونتيوم مفيدًا.

صناعة الطيران

نظرًا لأنها مادة صلبة مسامية جدًا ، يمكنها أن تقحم جزيئات أصغر ، وبالتالي توفر مجموعة من الاحتمالات في صياغة المواد ، بحيث تكون خفيفة بحيث تراها صناعة الطيران.

عامل حفاز

تسمح هذه المسامية نفسها باستخدامات محتملة كمحفز (مسرع للتفاعلات الكيميائية) وكمبادل حراري.

أغراض إلكترونية

يعمل أكسيد السترونتيوم أيضًا كمصدر لإنتاج السترونشيوم النقي للأغراض الإلكترونية ، وذلك بفضل قدرة المعدن على امتصاص الأشعة السينية ؛ وللتحضير الصناعي لهيدروكسيده ، Sr (OH) 2 ، وبيروكسيده ، SrO2.

المخاطر الصحية

إنه مركب أكال ، لذلك يمكن أن يسبب حروقًا من خلال الاتصال الجسدي البسيط في أي جزء من الجسم إنه شديد الحساسية للرطوبة ويجب تخزينه في أماكن جافة وباردة.

يتصرف ناتج الأملاح الناتجة عن تفاعل هذا الأكسيد مع الأحماض المختلفة في الكائن الحي مثل أملاح الكالسيوم ، ويتم تخزينه أو طرده بآليات مماثلة.

لا يشكل أكسيد السترونتيوم في حد ذاته مخاطر صحية كبيرة في هذا الوقت.

المراجع

1. العناصر الأمريكية. (1998-2018). العناصر الأمريكية. تم الاسترجاع في 14 مارس 2018 ، من American Elements: americanelements.com
2. جميع ردود الفعل. تم الاسترجاع في 14 مارس 2018 ، من AllReactions.com
3. رجفة وأتكينز. (2008). الكيمياء غير العضوية. في تراكيب المواد الصلبة البسيطة (الطبعة الرابعة ، ص 84). ماك جراو هيل.
4. ATSDR. تم الاسترجاع في 14 مارس 2018 ، من ATSDR: atsdr.cdc.gov
5. كلارك ، ج. (2009). كيمجويد. تم الاسترجاع في 14 مارس 2018 ، من chemguide: chemguide.co.uk
6. Tiwary ، R. ، Narayan ، S. ، & Pandey ، O. (2007). تحضير أكسيد السترونتيوم من السيليستيت: مراجعة. علم المواد ، 201-211.
7. Chegg Inc. (2003-2018). دراسة Chegg. تم الاسترجاع في 16 مارس 2018 ، من Chegg Study: chegg.com