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鋇（Barium），堿(jian)土(tu)金屬(shu)元(yuan)素(su)(su)，化學元(yuan)素(su)(su)符(fu)號Ba，在周期表(biao)中位于第六周期ⅡA族(zu)，是(shi)一種(zhong)柔軟(ruan)的有(you)銀白色光澤的堿(jian)土(tu)金屬(shu)，是(shi)堿(jian)土(tu)金屬(shu)中最(zui)活潑的元(yuan)素(su)(su)。元(yuan)素(su)(su)名來源于希臘文βαρ??（barys），原意(yi)是(shi)“重(zhong)的”。

由于(yu)鋇(bei)的(de)化學(xue)性質十分活(huo)潑，從(cong)來(lai)沒(mei)有在(zai)自(zi)然(ran)(ran)界中(zhong)發現鋇(bei)單質。鋇(bei)在(zai)自(zi)然(ran)(ran)界中(zhong)最常見(jian)的(de)礦物是重晶石(shi)（硫酸(suan)(suan)鋇(bei)）和毒重石(shi)（碳酸(suan)(suan)鋇(bei)），二者皆不溶于(yu)水。鋇(bei)在(zai)1774年(nian)被(bei)確(que)認(ren)為一個新(xin)元(yuan)素，但直到(dao)1808年(nian)電(dian)解法發明不久(jiu)后才被(bei)歸納(na)為金屬元(yuan)素。鋇(bei)的(de)化合物用于(yu)制造煙火中(zhong)的(de)綠色（以(yi)焰色反應為原理）。

電解(jie)熔(rong)融(rong)的(de)氯化鋇(bei)或用鋁還原氯化鋇(bei)，可(ke)制得金屬鋇(bei)。

研究歷史

堿土金屬的硫化(hua)(hua)物具有磷光(guang)現象，即它們受到光(guang)的照射后在(zai)黑暗中會繼續發(fa)光(guang)一段(duan)時間。鋇的化(hua)(hua)合物正是因這一特性(xing)而開(kai)始被(bei)人們注意。

1602年意大利波(bo)羅(luo)(luo)拉（Bologna，現稱博洛(luo)尼亞）城一(yi)(yi)位制(zhi)鞋(xie)工人卡西奧勞羅(luo)(luo)將一(yi)(yi)種含硫酸鋇(bei)的重晶(jing)石(shi)與可燃物質(zhi)一(yi)(yi)起焙燒后，發現它(ta)在(zai)黑(hei)暗中可以發光，這(zhe)引起了當時學者們的興趣。后來這(zhe)種石(shi)頭被稱為(wei)波(bo)羅(luo)(luo)拉石(shi)，并引起了歐洲(zhou)化學家分析研究的興趣。

1774年瑞典化學家舍勒（C.W.Scheele）發(fa)現氧化鋇是一種比重(zhong)大的新土(tu)，稱之為“Baryta”（重(zhong)土(tu)）。

1774年，舍勒認為(wei)這(zhe)種石(shi)頭(tou)是一(yi)種新土（氧化物）和硫酸結合成的，1776年他加熱這(zhe)一(yi)新土的硝酸鹽，獲得純凈的土（氧化物）。

1808年英(ying)國化學家(jia)戴維（H.Davy）用汞作陰極，鉑作陽極，電解重(zhong)晶(jing)石(shi)（BaSO4）制得鋇(bei)汞齊，經蒸(zheng)餾去汞后，得到一種(zhong)純度不高(gao)的(de)金(jin)屬，并以希臘文barys（重(zhong)）命名。元素符號定為(wei)Ba，稱為(wei)鋇(bei)。

含量分布

鋇(bei)，和其(qi)它堿土金屬一樣，在(zai)(zai)(zai)地球(qiu)上到(dao)處(chu)都有分布：在(zai)(zai)(zai)地殼(ke)(ke)上部的含(han)量是0.026%，而在(zai)(zai)(zai)地殼(ke)(ke)中的平均(jun)值是0.022%。鋇(bei)主要以重晶石形式存在(zai)(zai)(zai)，以硫酸鹽或(huo)碳酸鹽形式存在(zai)(zai)(zai)。

