A história do estrôncio começa em 1787 na vila de Strontian, localizada nas Terras Altas da Escócia. Mineiros descobriram um mineral incomum nas minas de chumbo da região. Este mineral, de aparência diferente dos outros carbonatos conhecidos, chamou a atenção dos químicos britânicos. O médico e químico irlandês Adair Crawford (1748-1795) e o químico escocês William Cruickshank analisaram este mineral em 1790 e reconheceram que ele continha uma nova terra (óxido metálico) distinta da barita e da cal.
O mineral foi nomeado estroncianita em homenagem à vila de Strontian, e a nova terra foi chamada de estrôncio. No entanto, o isolamento do estrôncio metálico só foi realizado muito mais tarde. Em 1808, o químico britânico Sir Humphry Davy (1778-1829), pioneiro da eletroquímica, conseguiu isolar o estrôncio por eletrólise de uma mistura úmida de óxido de estrôncio e óxido de mercúrio, utilizando uma técnica semelhante à que havia desenvolvido para isolar o sódio, o potássio, o cálcio e o bário.
A descoberta do estrôncio ocorreu durante um período de intensa atividade na química, onde métodos de análise espectral e eletroquímica permitiam identificar e isolar novos elementos. Davy isolou o estrôncio metálico na forma de uma amálgama com mercúrio, depois obteve o metal puro destilando o mercúrio. O nome estrôncio foi definitivamente adotado em referência à vila escocesa onde o minério foi descoberto.
Em 1852, o químico escocês Thomas Anderson descobriu outra forma mineral importante do estrôncio, a celestina (ou celestita), um sulfato de estrôncio (SrSO₄) de cor azul-céu, que posteriormente se tornou a principal fonte industrial de estrôncio. Esta descoberta permitiu a exploração comercial do estrôncio para diversas aplicações industriais.
O estrôncio (símbolo Sr, número atômico 38) é um metal alcalino-terroso do grupo 2 da tabela periódica. Seu átomo possui 38 prótons, geralmente 50 nêutrons (para o isótopo mais abundante \(\,^{88}\mathrm{Sr}\)) e 38 elétrons com a configuração eletrônica [Kr] 5s².
O estrôncio é um metal macio, branco-prateado e brilhante quando recém-cortado. Possui uma densidade de 2,64 g/cm³, intermediária entre a do cálcio (1,55 g/cm³) e a do bário (3,51 g/cm³), refletindo sua posição no grupo 2. O estrôncio é macio o suficiente para ser cortado com uma faca, embora seja um pouco mais duro que o cálcio.
O estrôncio cristaliza em uma estrutura cúbica de faces centradas (cfc) à temperatura ambiente. A cerca de 215 °C, sofre uma transformação de fase para uma estrutura hexagonal compacta (hc). Esta transição de fase afeta algumas de suas propriedades físicas, como condutividade elétrica e térmica.
O estrôncio funde a 777 °C (1050 K) e ferve a 1382 °C (1655 K). Ao ar livre, o estrôncio metálico escurece rapidamente, formando uma camada amarelada de óxido e nitreto. Esta camada protetora retarda a oxidação posterior, mas não impede a corrosão gradual do metal. Por esta razão, o estrôncio metálico deve ser armazenado em óleo mineral ou sob uma atmosfera inerte de argônio.
Ponto de fusão do estrôncio: 1050 K (777 °C).
Ponto de ebulição do estrôncio: 1655 K (1382 °C).
O estrôncio possui uma condutividade elétrica de cerca de 7,9% da do cobre.
