Литий мягкий металл серебристо белого цвета

Этот элемент традиционно используют ядерщики и металлурги. Сегодня месторождения для его извлечения скупает Илон Маск. Без данного вещества невозможна революция в автопроме – переход с бензиновых на электромобили. Это дает основания рассматривать литий как металл третьего тысячелетия.

Что представляет собой

Литий – элемент таблицы Менделеева №3. Международное обозначение и формула – Li (Lithium).

Мягкий серебристый литий относится к металлам щелочной группы. По твердости располагается между натрием и свинцом.

При описании металла упоминают наличие двух стабильных изотопов в составе: Литий-6 и Литий-7.

Как был открыт

История металла начинается в 19 веке:

• Новый элемент обнаружил в местном минерале петалите шведский ученый Юхан Арфведсон.
• Через год, в 1817-м, его английский коллега Генри Дэви выделил металлический литий.

Название элемента восходит к древнегреческому «литос» (камень). Его предложил гуру европейской химии Иенс Берцелиус. Обосновал свой выбор тем, что литий нашелся в «камне».

Физико-химические характеристики

Это едва ли не самый химически малоактивный металл: в обычных условиях соединения с литием не образуются.

Щелочной металл Литий

Отличить литий от других щелочных металлов позволяют его характеристики:

1. Самый легкий металл группы.
2. Самый «неплотный» из металлов.

По плотности литий вдвое уступает воде, поэтому не тонет в ней и керосине.

1. Взаимодействует с другими элементами группы только в особых условиях.
2. На воздух реагирует при повышенной влажности, на другие газы и вещества (аммиак, галогены, кремний, серу) – при повышенной температуре.
3. Горит пурпурным пламенем.
4. Бурно реагирует с водой. Этот недостаток нейтрализуют, исключая контакт между ними при использовании.

Особые химические свойства металла обусловлены структурой и микроскопическими габаритами его атома.

Свойства атома
Название, символ, номер Атомная масса
(молярная масса) Электронная конфигурация Радиус атома Химические свойства
Ковалентный радиус Радиус иона Электроотрицательность Электродный потенциал Степени окисления Энергия ионизации
(первый электрон) Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) Температура плавления Температура кипения Уд. теплота плавления Уд. теплота испарения Молярная теплоёмкость Молярный объём Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки Параметры решётки Температура Дебая Прочие характеристики
Теплопроводность Номер CAS

Ли́тий / Lithium (Li), 3

[6,938; 6,997] а. е. м. (г/моль)

[He] 2s1, 1s22s1

145 пм

134 пм

76 (+1e) пм

0,98 (шкала Полинга)

-3,06 В

+1

519,9 (5,39) кДж/моль (эВ)

0,534 г/см³

453,69 K (180,54 °C, 356,97 °F)

1613 K (1339,85 °C, 2443,73 °F)

2,89 кДж/моль

148 кДж/моль

24,86 Дж/(K·моль)

13,1 см³/моль

кубическая объёмноцентрированная

3,490 Å

400 K

(300 K) 84,8 Вт/(м·К)

7439-93-2

Подобно большинству металлов, на воздухе литий покрывается оксидной пленкой.

Среди достоинств – пластичность, легкость обработки. Литий без проблем прокатывается, прессуется.

Нахождение в природе

• Чистый литий в природе не встречается, только как часть минералов (три десятка) и соляных озер.
• Самые распространенные минералы – амблигонит, лепидолит, петалит, сподумен.

Тонна земной коры содержит 21 г лития, литр морской воды – 0,00017 г.

Глобальные подтвержденные запасы металла – 17 млн. тонн (из них почти миллион у России). С учетом потенциала солончаков – 62 млн. тонн.

Содержание лития зашкаливает в космических объектах – звездах-гигантах и звездных скоплениях с солнцем-красным гигантом и нейтронной звездой внутри.

Места и способы добычи

Кладезь литиевого сырья – обе Америки (США, Чили, Перу, Аргентина, Боливия).