自然界鋇的(de)主要礦物為(wei)重晶石（BaSO4）和(he)毒(du)重石（BaCO3）。重晶石礦床(chuang)分布很廣，中國的(de)湖南、廣西、山東等(deng)地(di)都有較大的(de)礦床(chuang)。

元素(su)在太陽中的含量 0.01(ppm)

元素在海(hai)水中的含量 0.0047(ppm)

地(di)殼中含量 500(ppm)

物理性質

基本性質

鋇(bei)是(shi)銀白色金屬，熔(rong)點725°C，沸點1846°C，密度(du)3.51g/cm3，有延展性。鋇(bei)的主要礦石(shi)(shi)是(shi)重(zhong)(zhong)晶石(shi)(shi)和毒重(zhong)(zhong)石(shi)(shi)。

原子序數 56

質子數 56

原子(zi)體積 39.24cm3/mol

沸點 1846℃

熔點 725℃

密(mi)度 3.51g/cm3

原子量 137.327

電(dian)離能(kJ/mol)

M - M+ 502.8

M+ - M2+ 965.1

M2+ - M3+ 3600

M3+ - M4+ 4700

M4+ - M5+ 6000

M5+ - M6+ 7700

M6+ - M7+ 9000

M7+ - M8+ 10200

M8+ - M9+ 13500

M9+ - M10+ 15100

晶(jing)體結構：晶(jing)胞為(wei)體心(xin)立方晶(jing)胞，每個晶(jing)胞含有2個金屬原子。

晶胞參數

a =502.8 pm α = 90°

b =502.8 pm β = 90°

c = 502.8 pm γ = 90°

同位素

天然(ran)鋇(bei)混合了鋇(bei)-138（71.66%）、鋇(bei)-137（11.32%）、鋇(bei)-136（7.81%）、鋇(bei)-135（6.59%）、鋇(bei)-134（2.42%）、鋇(bei)-130（0.101%）、鋇(bei)-132（0.097%）7種穩定的同位(wei)素。

化學性質

基本性質

鋇是(shi)一(yi)(yi)種化學元素。化學符(fu)號Ba，原子序數(shu)56，屬(shu)(shu)周期(qi)系(xi)ⅡA族，為堿土(tu)金屬(shu)(shu)的(de)(de)成員。鋇的(de)(de)化學活性(xing)(xing)很(hen)大，在(zai)堿土(tu)金屬(shu)(shu)中(zhong)是(shi)最(zui)為活潑的(de)(de)。從電勢(shi)以(yi)(yi)及電離能可以(yi)(yi)看出，鋇單質具有很(hen)強的(de)(de)還原性(xing)(xing)，事實(shi)上若只考慮(lv)失去(qu)第(di)一(yi)(yi)個(ge)(ge)電子的(de)(de)情況，鋇在(zai)水(shui)中(zhong)的(de)(de)還原性(xing)(xing)是(shi)最(zui)強的(de)(de)，但鋇失去(qu)第(di)二個(ge)(ge)電子相對困(kun)難，所(suo)以(yi)(yi)綜合考慮(lv)，鋇的(de)(de)還原性(xing)(xing)會下降不少。即使如此，它也是(shi)酸性(xing)(xing)溶液(ye)中(zhong)最(zui)活潑的(de)(de)金屬(shu)(shu)之一(yi)(yi)，僅次于鋰，銫，銣(ru)與鉀。

所屬周期 6

所屬族數 IIA

電(dian)子層分(fen)布 2-8-18-18-8-2

氧化態 0+2

外圍(wei)電子排布 6s2

主要化合物

氧化鋇

鋇(bei)(bei)在(zai)空氣中(zhong)緩慢氧化(hua)，生成氧化(hua)鋇(bei)(bei)，氧化(hua)鋇(bei)(bei)為無色立方晶體(ti)。溶于(yu)酸，不溶于(yu)丙酮和氨水。與(yu)水作用成氫氧化(hua)鋇(bei)(bei)，有毒。燃燒(shao)時則發(fa)出(chu)綠色火焰，生成過(guo)氧化(hua)鋇(bei)(bei)。