| Isótopo / Notação | Prótons (Z) | Nêutrons (N) | Massa atômica (u) | Abundância natural | Meia-vida / Estabilidade | Decaimento / Observações |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Estrôncio-84 — \(\,^{84}\mathrm{Sr}\,\) | 38 | 46 | 83,913425 u | ≈ 0,56% | Estável | Isótopo estável mais leve e raro do estrôncio natural. |
| Estrôncio-86 — \(\,^{86}\mathrm{Sr}\,\) | 38 | 48 | 85,909260 u | ≈ 9,86% | Estável | Segundo isótopo estável mais raro, usado como traçador em geoquímica. |
| Estrôncio-87 — \(\,^{87}\mathrm{Sr}\,\) | 38 | 49 | 86,908877 u | ≈ 7,00% | Estável | Isótopo radiogênico produzido pelo decaimento do rubídio-87. Usado em datação Rb-Sr e rastreamento geológico. |
| Estrôncio-88 — \(\,^{88}\mathrm{Sr}\,\) | 38 | 50 | 87,905612 u | ≈ 82,58% | Estável | Isótopo de longe o mais abundante do estrôncio natural, representando mais de 4/5 do total. |
| Estrôncio-89 — \(\,^{89}\mathrm{Sr}\,\) | 38 | 51 | 88,907451 u | Sintético | ≈ 50,6 dias | Radioativo (β⁻). Produto de fissão nuclear. Usado em medicina nuclear para tratar metástases ósseas dolorosas. |
| Estrôncio-90 — \(\,^{90}\mathrm{Sr}\,\) | 38 | 52 | 89,907474 u | Sintético | ≈ 28,8 anos | Radioativo (β⁻). Produto de fissão importante, muito perigoso pois se acumula nos ossos. Importante contaminante radiológico. |
| Estrôncio-85 — \(\,^{85}\mathrm{Sr}\,\) | 38 | 47 | 84,912933 u | Sintético | ≈ 64,8 dias | Radioativo (captura eletrônica). Emissor gama usado como traçador em medicina e hidrologia. |
N.B. :
Camadas eletrônicas: Como os elétrons estão organizados ao redor do núcleo.
O estrôncio possui 38 elétrons distribuídos em cinco camadas eletrônicas. Sua configuração eletrônica completa é: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 5s², ou simplificada: [Kr] 5s². Esta configuração também pode ser escrita como: K(2) L(8) M(18) N(8) O(2).
Camada K (n=1): contém 2 elétrons na subcamada 1s. Esta camada interna está completa e é muito estável.
Camada L (n=2): contém 8 elétrons distribuídos como 2s² 2p⁶. Esta camada também está completa, formando uma configuração de gás nobre (neônio).
Camada M (n=3): contém 18 elétrons distribuídos como 3s² 3p⁶ 3d¹⁰. Esta camada completa contribui para o blindagem eletrônica que protege os elétrons de valência.
Camada N (n=4): contém 8 elétrons distribuídos como 4s² 4p⁶, formando a configuração do gás nobre criptônio.
Camada O (n=5): contém 2 elétrons na subcamada 5s. Estes dois elétrons são os elétrons de valência do estrôncio.
Os 2 elétrons da camada externa (5s²) são os elétrons de valência do estrôncio. Estes elétrons estão relativamente fracamente ligados ao núcleo devido à distância significativa que os separa do núcleo e ao efeito de blindagem das camadas eletrônicas internas completas. Esta baixa energia de ionização confere ao estrôncio uma alta reatividade química, característica dos metais alcalino-terrosos.
O estado de oxidação do estrôncio é exclusivamente +2 em todos os seus compostos químicos estáveis. O estrôncio perde facilmente seus dois elétrons de valência para formar o íon Sr²⁺ com a configuração eletrônica estável do criptônio [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁶. Esta configuração de octeto completo com 36 elétrons torna o íon estrôncio particularmente estável.
O raio iônico de Sr²⁺ (118 pm) é significativamente maior que o do cálcio Ca²⁺ (100 pm) e menor que o do bário Ba²⁺ (135 pm), refletindo sua posição intermediária no grupo 2. Este tamanho intermediário tem consequências importantes em bioquímica e geoquímica, pois o íon estrôncio pode substituir o íon cálcio em muitas estruturas cristalinas e processos biológicos.
A eletronegatividade moderada do estrôncio (0,95 na escala de Pauling) indica que suas ligações químicas são principalmente iônicas. O estrôncio forma compostos iônicos com quase todos os não-metais, incluindo halogênios, oxigênio, enxofre e grupos aniônicos como carbonatos, sulfatos e nitratos. O caráter metálico pronunciado do estrôncio o classifica entre os elementos mais eletropositivos.
O estrôncio é um metal altamente reativo, embora um pouco menos que o cálcio. Reage vigorosamente com a água à temperatura ambiente, produzindo hidróxido de estrôncio e gás hidrogênio: Sr + 2H₂O → Sr(OH)₂ + H₂. A reação é exotérmica e produz calor suficiente para inflamar o hidrogênio liberado, criando uma chama carmim característica devido ao estrôncio vaporizado.