Рудой богаты месторождения Австралии и России. Половина российских запасов сосредоточена в Мурманской области.

2. Добыча ведется не всегда обычными способами.
3. Источника сырья два:

1. Пегматитовые минералы со слюдой, кварцем, полевым шпатом, другими минералами в составе. Особенно щедр на литий сподумен – руда лития из группы пироксенов. Используется добыча традиционным карьерным способом.
2. Глины солончаков. Из них раствор выкачивают.

Ежегодно в мире добывается 40-50 тыс. тонн литиевого сырья.

Потенциальным лидером может стать Боливия, на территории которой обнаружены богатейшие запасы в солончаковой пустыне.

Технология получения

Способ получения металлического лития определяется сырьем:

• Руду преобразуют методом электролиза. Обработка расплава смеси хлоридов лития и калия происходит при 410-455°С. Затем удаляются примеси – методом вакуумной дистилляции, ректификации либо плавкой.
• Концентрацию в рассолах повышают выпариванием. Затем литий осаждают карбонатом натрия и гидроксидом кальция. Процесс длится полтора-два года.

У второго способа получения есть недостатки: медленность обработки и загрязненность конечного продукта трудноудаляемыми примесями. Но солончаки богаты, поэтому метод считается рентабельным. Именно его рассматривает как базовый для нужд своей корпорации Илон Маск.

Ученые пытаются извлечь литий из рассолов с помощью металл-органических мембран-каркасов.

В основе лежит воспроизведение функции аналогичных структур живых клеток. Ценный побочный продукт производства – пресная вода.

Третий источник лития – использованные литиевые аккумуляторы. Пока их переработка нерентабельна.

Где используется

Использование металла отражает тенденции развития технологий.

Традиционные отрасли

До недавнего времени главными сферами применения металла были ядерная отрасль и металлургия:

• Литий идет на стержни для реакторов. Жидкий изотоп служит теплоносителем в ядерных реакторах. Из него получают тритий.
• Металлургией используются сплавы, улучшающие характеристики продукта: прочность, устойчивость к коррозии, пластичность.
• Это также стекла, задерживающие часть ультрафиолета, керамика, пигмент для окрашивания тканей, ингредиент косметических препаратов.

Нитрат лития создает огни салюта красного цвета.

Литий в сплавах с другими металлами – новое поколение материалов для авиации, космонавтики, оборонпрома.

Новые сферы

Сегодня главные потребители сырья – IT-сфера и автопром нового поколения. Речь о литиевых аккумуляторах для гаджетов (айфоны, ноутбуки, планшеты) и электрокаров. В первую очередь автомобилей корпорации Илона Маска Tesla.

Литий-ионный аккумулятор

Для создания батареи на одну Tesla требуется 63 кг чистого (99,5%) лития.

К 2023 году поставить производство электромобилей на поток намерены автогиганты США, Японии, Европы (Audi, Ford, Honda, Mercedes, BMW, другие). Годовая потребность в металле составит 96-98 тысяч тонн.

Значение для человека

Микродозы вещества присутствуют в организме человека:

• Литий распределен по организму: легкие, печень, ЖКТ, сердце, надпочечники, щитовидная железа, кровь.
• Без него невозможна работа иммунной системы, углеводный, жировой обмен.
• Вещество ставит щит аллергии, действует как седатив для нервной системы.

Суточная норма вещества для взрослого человека – 0,1-0,2 мг. Литий поступает с продуктами.

Литием богаты помидоры, картофель, мед, свекла, морковь, салат, морская рыба, пророщенная пшеница.

Излишек выводится из организма через почки.

Предостережение

Опасно проникновение вещества извне: человек чувствует себя разбитым, теряет аппетит, ощущает головокружение.

Литий самовоспламеняется при 280-290°C. Продуктами горения легко отравиться, они раздражают дыхательные пути. На влажной коже, слизистых оболочках от металла появляются ожоги.