氫氧化鋇

鋇與水反(fan)應(ying)，生成(cheng)氫(qing)氧(yang)化鋇與氫(qing)氣，由于(yu)氫(qing)氧(yang)化鋇的溶(rong)解度(du)不大，且鋇的升華能較(jiao)高，所以(yi)反(fan)應(ying)不如(ru)堿金屬那樣(yang)劇烈，生成(cheng)的氫(qing)氧(yang)化鋇會遮蓋住視(shi)線。

氨基鋇

鋇能(neng)溶于液(ye)氨(an)(an)，生(sheng)成具有(you)順(shun)磁(ci)性的、導電(dian)的藍(lan)色(se)溶液(ye)，其本質是形成了氨(an)(an)合(he)電(dian)子(zi)。在(zai)長(chang)時間(jian)放置后(hou)，氨(an)(an)中的氫(qing)會被氨(an)(an)合(he)電(dian)子(zi)還原成氫(qing)氣(qi)，總(zong)反應為鋇與液(ye)氨(an)(an)反應生(sheng)成氨(an)(an)基鋇與氫(qing)氣(qi)。

硫酸鋇

化學(xue)性質穩(wen)定，硫(liu)(liu)酸(suan)鋇(bei)溶于(yu)水的部分全部電(dian)離，為強電(dian)解(jie)質。硫(liu)(liu)酸(suan)鋇(bei)不溶于(yu)稀硝酸(suan)。主要用(yong)作胃腸(chang)道造影劑(ji)。

應用領域

工業用途

用于(yu)(yu)制鋇(bei)鹽、合金(jin)、焰火、核反(fan)應堆等，也是精煉銅時(shi)的優(you)良除氧劑。廣泛用于(yu)(yu)合金(jin)，有鉛(qian)、鈣、鎂、鈉、鋰(li)、鋁及鎳等合金(jin)。金(jin)屬鋇(bei)可用作除去真(zhen)空管和顯像(xiang)管痕量氣(qi)體(ti)的消氣(qi)劑、精煉金(jin)屬的脫氣(qi)劑。

硝(xiao)酸鋇與氯酸鉀(jia)、鎂粉、松香混合，可以用來(lai)制造信(xin)號彈與煙火。

可溶性的鋇化合物常用(yong)作殺蟲(chong)(chong)劑，比(bi)如(ru)氯化鋇，以防治(zhi)多種植物害蟲(chong)(chong)。也(ye)可用(yong)于精制(zhi)電(dian)解(jie)法制(zhi)燒堿的鹽水和鍋爐用(yong)水。也(ye)用(yong)于制(zhi)備顏料。紡(fang)織(zhi)工業(ye)和皮革(ge)工業(ye)用(yong)作媒染劑和人造絲(si)消光劑。

醫療用途

硫酸(suan)鋇(bei)是X線檢(jian)查(cha)輔助用(yong)(yong)藥。無(wu)嗅無(wu)味(wei)的(de)白色粉末，X線檢(jian)查(cha)中在體(ti)內可提供陽性對比的(de)物質。醫用(yong)(yong)硫酸(suan)鋇(bei)在胃(wei)腸(chang)道內不(bu)吸收，也沒(mei)有過敏反應，其中不(bu)含有氯化鋇(bei)、硫化鋇(bei)和碳酸(suan)鋇(bei)等可溶(rong)性鋇(bei)化合(he)物。主要用(yong)(yong)于胃(wei)腸(chang)道造影(ying)，偶(ou)用(yong)(yong)于其他目的(de)檢(jian)查(cha)。

