Barium (von , wegen der hohen Dichte des Bariumminerals Baryt) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Ba und der Ordnungszahl 56. Im Periodensystem steht es in der sechsten Periode und der 2. Hauptgruppe bzw. der 2. IUPAC-Gruppe und zählt damit zu den Erdalkalimetallen. Bariumoxid wurde erstmals 1774 von Carl Wilhelm Scheele dargestellt. Barium ist metallisch-glänzend und von silbrig-weißer Farbe. Es kommt in der Natur wegen seiner hohen Reaktivität nicht elementar vor; u. a. ist es leicht entzündlich. Wasserlösliche Bariumverbindungen sind giftig.
Geschichte mini|links|hochkant=1|Carl Wilhelm Scheele Die ersten bekannten künstlich hergestellten bariumhaltigen Pigmente waren Han-Blau und Han-Violett. Es handelt sich dabei um Bariumkupfersilikat-Pigmente, die in China seit etwa dem 8. Jahrhundert v. Chr. bis zur Han-Dynastie (206 v. Chr. bis 220 n. Chr.) nachgewiesen sind, wobei die meisten datierten Objekte aus der Han-Zeit stammen.Heinz Berke: The invention of blue and purple pigments in ancient times. In: Chemical Society Reviews. 2006, Band 36, Nummer 1, S. 15–30, .Elisabeth West FitzHugh, Lynda A. Zycherman: An Early Man-Made Blue Pigment from China: Barium Copper Silicate. In: Studies in Conservation. 1983, Band 28, Nummer 1, S. 15–23, .
In Europa wurden bariumhaltige Minerale erstmals im Jahr 1602 durch den italienischen Schuhmacher und Alchemisten Vincenzo Casciarolo untersucht, dem glänzende Steinchen auffielen, die nach dem Erhitzen im Dunkeln leuchteten. Sie wurden durch die Publikationen des Ulisse Aldrovandi einem größeren Publikum als „Bologneser Stein“ oder lapis solaris bekannt. Auch Giulio Cesare Lagalla untersuchte auf Anregung von Galileo Galilei das Phänomen und beschrieb es 1612 in seinem Buch De Phenomenis in Orbe Lunae. Es handelte sich dabei um Baryt, der beim Erhitzen mit organischen Substanzen zu Bariumsulfid reduziert wurde und auf Grund enthaltener Kupferionen phosphoresziert.Katharina M. Fromm: Barium bright and heavy. In: Nature Chemistry. 2013, Band 5, Nummer 2, S. 146 .Mika Lastusaari, Taneli Laamanen, Marja Malkamäki, Kari O. Eskola, Aleksei Kotlov, Stefan Carlson, Edmund Welter, Hermi F. Brito, Marco Bettinelli, H. Jungner, Jorma Hölsä: The Bologna Stone: history's first persistent luminescent material. In: European Journal of Mineralogy. 2012, Band 24, Nummer 5, S. 885–890 .
In Folge wurde Schwerspat (Baryt) von verschiedenen Forschern wie Axel Frederic Cronstedt untersucht, aber für eine Art von Gips gehalten. 1774 fielen dem schwedischen Chemiker Carl Wilhelm Scheele kleine weiße Kristalle in Pyrolusit auf, die offenbar eine unbekannte Erde (ein Oxid eines unbekannten Elementes) enthielten. Johan Gottlieb Gahn konnte zeigen, dass diese Kristalle mit Schwerspat identisch sind. Es gelang Scheele jedoch im Gegensatz zum Mangan nicht, das Metall zu gewinnen.Anders Lennartson: Carl Wilhelm Scheele and Torbern Bergman. Springer, 2020, ISBN 978-3-030-49194-9, S. 215–217. 1775 benannte Torbern Olof Bergman Bariumverbindungen als „schwere Erde.“.Anders Lennartson: Carl Wilhelm Scheele and Torbern Bergman. Springer, 2020, ISBN 978-3-030-49194-9, S. 357–359. 1782 entwickelte Louis Bernard Guyton de Morveau ein neues Nomenklatursystem und schlug barote von als Bezeichnung für Bariumerden vor, diese wurde schließlich 1784 von Bergman in Baryt geändert.Anders Lennartson: Carl Wilhelm Scheele and Torbern Bergman. Springer, 2020, ISBN 978-3-030-49194-9, S. 360–363. Bergman war auch der erste, der die Nachweisreaktion auf Sulfationen mit Bariumchlorid durchführte.