Цены

В отличие от других металлов, эталонная цена на литий отсутствует. Это беспокоит инвесторов, создавая хаос на глобальном рынке.

На международных биржах литий чистоты 99% торгуют по $16-18 за кг. С 2008 года она выросла втрое.

Проверить совместимость мужчины и женщины по Знаку Зодиака

Литий и его характеристики

Литий достаточно широко распространен в земной коре. Наиболее ценны минералы сподумен LiAl(SiO3)2, амблигонитLiAl(PO4)F и лепидолит Li2Al2(SiO3)3(F, OH)2.

В виде простого вещества литий представляет собой металл серебристо-белого цвета (рис.1). Является самым легким из металлов (плотность 0,539 г/см 3). Мягкий и низкоплавкий (температура плавления 180,5oС).

Реакционноспособный; на воздухе покрывается оксидно-нитридной пленкой. Воспламеняется при умеренном нагревании (при температуре выше 200oС); окрашивает пламя газовой горелки в темно-красный цвет.

Сильный восстановитель; реагирует с водой, кислотами, неметаллами, аммиаком.

Рис. 1. Литий. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса лития

Поскольку в свободном состоянии литий существует в виде одноатомных молекул Li, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 6,941.

Изотопы лития

Литий в природе встречается в виде двух изотопов 7Li (92,70%) и 6Li (7,30%), однако иногда это соотношение нарушается за счет природного или искусственного фракционирования изотопов. Их массовые числа равны 7 и 6. Ядро атома лития 7Li содержит три протона и четыре нейтрона, а атома 6Li – такое же число протонов и три нейтрона.

Существует семь искусственных изотопов лития с массовыми числами от 4-х до 12-ти, из которых наиболее устойчивым является 8Li с периодом полураспада равным 0,8403 с.

Ионы лития

По химической активности литий уступает некоторым металлам. Его стандартный электродный потенциал имеет наиболее отрицательное значение (- 3,05В) по сравнению со всеми другими металлами. Это обусловлено энтальпией гидратации иона Li+, что обеспечивает значительное смещение равновесия

Li = Li+ + e

в сторону ионизации металла.

Молекула и атом лития

В свободном состоянии литий существует в виде одноатомных молекул Li. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу лития:

Энергия ионизации атома, эВ	5,39
Относительная электроотрицательность	0,98
Радиус атома, нм	0,155
Стандартная энтальпия диссоциации молекул при 25oС, кДж/моль	150,8

Сплавы лития

Литий придает сплавам ряд ценных физико-химических свойств. Например, у сплавов алюминия с содержанием до 1% лития повышается механическая прочность и коррозионная стойкость, введение 2% в техническую медь значительно увеличивает её электрическую проводимость и т.д.

Сплавы лития с благородными металлами (золото и серебро) нашли применение в качестве эффективных припоев, с магнием, скандием, медью и кадмием представляют собой материалы, используемые в авиационной и космической промышленности.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Литий: способы получения и химические свойства

Физические свойства

Литий — это щелочной металл, серебристо-белого цвета. Самый легкий из металлов, мягкий, низкая температура плавления.

Способ получения 

Литий получают в промышленности электролизом расплава хлорида лития в смеси с KCl или BaCl2 (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси):

2LiCl = 2Li + Cl2

Качественная реакция

Качественная реакция на литий — окрашивание пламени солями лития в карминно-красный цвет.

Химические свойства

Литий — активный металл; на воздухе  реагирует с кислородом и азотом, и покрывается оксидно-нитридной пленкой. Воспламеняется при умеренном нагревании; окрашивает пламя газовой горелки в темно-красный цвет.

1. Литий — сильный восстановитель. Поэтому он реагирует почти со всеми неметаллами.

