Stronsiyum kimyasal elementi 38 atom numarasına ve Sr sembolüne sahiptir. Stronsiyum, toprak alkali metal olan ve kimyasallara karşı güçlü bir reaktiviteye sahip yumuşak, gümüş-beyaz, sarımsı metalik bir elementtir. Metal havaya maruz kaldığında, kalın bir koyu oksit tabakası oluşur. Periyodik tablodaki iki dikey komşusu olan baryum ve kalsiyuma benzer şekilde stronsiyum da fiziksel ve kimyasal özellikler sergiler. Çoğunlukla doğal olarak bulunduğu celestine ve strontianite minerallerinden elde edilir.
Mineralin 1790 yılında Adair Crawford ve William Cruickshank tarafından bulunduğu yerin yakınında İskoçya’da bir mezra olan Strontian, hem stronsiyum hem de strontianit isimlerini taşır. Mineralin kızıl-kırmızı alev testi rengi, bilim insanlarının ertesi yıl onu yeni bir element olarak tanımasını sağladı. Humphry Davy’nin 1808 yılında elektroliz işlemini keşfetmesi, stronsiyumu ilk kez bir metal olarak izole etmesini sağlamıştır. Stronsiyum 19. yüzyıl boyunca çoğu zaman şeker pancarı endüstrisinde kullanılmıştır. Televizyon katot-ışını tüpü endüstrisinin zirvede olduğu dönemde ABD’de tüketilen stronsiyumun %75’i ön yüz camına gitmiştir. Katot ışını tüplerinin yerini alternatif ekran teknolojilerinin almasından bu yana stronsiyum tüketimi önemli ölçüde azalmıştır.
Sentetik stronsiyum-90 radyoaktif ve nükleer serpintinin en ölümcül elementlerinden biri iken, doğal stronsiyum (çoğu kararlı stronsiyum-88 izotopudur) kararlıdır ve vücut tarafından kalsiyuma benzer şekilde emilir. Öte yandan, doğal olarak oluşan kararlı stronsiyumun sağlık açısından hiçbir riski yoktur.
Stronsiyum Elementinin Özellikleri
Soluk sarı renkte iki değerlikli gümüşi bir metal olan stronsiyumun özellikleri esas olarak grup komşuları olan baryum ve kalsiyumun ortasında ve onlarla karşılaştırılabilir düzeydedir. Baryumdan daha sert ancak kalsiyumdan daha yumuşaktır.
Erime ve kaynama noktaları sırasıyla 842 ve 1484 °C olan kalsiyumla karşılaştırıldığında, baryum 727 °C’lik daha düşük bir erime noktasına sahiptir, ancak 1900 °C’lik daha yüksek bir kaynama noktasına sahip değildir. Kalsiyum (1,54 g/cm3) ve baryuma ((3.594 g/cm3) benzer şekilde, stronsiyum (2.64 g/cm3) orta yoğunluktadır. Stronsiyum, 235 ve 540 °C geçiş sıcaklıklarına sahip üç farklı allotropta bulunur.
Sr2+/Sr çifti için olağan elektrot potansiyeli 2,89 V’tur, bu da yakındaki alkali metallerin potansiyellerine yakındır ve Ca2+/Ca (2,84) ve Ba2+/Ba (2,92) çiftlerinin potansiyellerinin neredeyse ortasındadır. Stronsiyum, su ile reaksiyonu açısından kalsiyum ve baryum arasında yer alır. Su ile temas ettiğinde stronsiyum hidroksit ve hidrojen gazı üretir.
Stronsiyum metali havada yanarak hem stronsiyum oksit hem de stronsiyum nitrür üretir, ancak normal sıcaklıkta 380 °C’nin altında nitrojenle reaksiyona girmediği için kendiliğinden sadece oksit oluşturur. Basit oksit SrO’ya ek olarak, stronsiyum metali peroksit SrO2 üretmek için yüksek oksijen basıncında doğrudan oksitlenebilir ve sarı süperoksit Sr(O2)2 için bazı kanıtlar vardır.
Baryum veya alkali metal hidroksitler kadar güçlü olmasa da stronsiyum hidroksit veya Sr(OH)2 güçlü bir bazdır. Bilinen dört stronsiyum dihalid vardır.
Ağır s-blok elementlerinin, özellikle de stronsiyumun büyük boyutları nedeniyle, SrCd11 ve SrZn13‘de 2, 3 veya 4’ten 22 veya 24’e kadar geniş bir koordinasyon sayısı aralığı bilinmektedir.
Sr2+ iyonunun boyutu nedeniyle, yüksek koordinasyon sayıları tipiktir. Örneğin, 18-crown-6 kalsiyum ve alkali metallerle nispeten zayıf kompleksler oluştururken, stronsiyum ve baryum kompleksleri çok daha güçlüdür, bu da stronsiyum komplekslerinin taç eterler gibi polidentat makrosiklik ligandlarla stabilizasyonuna katkıda bulunur.
Organostrontiyum bileşiklerindeki stronsiyum-karbon bağları bir veya birden fazla olabilir. Barbier tipi reaksiyonlarda ara ürün olarak tanımlanmışlardır.
Organostrontiyum bileşikleri, stronsiyumun magnezyum ile aynı aileden olmasına ve daha reaktif ve sentezlenmesi daha zor olmasına rağmen kimyada organomagnezyum bileşikleri kadar yaygın olarak kullanılmamaktadır. Bu elementlerin benzer iyonik yarıçapları nedeniyle (Sr2+ 118 pm; Eu2+ 117 pm; Sm2+ 122 pm), organostrontiyum bileşikleri organoeuropium veya organosamarium’a diğer elementlerden daha çok benzemektedir. Hacimli ligandlar kararlılığı destekleme eğilimindedir; bu bileşiklerin çoğu yalnızca düşük sıcaklıklarda sentezlenebilir.
