Strontium
Le strontium est un élément chimique avec le symbole Sr et le numéro atomique 38. Un métal alcalin de terre, le strontium est un métal doux argenté ou jaune-vert qui est fortement réactif chimiquement. Le métal devient jaune quand il est exposé à l'air.
Identité
- Masse atomique
- 87.621 u
- Catégorie
- Métaux alcalino-terreux
- Groupe
- 2
- Période
- 5
- Bloc
- s
- États d'oxydation
- +2
- État physique (à 25 °C)
- Solide
Structure électronique
- Configuration électronique
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
- Configuration abrégée
- [Kr] 5s2
- Électrons par couche
- 2, 8, 18, 8, 2
- Électronégativité (Pauling)
- 0.950
- Affinité électronique
- 5.02 kJ/mol
- 1ʳᵉ énergie d'ionisation
- 550 kJ/mol
- Énergies d'ionisation
- 550 · 1064 · 4138 · 5500 · 6910… kJ/mol
Propriétés physiques
- Point de fusion
- 776.9 °C (1050 K)
- Point d'ébullition
- 1376.8 °C (1650 K)
- Densité
- 2.64 g/cm³
- Capacité thermique molaire
- 26.4 J/(mol·K)
Comportement chimique de l'strontium
Le strontium possède deux électrons de valence dans la sous-couche 5s ([Kr] 5s²). Il cède facilement ces deux électrons pour former le cation stable Sr²⁺, doté de la configuration électronique d’un gaz noble. Métal alcalino-terreux du groupe 2, situé entre le calcium et le baryum, il est plus réactif que le calcium, mais moins que le baryum. Il se ternit rapidement à l’air et brûle avec une flamme rouge écarlate intense.
Réactivité
Sr + 2 H₂O → Sr(OH)₂ + H₂
Il réagit rapidement et vigoureusement avec l’eau liquide, en libérant de l’hydrogène et en formant une solution alcaline d’hydroxyde de strontium.
2 Sr + O₂ → 2 SrO
Il réagit avec l’oxygène de l’air à température ambiante pour former de l’oxyde et du peroxyde de strontium. Lorsqu’il est chauffé, il brûle avec une flamme rouge éclatante.
Sr + Cl₂ → SrCl₂
Il se combine directement avec des halogènes tels que le chlore dans une réaction fortement exothermique, formant du chlorure de strontium.
Sr + 2 HCl → SrCl₂ + H₂
Il se dissout très vigoureusement dans les acides minéraux dilués, en libérant rapidement de l’hydrogène.
Composés notables
| Composé | Formule | Utilisation ou importance |
|---|---|---|
| Carbonate de strontium | SrCO₃ | Utilisé en pyrotechnie pour produire une couleur rouge cramoisi, dans le verre des tubes cathodiques et dans les aimants en ferrite |
| Nitrate de strontium | Sr(NO₃)₂ | Utilisé dans les fusées de détresse maritimes, les feux d’artifice rouges et les munitions traçantes |
| Chlorure de strontium hexahydraté | SrCl₂·6H₂O | Utilisé dans les dentifrices désensibilisants pour obturer les tubules dentinaires, ainsi que dans les aquariums marins |
| Ranélate de strontium | C₁₂H₆N₂O₈SSr₂ | Médicament autrefois utilisé contre l’ostéoporose sévère pour stimuler la formation osseuse |
Distribution de la couche électronique
Afficher dans le générateur d'atomesIsotopes
Le strontium naturel possède quatre isotopes stables : le strontium 88 (82,6 %), le strontium 86 (9,9 %), le strontium 87 (7,0 %, d’origine radiogénique, issu du rubidium 87) et le strontium 84 (0,6 %). Le principal radioisotope est le strontium 90, un produit de fission de l’uranium dont la période radioactive est de 28,8 ans et qui émet des particules bêta. Comme il se comporte de façon similaire au calcium, le ⁹⁰Sr s’accumule dans les os lorsqu’il est ingéré, ce qui présente un grave risque radiotoxique.
Occurrence et production
Le strontium est le quinzième élément le plus abondant de la croûte terrestre, avec une concentration d’environ 360 ppm, supérieure à celle du carbone et du soufre. Il n’existe jamais à l’état métallique libre dans la nature. Ses principaux minerais sont la célestine (SrSO₄), qui forme des cristaux bleuâtres, et la strontianite (SrCO₃). Les gisements commerciaux se trouvent en Espagne, en Chine et au Mexique. Le métal pur est obtenu par réduction aluminothermique de l’oxyde ou par électrolyse du chlorure fondu.
Histoire et origine du nom
En 1790, Adair Crawford a reconnu que la strontianite provenant de Strontian, en Écosse, était différente des minerais de baryum. Humphry Davy a isolé le strontium métallique par électrolyse en 1808. L’élément a été nommé d’après le village de Strontian. Sa flamme rouge en a rapidement fait un ingrédient incontournable de la pyrotechnie.