1.1. Литий легко реагирует с галогенами с образованием галогенидов:

2Li  +  I2  =  2LiI

1.2. Литий реагирует с серой с образованием сульфида лития:

2Li  +  S  =  Li2S

1.3. Литий активно реагирует с фосфором и водородом. При этом образуются бинарные соединения — фосфид лития и гидрид лития:

3Li    +    P    =   Li3P

2Li  +  H2  =  2LiH

1.4. С азотом литий реагирует при комнатной температуре с образованием нитрида:

6Li   +  N2  =  2Li3N

1.5. Литий реагирует с углеродом с образованием карбида:

2Li   +   2C    =    Li2C2

1.6. При взаимодействии с кислородом литий образует оксид.

4Li   +   O2   =   2Li2O

2. Литий активно взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Литий бурно реагирует с водой. Взаимодействие лития с водой приводит к образованию щелочи и водорода. Литий реагирует бурно, но без взрыва.

2Li0 + H2+O = 2Li+OH + H20

Видеоопыт: взаимодействие щелочных металлов с водой можно посмотреть здесь.

2.2. Литий взаимодействует с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой) со взрывом. При этом образуются соль и водород.

Например, литий бурно реагирует с соляной кислотой:

2Li  +  2HCl  =  2LiCl  +  H2↑

2.3. При взаимодействии лития с концентрированной серной кислотой выделяется сероводород.

Например, при взаимодействии лития с концентрированной серной кислотой образуется сульфат лития, диоксид серы и вода:

2Li + 3H2SO4(конц.) = 2LiHSO4 + SO2↑ +2H2O

2.4. Литий реагирует с азотной кислотой:

3Li + 4HNO3(разб.) = 3LiNO3 + NO↑ +2H2O

2.5. Литий может реагировать даже с веществами, которые проявляют очень слабые кислотные свойства. Например, с аммиаком, ацетиленом (и прочими терминальными алкинами), спиртами, фенолом и органическими кислотами.

Например, при взаимодействии лития с аммиаком образуются амиды и водород:

2Li + 2NH3 = 2LiNH2 + H2 ↑

2.6. В расплаве литий может взаимодействовать с некоторыми солями. Обратите внимание! В растворе литий будет взаимодействовать с водой, а не с солями других металлов.

Например, литий взаимодействует в расплаве с хлоридом алюминия :

3Li + AlCl3 → 3LiCl + Al

№3 Литий

Окраска пламени солями лития

Р’ 1817 Рі.

шведский С…РёРјРёРє Рё минералог РђРІРіСѓСЃС‚ Арфведсон, анализируя природный минерал петалит, установил, что РІ нем содержится «РѕРіРЅРµРїРѕСЃС‚оянная щелочь РґРѕ СЃРёС… РїРѕСЂ неизвестной РїСЂРёСЂРѕРґС‹». Позднее РѕРЅ нашел аналогичные соединения РІ составе РґСЂСѓРіРёС… минералов. Арфведсон предположил, что это соединения РЅРѕРІРѕРіРѕ элемента Рё дал ему название литий (РѕС‚ греческого liqoz – камень).
Металлический литий был выделен в 1818 году английский химиком Гемфри Дэви электролизом расплава гидроксида лития.

Нахождение в природе и получение:

Природный литий состоит РёР· РґРІСѓС… стабильных изотопов — 6Li (7,42%) Рё 7Li (92,58%). Литий — сравнительно мало распространенный элемент (массовая доля РІ земной РєРѕСЂРµ 1,8*10-3%, 18 Рі/тонну).

РљСЂРѕРјРµ петалита LiAl[Si4O10], основными минералами лития являются слюда, лепидолит — KLi1,5Al1,5[Si3AlO10](F,OH)2 Рё пироксен сподумен — LiAl[Si2O6].

В настоящее время для получения металлического лития его природные минералы или обрабатывают серной кислотой, или спекают с CaO или CaCO3, а затем выщелачивают водой.

Получают растворы сульфата или гидроксида лития, из которых осаждают плохо растворимый карбонат Li2CO3, который затем переводят в хлорид LiCl.