No ar, o estrôncio oxida-se rapidamente, formando inicialmente uma camada de óxido de estrôncio (SrO), depois nitreto de estrôncio (Sr₃N₂) na presença de nitrogênio atmosférico: 2Sr + O₂ → 2SrO e 3Sr + N₂ → Sr₃N₂. A superfície do metal passa de branco-prateado brilhante para amarelo opaco em alguns minutos. Em alta temperatura (acima de 300 °C), o estrôncio queima no ar com uma chama vermelha brilhante característica.
Com halogênios, o estrôncio reage energicamente para formar haletos de estrôncio: Sr + Cl₂ → SrCl₂. Os haletos de estrôncio (SrF₂, SrCl₂, SrBr₂, SrI₂) são sólidos iônicos brancos, muito estáveis e higroscópicos. O cloreto de estrôncio (SrCl₂) é particularmente usado em pirotecnia para produzir chamas vermelhas intensas.
O estrôncio reage com ácidos, mesmo diluídos, para formar sais de estrôncio e liberar hidrogênio: Sr + 2HCl → SrCl₂ + H₂. Com ácido sulfúrico diluído, a reação desacelera rapidamente porque o sulfato de estrôncio (SrSO₄) formado é pouco solúvel e cobre o metal com uma camada protetora.
O estrôncio reage diretamente com o hidrogênio em alta temperatura (aproximadamente 200-500 °C) para formar hidreto de estrôncio (SrH₂), um composto iônico cinza usado como fonte de hidrogênio e agente redutor. Com carbono em alta temperatura, forma carbeto de estrôncio (SrC₂), que reage com água para produzir acetileno.
O estrôncio forma compostos importantes com o oxigênio: o óxido SrO, o peróxido SrO₂ e o superóxido Sr(O₂)₂. O hidróxido de estrôncio Sr(OH)₂ é uma base forte solúvel, formando soluções alcalinas cáusticas. O carbonato de estrôncio (SrCO₃), presente naturalmente na estroncianita, é pouco solúvel em água e se decompõe em alta temperatura para dar o óxido.
O estrôncio-90 é um dos produtos de fissão mais perigosos das reações nucleares e das explosões de armas atômicas. Com uma meia-vida de 28,8 anos, permanece radioativo por vários séculos (cerca de 10 meias-vidas, ou quase 300 anos). O estrôncio-90 é formado durante a fissão do urânio-235 e do plutônio-239 com um rendimento de fissão de cerca de 5 a 6%.
O perigo particular do estrôncio-90 vem de sua semelhança química com o cálcio. Quando ingerido ou inalado, o estrôncio-90 se concentra nos ossos e dentes, onde substitui o cálcio na hidroxiapatita. Uma vez incorporado ao esqueleto, permanece lá por muitos anos, irradiando continuamente os tecidos ósseos e a medula óssea com radiação beta. Esta irradiação crônica aumenta significativamente o risco de câncer ósseo, leucemia e outros distúrbios hematológicos.
As principais fontes de contaminação por estrôncio-90 no meio ambiente foram os testes nucleares atmosféricos realizados entre 1945 e 1980, que dispersaram quantidades significativas de estrôncio-90 na atmosfera global. A precipitação radioativa depositou-se nos solos agrícolas, contaminando as culturas e entrando na cadeia alimentar, especialmente por meio de produtos lácteos.
Acidentes nucleares importantes, como os de Chernobyl (1986) e Fukushima (2011), também liberaram quantidades significativas de estrôncio-90 no meio ambiente. Em Chernobyl, estima-se que cerca de 10% do estoque de estrôncio-90 do reator foi liberado, criando zonas de contaminação persistente em um raio de várias dezenas de quilômetros ao redor do local.
O monitoramento ambiental do estrôncio-90 continua sendo uma questão importante de saúde pública. Os níveis no meio ambiente diminuíram significativamente desde o fim dos testes atmosféricos, mas o estrôncio-90 continua detectável em solos, sedimentos e certos produtos alimentícios, especialmente em regiões afetadas por precipitação histórica ou acidentes nucleares.
O estrôncio é sintetizado nas estrelas por vários processos de nucleossíntese estelar. Os isótopos estáveis do estrôncio (\(\,^{84}\mathrm{Sr}\), \(\,^{86}\mathrm{Sr}\), \(\,^{87}\mathrm{Sr}\), \(\,^{88}\mathrm{Sr}\)) são produzidos principalmente pelo processo s (captura lenta de nêutrons) em estrelas da fase assintótica das gigantes (AGB), com contribuições do processo r (captura rápida de nêutrons) durante supernovas e fusões de estrelas de nêutrons.