Die Gewinnung metallischen Bariums gelang 1808. Jöns Jakob Berzelius und Magnus Martin Pontin hatten Bariumhydroxid mit einer Quecksilber-Kathode elektrolysiert und Bariumamalgam hergestellt. Auf diesem Versuch aufbauend, mischte Sir Humphry Davy Bariumhydroxid mit Quecksilber(II)-oxid um durch Elektrolyse größere Mengen Bariumamalgam zu erhalten. Anschließend destillierte er in mit Naphthadampf gefüllten Glasgeräten das Quecksilber ab und gewann so metallisches Barium. Er benannte das neue Metall analog zu den anderen Erdalkalimetallen nach dem Ausgangsstoff Barium.Humphry Davy: Electro-chemical researches, on the decomposition of the earths; with observations on the metals obtained from the alkaline earths, and on the amalgam procured from ammonia. In: Philosophical Transactions of the Royal Society. Band 98, London 1808, S. 333–370 (doi:10.1098/rstl.1808.0023, ). Die erste Reindarstellung des Bariums gelang 1855 Robert Bunsen und Augustus Matthiessen durch Schmelzelektrolyse von Bariumchlorid.
Barium spielte eine wichtige Rolle bei der Entdeckung und Isolierung des Radiums 1898 durch Marie und Pierre Curie. Nachdem sie festgestellt hatten, dass Pechblende stärker strahlt als durch seinen Urangehalt zu erwarten, trennten sie das Erz chemisch auf. Neben einer Bismut-Fraktion, in der das Polonium entdeckt wurde, konnten sie einen großen Teil der Radioaktivität auf eine Barium-Fraktion eingrenzen. Diese musste ein unbekanntes Element enthalten, dass nach spektroskopischem Nachweis Radium genannt wurde. Anschließend gelang die Trennung der beiden Elemente durch fraktionierte Kristallisation der Chloride.Marie Curie: Radium and the New Concepts in Chemistry. Nobelpreisvortrag, 1911 (online auf nobelprize.org). 1938 beschossen Otto Hahn und Fritz Straßmann Uran mit langsamen Neutronen und entdeckten, dass dabei Bariumisotope entstehen.Otto Hahn, Fritz Straßmann: Nachweis der Entstehung aktiver Bariumisotope aus Uran und Thorium durch Neutronenbestrahlung; Nachweis weiterer aktiver Bruchstücke bei der Uranspaltung. In: The Science of Nature. 1939, Band 27, Nummer 6, S. 89–95 . Dies war die Entdeckung der Kernspaltung, die 1939 von Lise Meitner und Otto Frisch theoretisch erklärt werden konnte.Lise Meitner, O. R. Frisch: Disintegration of Uranium by Neutrons: a New Type of Nuclear Reaction. In: Nature. 1939, Band 143, Nummer 3615, S. 239–240 .
Vorkommen mini|Barytkristalle|links Barium ist mit einem Gehalt von 430 ppm an der kontinentalen Erdkruste kein seltenes Element. Es ist damit häufiger als viele leichtere Elemente wie Kohlenstoff oder Schwefel und ungewöhnlich häufig für ein so schweres Element. Dies liegt daran, dass 138Ba mit 82 Neutronen eine magische Anzahl besitzt und daher besonders stabil ist und bei Kernreaktionen bevorzugt entsteht.William M. White: Barium. In: William White (Hrsg.): Encyclopedia of Geochemistry. Springer, 2018, ISBN 978-3-319-39311-7, S. 91–93.
Das Element ist lithophil und auf Grund seines großen Ionenradius ein stark inkompatibles Element (LILE). Es ist darum vorwiegend in der kontinentalen Erdkruste konzentriert, während der Erdmantel nur geringe Bariumgehalte aufweist. Barium wird mit Ausnahme von Biotit, Alkalifeldspat und Apatit kaum in magmatische Gesteine eingebaut. Barium ist relativ gut wasserlöslich und wird durch Verwitterung und Metamorphose aus den Gesteinen gelöst. Barium findet sich daher vor allem in Sedimentgesteinen und in hydrothermal entstandenen Vorkommen.