制備方法

工業(ye)上(shang)制(zhi)(zhi)取(qu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)鋇(bei)分(fen)為制(zhi)(zhi)取(qu)氧(yang)化鋇(bei)和(he)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)熱還原(yuan)(yuan)（鋁熱還原(yuan)(yuan)）兩個步驟。在(zai)1000～1200℃，用(yong)(yong)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)鋁還原(yuan)(yuan)氧(yang)化鋇(bei)，可制(zhi)(zhi)得金(jin)(jin)屬(shu)(shu)鋇(bei)，再用(yong)(yong)真空蒸餾法提(ti)純。

單質鋇的制備：

1）電解熔融的(de)BaCl2。

2）在真空(kong)中用(yong)Al或(huo)Si在147K下還原(yuan)BaO或(huo)BaCl2。

3）鋇的氮(dan)化(hua)物熱分解。

鋁熱還原(yuan)法(fa)生產金屬鋇：

因配料比不同(tong)，鋁還原(yuan)氧(yang)化鋇的(de)反應可能(neng)有兩種，反應式為：

6BaO+2Al→3BaO·Al2O3+3Ba↑

或：4BaO+2Al→BaO·Al2O3+3Ba↑

這兩(liang)種(zhong)反(fan)應(ying)(ying)在1000～1200℃時，都只能生(sheng)成(cheng)少量(liang)的(de)鋇(bei)，因此，必須用真空泵將鋇(bei)蒸氣不斷地從反(fan)應(ying)(ying)區(qu)轉(zhuan)移到冷凝區(qu)，反(fan)應(ying)(ying)才(cai)能不斷向右進行。反(fan)應(ying)(ying)后(hou)的(de)殘渣有毒，需經處理(li)才(cai)能棄去。

安全措施

健康危害

鋇(bei)對(dui)人(ren)類來說不(bu)是(shi)必需元(yuan)素是(shi)有毒(du)元(yuan)素，食入(ru)可溶(rong)性鋇(bei)化合物會(hui)引起鋇(bei)中(zhong)(zhong)毒(du)。假定成年人(ren)的(de)平均體重是(shi)70kg，他(ta)體內(nei)的(de)鋇(bei)總(zong)量(liang)大(da)(da)約是(shi)16mg。誤服鋇(bei)鹽(yan)后，鋇(bei)鹽(yan)會(hui)被水和(he)胃(wei)酸(suan)溶(rong)解，這導致了許多中(zhong)(zhong)毒(du)事件和(he)一些死亡(wang)事件的(de)發生。中(zhong)(zhong)毒(du)癥(zheng)狀(zhuang)有嘔吐、絞痛(tong)、腹瀉、心跳變緩且不(bu)規律、短暫(zan)的(de)血壓升高、痙攣(luan)性的(de)震顫和(he)肌肉麻痹。氯化鋇(bei)的(de)LD50曾被假定為大(da)(da)約1g/kg。在攝入(ru)數小(xiao)時后或數天后會(hui)死亡(wang)。鋇(bei)會(hui)在血漿中(zhong)(zhong)形成蛋白(bai)質加合物，在骨(gu)骼(ge)中(zhong)(zhong)沉積的(de)鋇(bei)占鋇(bei)總(zong)量(liang)的(de)65%。鋇(bei)在骨(gu)骼(ge)中(zhong)(zhong)的(de)半(ban)衰期大(da)(da)約是(shi)50天。鋇(bei)的(de)毒(du)性和(he)它(ta)抑制K+離子以(yi)及它(ta)與(yu)硫酸(suan)鹽(yan)反應有關。人(ren)注(zhu)射的(de)氯化鋇(bei)的(de)吸(xi)收量(liang)高達(da)60-80%，而(er)對(dui)口服的(de)氯化鋇(bei)的(de)吸(xi)收量(liang)只有10-30%。