Örneğin, stronsiyum disiklopentadienil, Sr(C5H5)2 üretimi, stronsiyum metalinin mercurocene veya cyclopentadiene ile doğrudan reaksiyonunu gerektirir; ancak, molekülün çözünürlüğü, uçuculuğu ve kinetik kararlılığı, C5H5 ligandının daha büyük C5(CH3)5 ligandıyla değiştirilmesiyle geliştirilir.
Stronsiyum, oksijen ve su ile güçlü reaktivitesi nedeniyle yalnızca stronsiyanit ve selestin mineralleri gibi diğer elementlerle bileşiklerde doğal olarak bulunur. Oksidasyonu önlemek için, mineral yağ veya gazyağı gibi sıvı bir hidrokarbon altında tutulur; yeni maruz kaldığında, stronsiyum metali hızla sarımsı bir renk veren bir oksit geliştirir. İnce toz halindeki stronsiyum metali piroforiktir, yani ortam sıcaklığında havada kendiliğinden alev alacaktır.
Piroteknikte ve işaret fişeği üretiminde, alevlere canlı bir kırmızı renk vermek için uçucu stronsiyum tuzları kullanılır. Stronsiyum metali sıvı amonyakta anında çözünerek, tıpkı kalsiyum ve baryum gibi, alkali metaller ve iki değerli lantanitler europium ve ytterbium gibi çözünmüş elektronlardan oluşan koyu mavi bir çözelti üretir.
Stronsiyumu Elementinin İzotopları
Doğal stronsiyumu oluşturan dört kararlı stronsiyum izotopu 84Sr, 86Sr, 87Sr, ve 88Sr’dir. Bu izotoplardan en yaygın olanı 88Sr, doğal olarak oluşan tüm stronsiyumun yaklaşık %82,6’sını oluşturur, ancak uzun ömürlü beta bozunumlu 87Sr’nin ürünü olan radyojenik 87Sr’nin sentezi nedeniyle bolluğu değişir. Rubidyum-stronsiyum tarihlemesinin temeli şudur.
Kararsız izotopların temel bozunma modu, 85Sr’den daha düşük olanlar için rubidyum izotoplarına elektron yakalama veya pozitron emisyonu ve 88Sr’den daha ağır olanlar için itriyum izotoplarına elektron emisyonudur. 89Sr ve 90Sr özellikle dikkate değerdir. Kimyasal yakınlıkları ve sonuç olarak kalsiyumu yenileme kapasiteleri nedeniyle, ilki 50,6 günlük bir yarı ömre sahiptir ve kemik kanserini tedavi etmek için kullanılır. 90Sr (yarılanma ömrü 28,90 yıl) benzer şekilde kullanılırken, fisyon ürünü olarak oluşması onu nükleer bombalardan ve kazalardan kaynaklanan serpintilerde bir endişe kaynağı haline getirmektedir. Kemiklerdeki varlığı lösemi, komşu doku malignitesi ve kemik kanseri ile ilişkilendirilmiştir.
1986 Çernobil nükleer kazasında yaklaşık 30.000 km2 kirlenmiştir; bu da reaktör çekirdeğinin 90Sr içeriğinin yaklaşık %5’ine denk gelmektedir.
Stronsiyum Elementinin Bulunurluğu
Yerkabuğunda en bol bulunan 15. element olan stronsiyum (daha ağır olan baryum 14. elementtir) düzenli olarak bulunur. Stronsiyum esas olarak sülfat minerali selestin (SrSO4) ve karbonat strontianit (SrCO3) olarak bulunur. Selestin, çıkarılabilecek kadar büyük miktarlarda kuvarsdan önemli ölçüde daha yaygındır.
Stronsiyum en sık karbonat formunda kullanıldığından, stronsiyanit bu iki yaygın mineralden daha avantajlı olacaktır, ancak geliştirmeye uygun çok az kaynak bulunmuştur.
Stronsiyum, hava ve su ile etkileşimi nedeniyle doğada yalnızca diğer elementlerle karışarak mineraller oluşturduğunda ortaya çıkar. Stronsiyum doğal olarak oluşan kararlı bir elementtir, ancak yapay izotop Sr-90 yalnızca nükleer serpinti yoluyla oluşturulabilir.
Stronsiyum kimyasal olarak yeraltı suyundaki kalsiyuma çok benzer şekilde reaksiyona girer. Sr2+ nötr ila hafif asidik pH seviyelerinde baskın stronsiyum türüdür. Daha yüksek pH değerlerinde, kalsiyum iyonları mevcut olduğunda stronsiyum sıklıkla kalsit ve anhidrit gibi kalsiyum mineralleri ile eş çökelti oluşturur. Çözünmüş olan stronsiyum, nötr ile asidik pH aralığında katyon değişimi yoluyla toprak partiküllerine bağlanır.
Okyanus suyundaki ortalama stronsiyum miktarı 8 mg/L’dir. Stronsiyum içeriği 82 ila 90 mol/L arasında değişmekte olup, tipik olarak 9,6 ila 11,6 mmol/L arasında değişen kalsiyum konsantrasyonundan önemli ölçüde daha düşüktür. Bununla birlikte, baryumdan önemli ölçüde daha fazla olan 13 g/L’dir.
Kaynak: Wikipedia
