Strontium – Steckbrief

Stellung im Periodensystem

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Vorkommen und Gewinnung

Strontium ist in der Erdkruste nicht selten, deutlich häufiger als etwa Kupfer, kommt aber nie rein vor. Die wichtigsten Mineralien sind Cölestin, ein Strontiumsulfat, und Strontianit, ein Strontiumcarbonat. Cölestin bildet vor allem Lagerstätten in Sedimentgesteinen, Strontianit findet sich häufig in Erzgängen. Gefördert wird Cölestin unter anderem in Spanien und China.

Das Mineral Strontianit fand man im achtzehnten Jahrhundert in Bleibergwerken bei Strontian in Schottland. Zunächst hielt man es für eine Abart eines schon bekannten Minerals. Um das Jahr 1790 erkannten Chemiker, darunter Adair Crawford, dass darin ein eigenes Element steckt. Das Metall selbst stellte später der englische Chemiker Humphry Davy durch Elektrolyse her.

Heute gewinnt man zunächst das Carbonat oder Oxid aus den Mineralien. Das Metall entsteht daraus durch Reduktion mit Aluminium oder durch Elektrolyse einer Schmelze, und es wird nur in kleinen Mengen gebraucht. Der Bedarf an Strontiumverbindungen ist größer als der an dem Metall.

Eigenschaften und Reaktionen

Strontium steht in Periode 5 und Gruppe 2, bei den Erdalkalimetallen zwischen Calcium und Barium. Seine Elektronenkonfiguration ist [Kr] 5s², mit 2 Valenzelektronen. Die Elektronegativität beträgt 0,95, es gibt seine zwei äußeren Elektronen also leicht ab. Das Metall hat eine Dichte von 2,64 g/cm³, schmilzt bei 777 °C und siedet bei 1382 °C. Es ist weich und lässt sich schneiden, läuft an der Luft aber rasch gelblich an, weil sich Oxid und Nitrid bilden.

Mit Wasser reagiert Strontium unter Bildung von Strontiumhydroxid und Wasserstoff, kräftiger als Calcium und weniger heftig als Barium. Man lagert es deshalb unter Öl. Feines Pulver kann sich an der Luft von selbst entzünden. In Verbindungen ist es zweifach positiv geladen. Die meisten Salze sind farblos. Strontiumcarbonat und Strontiumsulfat sind schwer löslich, Strontiumnitrat und Strontiumchlorid lösen sich dagegen gut.

In der Flamme färbt Strontium karminrot. Der Grund liegt in der Elektronenstruktur: Die Wärme hebt Elektronen auf höhere Energiestufen, beim Zurückfallen geben sie Licht bestimmter Farben ab. Bei Strontium stammt das kräftige Rot vor allem von kurzlebigen Molekülen aus Strontium und Chlor oder Sauerstoff und Wasserstoff, die in der heißen Flamme entstehen. Dasselbe Prinzip nutzt man in der Flammenprobe im Chemieunterricht, um Strontium von Calcium und Barium zu unterscheiden.

Verwendung in Alltag und Technik

Am bekanntesten ist das Feuerwerk. Strontiumsalze wie das Nitrat und das Carbonat sorgen für das leuchtende Rot von Bengalfeuern, Leuchtkugeln und Signalfackeln. Strontiumnitrat liefert außerdem Sauerstoff für die Verbrennung.

Weitere Anwendungen sind technisch. Strontiumferrit ist ein hartmagnetischer Werkstoff für billige Dauermagnete, etwa in Lautsprechern, Kühlschranktüren und kleinen Elektromotoren. Strontiumaluminat mit Zusätzen seltener Erden leuchtet nach im Dunkeln und ist die Grundlage moderner Leuchtpigmente, etwa auf Uhrenziffernblättern und Notausgangsschildern. Das Glas alter Fernsehröhren enthielt Strontiumoxid, um Röntgenstrahlung abzuschirmen. Seit Röhrenbildschirme verschwunden sind, ist dieser Einsatz zurückgegangen. Hochpräzise optische Uhren nutzen Strontium-Atome als Taktgeber und gehören zu den genauesten Zeitmessern der Welt.

Medizinisch war Strontium ein Thema, weil es dem Calcium ähnelt. Strontiumranelat wurde gegen Osteoporose eingesetzt. Wegen Risiken für Herz und Kreislauf wurde seine Anwendung in der EU stark eingeschränkt, und das Medikament ist inzwischen nicht mehr im Handel. Manche Zahnpasten für empfindliche Zähne enthalten Strontiumsalze, die winzige Kanäle im Zahnbein verschließen sollen. Wie gut das wirkt, ist wissenschaftlich umstritten.

Ein Sonderfall ist das Isotop Strontium-90. Es entsteht bei der Kernspaltung, zum Beispiel bei Atombombentests oder Reaktorunfällen wie in Tschernobyl, und sendet Betastrahlung aus. Seine Halbwertszeit beträgt rund dreißig Jahre. Weil der Körper Strontium wie Calcium behandelt, lagert sich Strontium-90 in Knochen ein und kann dort lange strahlen. Das stabile Strontium ist dagegen nur wenig giftig. Im Unterricht bleibt es bei der Flammenprobe mit kleinsten Mengen eines Salzes; Strontiummetall gehört nicht in Schulhände.

Moleküle mit diesem Element

• Strontiumchlorid SrCl₂3D ansehen
• Strontiumperoxid SrO₂3D ansehen
• Strontiumcarbonat SrCO₃3D ansehen

Kurz gefragt

Welche Ordnungszahl hat Strontium (Sr)?

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