急性(xing)(xing)鋇(bei)(bei)鹽中毒(du)癥狀(zhuang)：急性(xing)(xing)鋇(bei)(bei)鹽中毒(du)臨床比較少(shao)見，多(duo)為誤(wu)服。凡在水(shui)或稀鹽酸中可溶解的鋇(bei)(bei)化(hua)(hua)合物均具毒(du)性(xing)(xing)，包(bao)括(kuo)氯化(hua)(hua)鋇(bei)(bei)、碳酸鋇(bei)(bei)、氫氧(yang)化(hua)(hua)鋇(bei)(bei)、硝酸鋇(bei)(bei)、醋酸鋇(bei)(bei)、硫(liu)化(hua)(hua)鋇(bei)(bei)、氧(yang)化(hua)(hua)鋇(bei)(bei)等。鋇(bei)(bei)鹽中毒(du)主要(yao)表現為胃腸道刺激癥狀(zhuang)和低鉀癥候群(qun)，如(ru)惡(e)心(xin)(xin)、嘔吐、腹(fu)痛、腹(fu)瀉、四肢軟癱、心(xin)(xin)肌受(shou)累、呼吸肌麻痹等。因該(gai)類患者多(duo)有嘔吐、腹(fu)痛、腹(fu)瀉等胃腸道癥狀(zhuang)而易(yi)誤(wu)診(zhen)(zhen)(zhen)，集(ji)體發病時(shi)易(yi)誤(wu)診(zhen)(zhen)(zhen)為食物中毒(du)，單發時(shi)則易(yi)誤(wu)診(zhen)(zhen)(zhen)為急性(xing)(xing)胃腸炎。

即使發(fa)(fa)現了(le)低(di)(di)(di)(di)鉀(jia)血(xue)癥(zheng)(zheng)，也常(chang)認(ren)為(wei)是嘔(ou)吐(tu)、腹瀉造成(cheng)的(de)(de)(de)體(ti)液鉀(jia)丟失所(suo)致(zhi)，而(er)未能引起足夠重視。但需(xu)注意的(de)(de)(de)是此類(lei)患者的(de)(de)(de)低(di)(di)(di)(di)鉀(jia)血(xue)癥(zheng)(zheng)比較嚴重，與(yu)其(qi)體(ti)液鉀(jia)丟失的(de)(de)(de)量(liang)不(bu)相(xiang)平(ping)行(xing)，所(suo)以(yi)臨床上(shang)遇到(dao)原(yuan)因(yin)不(bu)明的(de)(de)(de)迅(xun)速發(fa)(fa)展的(de)(de)(de)低(di)(di)(di)(di)鉀(jia)血(xue)癥(zheng)(zheng)，同(tong)時(shi)(shi)(shi)有胃腸道癥(zheng)(zheng)狀而(er)用胃腸炎不(bu)能解釋者，應(ying)想(xiang)到(dao)有急(ji)(ji)性(xing)鋇(bei)鹽中毒(du)的(de)(de)(de)可能，可將嘔(ou)吐(tu)物(wu)或食物(wu)行(xing)毒(du)物(wu)分析，如發(fa)(fa)現鋇(bei)鹽含量(liang)高可得到(dao)確診。口服氯化鋇(bei)的(de)(de)(de)中毒(du)量(liang)為(wei)0.2～0.5g，致(zhi)死(si)量(liang)為(wei)0.8～4.0g。鋇(bei)中毒(du)引起低(di)(di)(di)(di)鉀(jia)血(xue)癥(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)可能機制(zhi)：鋇(bei)中毒(du)時(shi)(shi)(shi)，細(xi)胞膜上(shang)的(de)(de)(de)Na+-K+-ATP酶繼續活動(dong)，故細(xi)胞外液中的(de)(de)(de)鉀(jia)不(bu)斷(duan)進入細(xi)胞，但鉀(jia)從細(xi)胞內流出(chu)的(de)(de)(de)孔道被特異地阻斷(duan)，因(yin)而(er)發(fa)(fa)生低(di)(di)(di)(di)鉀(jia)血(xue)癥(zheng)(zheng)。急(ji)(ji)性(xing)鋇(bei)鹽中毒(du)的(de)(de)(de)治(zhi)療(liao)首要(yao)是洗胃，洗胃液可以(yi)選用2%～5%硫(liu)酸鎂(mei)或硫(liu)酸鈉(na)，解毒(du)劑可選用硫(liu)酸鈉(na)或硫(liu)代(dai)硫(liu)酸鈉(na)，同(tong)時(shi)(shi)(shi)積極(ji)糾正低(di)(di)(di)(di)鉀(jia)血(xue)癥(zheng)(zheng)，有心律(lv)失常(chang)者應(ying)用抗心律(lv)失常(chang)藥物(wu)，呼吸困難時(shi)(shi)(shi)給予(yu)氧(yang)療(liao)，必要(yao)時(shi)(shi)(shi)人工呼吸。