Электролизом расплава хлорида лития в смеси с хлоридом калия или бария получают металлический литий.

Физические свойства:

Простое вещество литий — РјСЏРіРєРёР№ щелочной металл серебристо-белого цвета.

�з всех щелочных металлов он самый твердый, высокоплавкий (Ткип=180,5 и Тпл=1340° С).

Это самый легкий металл (плотность 0,533 г/см3), он плавает не только в воде, но и в керосине. Литий и его соли окрашивают пламя в карминно-красный цвет.

Химические свойства:

Литий проявляет типичные свойства щелочных металлов, взаимодействуя с водой, кислородом, другими неметаллами.

Хранить его приходится под слоем под слоем минерального масла, придавливая сверху, чтобы не всплывал.
В соответствии с положением в ПСХЭ, литий наименее активный щелочной металл.

Так в реакции с кислородом он образует в основном оксид лития, а не пероксиды как другие металлы. Подобно натрию литий растворяется в жидком аммиаке, образуя синий раствор с металлической проводимостью.

Растворенный литий постепенно реагирует с аммиаком: 2Li + 2NH3 = 2LiNH2 + H2.
Литий отличается повышенной активностью при взаимодействии с азотом, образуя с ним уже при обычной температуре нитрид Li3N.

По некоторым свойствам литий и его соединения напоминают соединения магния (диагональное сходство в таблице Менделеева).

Важнейшие соединения:

РћРєСЃРёРґ лития, Li2O — белое кристаллическое вещество, основный РѕРєСЃРёРґ, СЃ РІРѕРґРѕР№ образует РіРёРґСЂРѕРєСЃРёРґ

Гидроксид лития — LiOH — белый порошок, обычно моногидрат, LiOH*H2O, сильное основание

Соли лития — бесцветные кристаллические вещества, гигроскопичны, образуют кристаллогидраты состава LiX*3H2O.

Карбонат и фторид лития подобно аналогичным солям магния малорастворимы.

Карбонат и нитрат лития при нагревании разлагаются, образуя оксид лития:
Li2CO3 = Li2O + CO2; 4LiNO3 = 2Li2O + 4NO2 + O2

• Пероксид лития — Li2O2 — белое кристаллическое вещество, получают реакцией РіРёРґСЂРѕРєСЃРёРґР° лития СЃ пероксидом РІРѕРґРѕСЂРѕРґР°: 2LiOH + H2O2 = Li2O2 + 2H2O Р�спользуют РІ космических аппаратах Рё подводных лодках для получения кислорода:
• 2Li2O2 + 2CO2 = 2Li2CO3 +O2

Гидрид лития LiH получают взаимодействием расплавленного лития с водородом. Бесцветные кристаллы, реагирует с водой и кислотами с выделением водорода. �сточник водорода в полевых условиях.

Применение:

Металлический литий — высокопрочные Рё сверхлегкие сплавы СЃ магнием Рё алюминием для авиационной Рё космической техники. Легирующая добавка РІ металлургии (связывает азот, кремний, углерод). Теплоноситель (расплав) РІ ядерных реакторах.

�з лития изготовляют аноды химических источников тока и гальванических элементов с твёрдым электролитом.

Соединения: специальные стекла, глазури, эмали, керамика.

Монокристаллы фторида лития используются для изготовления высокоэффективных (КПД 80 %) лазеров LiOH как добавка в электролит щелочных аккумуляторов.

Карбонат лития – добавка в расплав при производстве алюминия: снижает температуру плавления электролита, увеличивает силу тока, уменьшает нежелательное выделение фтора.

Металлоорганические соединения лития (например бутиллитий LiРЎ4Рќ9) — широко применяются РІ промышленном Рё лабораторном органическом синтезе Рё как катализаторы полимеризации.

Дейтерид лития-6: как источник дейтерия и трития в термоядерном оружии (водородная бомба). См. Ядерные реакции дейтерида лития. (анимированные модели).

