ボロナイト中のバリウム

アリウム周期表の56番目の元素。

水酸化バリウム、塩化バリウム、硫酸バリウムなどは、高校の教科書によく出てくる試薬です。1602年、西洋の錬金術師たちは、光を発するボローニャ石（別名「サンストーン」）を発見しました。この鉱石には小さな発光結晶があり、日光にさらされると継続的に発光します。この特性は、魔術師や錬金術師たちを魅了しました。1612年、科学者フリオ・チェーザレ・ラガラは『月の惑星の現象について』という著書を出版し、ボローニャ石の発光の理由は主成分である重晶石（BaSO4）にあると記しました。しかし、2012年の報告書で、ボローニャ石の発光の真の理由は、一価および二価の銅イオンを添加した硫化バリウムにあることが明らかになりました。 1774年、スウェーデンの化学者シェーラーは酸化バリウムを発見し、「バライタ」（重土）と名付けましたが、金属バリウムは得られませんでした。1808年になってようやく、イギリスの化学者デイヴィッドが重晶石から電気分解によって低純度の金属バリウムを得ました。これがバリウムです。後にギリシャ語の「barys」（重い）と元素記号Baにちなんでバリウムと名付けられました。中国語の「Ba」は『康熙字典』に由来し、溶けていない銅鉄鉱石を意味します。

バリウム金属バリウムは非常に活性が高く、空気や水と容易に反応します。真空管やブラウン管内の微量ガスの除去、合金、花火、原子炉の製造に使用されます。1938年、科学者たちはウランに低速中性子を照射した際に生成する物質を研究していた際にバリウムを発見し、ウランの核分裂生成物の一つとしてバリウムが生成されるのではないかと推測しました。金属バリウムに関する多くの発見にもかかわらず、人々は依然としてバリウム化合物をより頻繁に使用しています。

最も古くから使われてきた化合物は重晶石、つまり硫酸バリウムです。写真用紙の白色顔料、塗料、プラスチック、自動車用コーティング剤、コンクリート、耐放射線セメント、医療用など、様々な材料に硫酸バリウムが使われています。特に医療分野では、胃カメラ検査の際に食べる「バリウム食」が硫酸バリウムです。バリウム粉とは、無味無臭の白色粉末で、水や油に溶けず、胃腸粘膜に吸収されず、胃酸などの体液の影響を受けません。バリウムの原子係数が大きいため、X線と反応して光電効果を生じ、特性X線を放射し、人体組織を通過した後、フィルムに霧を形成します。これにより、表示のコントラストが向上し、造影剤の有無で臓器や組織がフィルム上で異なる白黒コントラストで表示されるため、検査効果が得られ、人体臓器の病理変化を忠実に再現できます。バリウムは人体にとって必須の元素ではなく、バリウム粉には不溶性の硫酸バリウムが使用されているため、人体に大きな影響を与えることはありません。

しかし、もう一つの一般的なバリウム鉱物である炭酸バリウムは異なります。その名前から、その危険性は容易に想像できます。硫酸バリウムとの重要な違いは、炭酸バリウムは水や酸に溶けやすく、バリウムイオンを多く生成し、低カリウム血症を引き起こすことです。急性バリウム中毒は比較的稀で、多くの場合、可溶性バリウム塩の誤飲によって引き起こされます。症状は急性胃腸炎に似ているため、病院で胃洗浄を受けるか、硫酸ナトリウムやチオ硫酸ナトリウムを服用して解毒することが推奨されます。緑藻など、バリウムを吸収・蓄積する植物は、生育にバリウムを必要とします。ブラジルナッツにも1%程度のバリウムが含まれているため、適度に摂取することが重要です。しかし、ウィザライトは化学生産において依然として重要な役割を果たしており、釉薬の成分として用いられています。また、他の酸化物と混合することで独特の色を呈することがあり、セラミックコーティングや光学ガラスの補助材料として用いられています。

化学吸熱反応実験は通常、水酸化バリウムを用いて行われます。固体の水酸化バリウムをアンモニウム塩と混合すると、強い吸熱反応が起こります。容器の底に水を数滴落とすと、水によって形成された氷が見え、ガラス片でさえも凍って容器の底に張り付くことがあります。水酸化バリウムは強いアルカリ性を持ち、フェノール樹脂の合成触媒として用いられています。硫酸イオンを分離・沈殿させ、バリウム塩を製造することができます。分析の面では、大気中の二酸化炭素含有量の測定やクロロフィルの定量分析に水酸化バリウムが用いられています。バリウム塩の製造において、人々は非常に興味深い用途を発明しました。1966年のフィレンツェの洪水後の壁画の修復は、バリウムを石膏（硫酸カルシウム）と反応させて硫酸バリウムを生成することで行われました。

その他のバリウム含有化合物も、チタン酸バリウムの光屈折特性など、注目すべき特性を示しています。YBa2Cu3O7の高温超伝導性、花火に欠かせないバリウム塩の緑色など、いずれもバリウム元素のハイライトとなっています。