危害防治

泄漏應急處理

隔離泄(xie)漏(lou)(lou)污染區，限制(zhi)出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自吸過濾(lv)式(shi)防塵口(kou)罩，穿消防防護服。不要直接接觸(chu)泄(xie)漏(lou)(lou)物。小量(liang)泄(xie)漏(lou)(lou)：避免揚塵，用潔凈的鏟子收(shou)集于干(gan)燥(zao)、潔凈、有蓋的容器中(zhong)。轉移(yi)回收(shou)。大量(liang)泄(xie)漏(lou)(lou)：用塑料布、帆布覆蓋，減(jian)少飛散。使(shi)用無(wu)火花(hua)工具轉移(yi)回收(shou)。

防護措施

呼吸(xi)系統防護：一般不需要(yao)特殊(shu)防護，但建議特殊(shu)情況(kuang)下，佩戴自吸(xi)過(guo)濾式(shi)防塵(chen)口罩。

眼(yan)睛(jing)防(fang)護(hu)：戴(dai)化學安(an)全(quan)防(fang)護(hu)眼(yan)鏡(jing)。

身體防(fang)護(hu)：穿化學防(fang)護(hu)服。

手防護(hu)：戴(dai)橡膠手套。

其它：工作(zuo)現場(chang)嚴禁吸煙。注意(yi)個(ge)人清(qing)潔衛(wei)生。

應急措施

皮膚接觸：脫去(qu)被(bei)污染的衣著，用(yong)肥皂水和(he)清水徹底沖(chong)洗皮膚。

眼睛接(jie)觸：提起眼瞼，用流(liu)動(dong)清水或生理(li)鹽(yan)水沖洗。就醫。

吸(xi)入：迅速脫離現場(chang)至(zhi)空氣新鮮處。保(bao)持呼(hu)吸(xi)道通暢。如呼(hu)吸(xi)困難，給輸氧。如呼(hu)吸(xi)停止，立即進行(xing)人工呼(hu)吸(xi)。就(jiu)醫。

食入：飲足量(liang)溫水，催吐，用2%-5%硫酸(suan)鈉(na)溶液洗胃，導瀉。就醫。

滅火方法：不可用水、泡沫、二氧化(hua)(hua)碳、鹵(lu)化(hua)(hua)烴(如1211滅火劑)等滅火。須用干(gan)燥(zao)石墨粉或其它(ta)干(gan)粉(如干(gan)砂)滅火。

儲存方法

儲(chu)(chu)存(cun)于(yu)陰涼、通風的(de)庫房。遠(yuan)離(li)火(huo)種、熱源。相對(dui)濕度保持在75%以下。包裝要求密封(feng)，不可與空氣接觸。應(ying)(ying)與氧化(hua)劑、酸類、堿(jian)類等分開存(cun)放，切忌(ji)混儲(chu)(chu)。采用(yong)防(fang)爆型照(zhao)明(ming)、通風設施。禁止使用(yong)易產(chan)生火(huo)花的(de)機械設備(bei)和工具。儲(chu)(chu)區應(ying)(ying)備(bei)有合(he)適(shi)的(de)材(cai)料收容泄(xie)漏物(wu)。