O isótopo estrôncio-87 ocupa uma posição especial, pois é tanto primordial (formado por nucleossíntese estelar) quanto radiogênico (produzido pelo decaimento do rubídio-87). A razão isotópica ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr em rochas e meteoritos aumenta com o tempo devido ao acúmulo de estrôncio-87 radiogênico. Esta razão constitui uma ferramenta geocronológica e geoquímica fundamental.
A abundância cósmica do estrôncio é de aproximadamente 2,3×10⁻⁹ vezes a do hidrogênio em número de átomos. Esta abundância relativamente modesta reflete sua posição além do pico de ferro na curva de estabilidade nuclear, onde os processos de nucleossíntese se tornam menos eficientes.
A razão isotópica ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr é usada para rastrear a origem e a evolução de materiais no sistema solar. Meteoritos primitivos, como condritos, apresentam razões iniciais ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr homogêneas de cerca de 0,699, representando a composição do sistema solar primitivo. As variações observadas em diferentes rochas terrestres e meteoritos permitem reconstruir a história térmica e geoquímica dos corpos planetários.
As linhas espectrais do estrôncio neutro (Sr I) e ionizado (Sr II) são particularmente importantes em astrofísica espectroscópica. A linha Sr II em 407,8 nm é uma linha de ressonância forte, facilmente observável nos espectros estelares. A análise desta linha e de outras linhas do estrôncio permite determinar a abundância de estrôncio em estrelas de diferentes tipos e idades, rastreando assim o enriquecimento químico das galáxias.
Excessos significativos de estrôncio foram observados em certas estrelas quimicamente peculiares, especialmente estrelas de bário e estrelas de carbono, que foram enriquecidas em elementos do processo s por transferência de massa de uma estrela companheira AGB. Estas observações confirmam a nossa compreensão da nucleossíntese e da evolução estelar em sistemas binários.
N.B. :
O estrôncio está presente na crosta terrestre em uma concentração média de cerca de 0,036% em massa (360 ppm), o que o torna o 15º elemento mais abundante da crosta. É mais abundante que o carbono, o enxofre ou o cloro. O estrôncio nunca é encontrado em seu estado nativo, mas sempre combinado em minerais.
Os dois principais minérios de estrôncio são a celestina ou celestita (sulfato de estrôncio, SrSO₄) e a estroncianita (carbonato de estrôncio, SrCO₃). A celestina, de longe a mais abundante e a principal fonte comercial, ocorre na forma de cristais azul-céu a incolores. Os principais depósitos de celestina são encontrados na Espanha, México, Turquia, Irã e Argentina.
A produção mundial de compostos de estrôncio (principalmente na forma de carbonato e nitrato) é de cerca de 350.000 toneladas por ano. Espanha, China, México e Argentina são os principais produtores. O estrôncio metálico puro é produzido em quantidades muito menores, principalmente pela redução do óxido de estrôncio com alumínio em alta temperatura e vácuo.
O mercado do estrôncio evoluiu significativamente nas últimas décadas. A demanda por tubos de raios catódicos de televisão, antes a principal aplicação, praticamente desapareceu com o advento das telas planas. Hoje, a demanda é dominada por ímãs de ferrita, fogos de artifício e aplicações especializadas em cerâmica e metalurgia. O preço do carbonato de estrôncio varia entre 300 e 800 euros por tonelada, dependendo da pureza e das condições de mercado.
O estrôncio desempenha um papel crescente em tecnologias quânticas de precisão. Os relógios atômicos ópticos de estrôncio, desenvolvidos desde a década de 2000, estão entre os dispositivos de medição de tempo mais precisos já criados. Estes relógios, que exploram transições eletrônicas ultra-estreitas em átomos de estrôncio resfriados a laser, atingem uma precisão da ordem de 10⁻¹⁸, perdendo ou ganhando apenas um segundo a cada 15 bilhões de anos (mais que a idade do universo). Estes dispositivos poderiam revolucionar a metrologia do tempo e permitir novas aplicações em geodésia, navegação e testes de física fundamental.
Berílio (Z=4): um metal
raro com propriedades excepcionais 
