物理 [元素周期表] 钡
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钡 (Barium)
基本信息
元素符号: Ba
原子序数: 56
原子量: 137.327
位置: 位于元素周期表第六周期，第2族（IIA族），属于碱土金属，位于锶和镭之间。
电子构型: [Xe] 6s²
原子结构
电子特征: 最外层6s轨道满电子（2个），容易失去两个电子形成Ba²⁺。常见氧化态为+2，是碱土金属中最活泼的成员（镭除外）。
天然同位素: 由¹³⁰Ba、¹³²Ba、¹³⁴Ba、¹³⁵Ba、¹³⁶Ba、¹³⁷Ba、¹³⁸Ba七种稳定同位素组成，其中¹³⁸Ba丰度最高（约71.7%）。
物理性质
外观: 银白色金属，具有明亮金属光泽，质地较软。
密度: 3.62 g/cm³，在碱土金属中密度最大。
熔点与沸点: 熔点727°C，沸点1897°C。
光电发射: 具有较低的光电发射阈值，可作为光电材料。
化学性质
高度活泼: 是碱土金属中最活泼的成员（镭除外），化学活性介于碱金属和碱土金属之间。
剧烈反应:
与水反应: 与冷水剧烈反应（比钙、锶更剧烈），生成氢氧化钡和氢气。反应放热显著。
与空气反应: 在空气中极易氧化，表面迅速生成氧化膜（BaO），加热可燃烧生成过氧化钡（BaO₂）。需保存在矿物油或惰性气体中。
与酸反应: 易溶于稀酸生成相应的钡盐。
与卤素反应: 加热时与卤素化合生成相应的卤化钡。
化合物特征: 钡几乎总是以Ba²⁺形式存在。硫酸钡（BaSO₄）极难溶于水和酸（重量法测定硫酸根的基准物）。碳酸钡（BaCO₃）难溶于水，可溶于酸。氯化钡（BaCl₂）可溶于水。氢氧化钡（Ba(OH)₂）是强碱，可溶于水。
存在与制备
自然丰度: 地壳中丰度约500 ppm，在金属元素中属于中等偏高丰度。
主要矿石:
- 重晶石（BaSO₄）: 最主要的工业钡矿物，白色或灰色，密度大。
- 毒重石（BaCO₃）: 次生碳酸盐矿物。
制备方法: 重晶石经碳还原焙烧（生成BaS，黑灰）→水浸得BaS溶液→碳酸化（或氯化转化）得BaCO₃（或BaCl₂）→电解熔融BaCl₂得金属钡。金属钡因高度活泼，制备和储存均在惰性气体保护下进行。
安全与环境
可溶性钡盐毒性: 可溶性钡盐（如BaCl₂、Ba(NO₃)₂、Ba(OH)₂）具有明显毒性，可导致低钾血症、心律失常、肌肉麻痹（“钡中毒”）。急性中毒可致死，需紧急处理（硫酸钠解毒，形成不溶性BaSO₄）。
不溶性钡盐安全: 硫酸钡（BaSO₄）和碳酸钡（BaCO₃）难溶于水、酸和碱，毒性极低。硫酸钡广泛用作X射线造影剂（钡餐），用于消化道X射线检查，不吸收、无毒性。
职业暴露: 重晶石开采和钡盐生产工人需防护粉尘和可溶性钡盐。作业场所须控制空气中钡粉尘浓度。
环境行为: 钡在环境中主要以难溶硫酸盐和碳酸盐形式存在，迁移性较低。酸性条件下可提高钡的溶解性。