In Meerwasser ist Barium in geringen Mengen (30 bis 150 nmol/kg) enthalten, wobei der Gehalt im oberflächennahen Wasser geringer ist als in der Tiefsee. Dies ist zwar ähnlich wie bei Nährstoffen, aber es wird wahrscheinlich nicht vom Phytoplankton aufgenommen. Stattdessen scheint es so zu sein, als würde Barium in Mikroumgebungen von verrottendem organischen Material als Baryt ausfallen und in die Tiefe sinken. Dort kann es teilweise wieder in Lösung gehen und es zirkuliert langsam mit einer Verweildauer von 10.000 Jahren. Ein Teil verbleibt auch im Sediment des Meeresbodens.
mini|Witherit|links Das häufigste Bariummineral ist Baryt, das schwerlösliche Bariumsulfat BaSO4. Treffen sulfatreiche hydrothermale Lösungen auf bariumhaltiges Meerwasser oder Gestein, fällt Bariumsulfat aus. Dabei bilden sich sogenannte Barytgänge, Erzadern, bei denen große Mengen Baryt an einer Stelle abgelagert wurden. Wichtige Orte, an denen Baryt gebildet wird, sind Schwarze und Weiße Raucher, hydrothermale Quellen in der Tiefsee. Daneben findet sich Baryt auch feinverteilt in Sedimentgesteinen wie Kalksteinen, Sandsteinen oder Tonsteinen.Martin Okrusch, Hartwig E. Frimmel: Mineralogie. 10. Auflage, Springer, 2022, ISBN 978-3-662-64064-7, S. 164–166. In Kalksteinen kann sich durch Alteration von Baryt auch Witherit BaCO3 bilden.Witherite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (handbookofmineralogy.org [PDF; 67 kB; abgerufen am 30. Oktober 2025]). Neben diesen beiden ist noch eine Vielzahl weiterer Bariumminerale bekannt. Insgesamt sind 2025 259 verschiedene Bariumminerale anerkannt. Gediegen kommt Barium dagegen nicht in der Natur vor.The mineralogy of Barium. In: mindat.org, Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 30. Oktober 2025.
Barytvorkommen sind aus vielen Ländern bekannt. Die Gesamtmenge der Barytreserven auf der Erde werden auf zwei Milliarden Tonnen geschätzt, von denen 740 Millionen Tonnen identifiziert sind. Hauptabbauländer sind China, Indien und die Vereinigten Staaten, aber auch in Marokko, Kasachstan, Iran, Laos, der Türkei und weiteren Ländern wird Baryt gefördert.Isabel Penaloza, Angela Tita, Edward McNew, Pengbo Chu: Barite resources, production and recovery using froth flotation: A review. In: Minerals Engineering. Band 203, 2023, Artikel 108327, .U.S. Geological Survey: Barite. Mineral Commodity Summaries, Januar 2025, abgerufen am 30. Oktober 2025. In Deutschland werden zwei Barytvorkommen abgebaut. Zum einen in der Grube Clara in Oberwolfach im Schwarzwald und zum anderen in der Grube Niederschlag in Oberwiesenthal im Erzgebirge.Gunnar Ries: Baryt – Mineral des Jahres 2023 #mineralogisches Alphabet B. In: Spektrum der Wissenschaft SciLogs. 10. Mai 2023, abgerufen am 30. Oktober 2025.
Gewinnung und Darstellung mini|hochkant=1|Elementares Barium, hochvakuumsublimiert Ausgangsmaterial für die Gewinnung von Barium ist in der Regel Baryt (Bariumsulfat). Dieser muss zunächst von Begleitmineralen wie Eisenoxiden, Silikaten, Carbonaten oder Fluoriden getrennt werden. Hierfür wird vor allem die Flotation eingesetzt. Dazu werden in der Baryt-Flotation unter anderem Natriumoleat, langkettige Alkylsulfonate und Laurylphosphat als Sammler, Hilfsstoffe für die Trennung von Komponenten, eingesetzt.
Das auf >90 % angereicherte unlösliche Bariumsulfat wird nun in das wasserlösliche Bariumsulfid umgewandelt. Dies geschieht in einer carbothermischen Reduktion mit Koks bei Temperaturen von 800 bis 1350 °C in Wirbelschichten oder rotierenden Öfen. Das entstandene Bariumsulfid wird danach mit Wasser ausgelaugt. Aus dieser bariumhaltigen Lösung können Bariumsalze wie Bariumchlorid gewonnen werden, für das die Lösung mit Salzsäure versetzt wird.Mario Santander, Danny Guzmán, Marisela Navea, Luis Valderrama, Luis Pérez-Maqueda, Evelyn Cárdenas: Production of Barium Sulfide from Low-Grade Barite Ores. In: minerals. Band 15, Nr. 6, 2025, Artikel 646, . Anstatt Koks kann auch Methan für die Reduktion genutzt werden, hierbei fällt bis zu 75 % weniger Kohlenstoffdioxid an.E. Jamshidi, H. Ale Ebrahim: A new clean process for barium carbonate preparation by barite reduction with methane. In: Chemical Engineering and Processing. Band 47, 2008, S. 1567–1577, . BaSO4 + 2 C -> BaS + 2 CO2