Applications et importance de l'strontium
Utilisations de l'élément
Le strontium métallique pur est peu utilisé ; son intérêt réside surtout dans ses composés, employés pour produire des effets pyrotechniques rouges, fabriquer des aimants en ferrite, des verres spéciaux, des luminophores et des sels pour dentifrices. Le strontium 90 alimente certains générateurs thermoélectriques à radioisotopes utilisés dans des dispositifs isolés.
Utilisations de ses composés
Le carbonate et le nitrate produisent des feux d’artifice et des fusées de détresse rouge cramoisi ; le chlorure désensibilise les dents ; l’aluminate permet de fabriquer des matériaux phosphorescents qui brillent toute la nuit ; le ranélate était un médicament contre l’ostéoporose dont l’utilisation est désormais restreinte en raison des risques cardiovasculaires.
Santé, sécurité et environnement
Rôle biologique
Le strontium stable présente une faible toxicité ; des traces peuvent se retrouver dans les os en raison de sa similitude avec le calcium. Ce n’est pas un nutriment essentiel. Le strontium 90 est dangereux, car l’organisme le fixe dans la matrice osseuse, où son rayonnement bêta endommage la moelle osseuse et peut provoquer des leucémies et des tumeurs osseuses.
Sécurité
Le métal s’enflamme facilement et doit être conservé sous huile ou sous gaz inerte, à l’abri de l’eau. Les sels courants présentent une toxicité modérée, mais leurs poussières sont irritantes. Tout traitement de l’ostéoporose à base de strontium doit être décidé par un médecin.
Environnement
Le strontium stable est largement répandu et ne constitue pas un polluant majeur, mais les déchets miniers doivent être gérés correctement. Les retombées des essais nucléaires atmosphériques ont contaminé les pâturages et le lait avec du strontium 90 au XXe siècle, ce qui explique pourquoi cet isotope comptait parmi les contaminants les plus redoutés.
Questions fréquentes sur l' Strontium
Pourquoi le strontium produit-il une lumière rouge cramoisi dans les feux d’artifice ?
Lorsque la poudre brûle, du chlorure de strontium (SrCl) se forme à haute température. Les transitions électroniques de SrCl émettent une lumière dans une bande très étroite autour de 635 nm, perçue comme un rouge cramoisi éclatant. Le carbonate associé à des donneurs de chlore permet de produire cette espèce émettrice dans la flamme.
Pourquoi le strontium 90 était-il si redouté lors des essais nucléaires ?
Produit de fission dont la période radioactive est de 28,8 ans, le strontium 90 se comporte de façon similaire au calcium. Les retombées radioactives se déposaient sur les pâturages, puis passaient dans le lait des vaches et dans l’alimentation des enfants, avant de se fixer dans les os. Il y émet en continu des particules bêta qui endommagent la moelle osseuse et peuvent provoquer des leucémies et des ostéosarcomes.
Pourquoi les horloges atomiques au strontium sont-elles si précises ?
Elles utilisent des atomes refroidis par laser pour mesurer une fréquence lumineuse extrêmement stable, qui joue le rôle d’un oscillateur beaucoup plus régulier que ceux des horloges courantes. Elles contribuent à la navigation, aux communications et aux expériences scientifiques. Leur précision pourrait leur permettre de ne perdre ou de ne gagner qu’une seconde en plusieurs milliards d’années.
Le strontium est-il encore utilisé contre l’ostéoporose ?
Le ranélate de strontium a été développé pour réduire le risque de fracture en agissant sur la formation et la résorption osseuses. Son utilisation est restreinte dans de nombreux pays en raison des risques cardiovasculaires. Tout traitement de l’ostéoporose doit être décidé par un professionnel de santé.
Comment les archéologues peuvent-ils déterminer si une personne a grandi ailleurs ?
Les roches et l’eau de chaque région présentent des rapports isotopiques du strontium caractéristiques. Pendant l’enfance, des traces de strontium provenant de l’alimentation et de l’eau s’incorporent à l’émail des dents en formation. En comparant la composition de l’émail, qui reflète l’enfance, à celle de la région où la personne a été enterrée, les chercheurs peuvent déterminer si elle a grandi sur place ou a migré.
Comment le strontium soulage-t-il la sensibilité dentaire ?
La sensibilité apparaît lorsque l’usure de l’émail expose des tubules microscopiques reliés aux nerfs. Le brossage avec des sels de strontium favorise, au contact de la salive, la formation de cristaux qui obstruent ces petits canaux. Une fois les tubules obturés, le froid et la chaleur sont moins facilement transmis aux nerfs.
Pourquoi certains objets phosphorescents brillent-ils toute la nuit ?
Les matériaux phosphorescents classiques cessent de briller au bout de quelques minutes. Les luminophores modernes à base d’aluminate de strontium piègent l’énergie de la lumière du jour dans leur structure et la libèrent lentement sous forme de lumière bleu-vert pendant plus de douze heures.
Principales sources consultées : PubChem, Royal Society of Chemistry, NIST, IUPAC. Dernière révision : novembre 2026.