Содержание лития в организме человека составляет около 70 мг. В течение суток в организм взрослого человека поступает около 100 мкг лития.

Литий способствует высвобождению магния из клеточных «депо» и тормозит передачу нервного импульса, ингибируя проводимость нервной системы.

Соли лития применяются психотропные лекарственные средства, оказывая успокаивающий эффект при лечении шизофрении и депрессии.

Однако передозировка может привести к тяжелым осложнениям и летальному исходу.

Нурмаганбетов Т.
ТюмГУ, 582 группа, 2011 г.

Литий

Ли́тий (лат. Lithium; обозначается символом Li) — элемент главной подгруппы первой группы, второго периода периодической системы химических элементов таблицы Менделеева, с атомным номером 3. Простое вещество литий (CAS-номер: 7439-93-2) — мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета.

История и происхождение названия

Литий был открыт в 1817 году шведским химиком и минералогом А. Арфведсоном сначала в минерале петалите (Li,Na)[Si4AlO10], а затем в сподумене LiAl[Si2O6] и в лепидолите KLi1.5Al1.5[Si3AlO10](F,OH)2.

Металлический литий впервые получил Гемфри Дэви в 1825 году.
Своё название литий получил из-за того, что был обнаружен в «камнях» (греч. λίθος — камень).

Первоначально назывался «литион», современное название было предложено Берцелиусом.

Нахождение в природе

Геохимия лития
Литий по геохимическим свойствам относится к крупноионным литофильным элементам, в числе которых калий, рубидий и цезий. Содержание лития в верхней континентальной коре составляет 21 г/т, в морской воде 0,17 мг/л.
Основные минералы лития — слюда лепидолит — KLi1.5Al1.

5[Si3AlO10] (F, OH)2 и пироксен сподумен — LiAl [Si2O6]. Когда литий не образует самостоятельных минералов, он изоморфно замещает калий в широко распространенных породообразующих минералах.

Месторождения лития приурочены к редкометалльным гранитным интрузиям, в связи с которыми развиваются литиеносные пегматиты или гидротермальные комплексные месторождения, содержащие также олово, вольфрам, висмут и другие металлы.

Стоит особо отметить специфические породы онгониты — граниты с магматическим топазом, высоким содержанием фтора и воды, и исключительно высокими концентрациями различных редких элементов, в том числе и лития.

Другой тип месторождений лития — рассолы некоторых сильносоленых озёр. Месторождения
Месторождения лития известны в России (более 50% запасов страны сосредоточено в редкометальных месторождениях Мурманской области), Боливии, Аргентине, Мексике, Афганистане, Чили, США, Канаде, Бразилии, Испании, Швеции, Китае, Австралии, Зимбабве, Конго.

Получение

В настоящее время для получения металлического лития его природные минералы или разлагают серной кислотой (кислотный способ), или спекают с CaO или CaCO3 (щелочной способ), или обрабатывают K2SO4 (солевой способ), а затем выщелачивают водой.

В любом случае из полученного раствора выделяют плохо растворимый карбонат лития Li2CO3, который затем переводят в хлорид LiCl. Электролиз расплава хлорида лития проводят в смеси с KCl или BaCl2 (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси).

2LiCl = 2Li + Cl2 В дальнейшем полученный литий очищают методом вакуумной дистилляции.

Физические свойства

Литий — серебристо-белый металл, мягкий и пластичный, твёрже натрия, но мягче свинца. Его можно обрабатывать прессованием и прокаткой.

Из всех щелочных металлов литий характеризуется самыми высокими температурами плавления и кипения (180,54 и 1340 °C, соответственно), у него самая низкая плотность при комнатной температуре среди всех металлов (0,533 г/см³, почти в два раза меньше плотности воды).

Маленькие размеры атома лития приводят к появлению особых свойств металла. Например, он смешивается с натрием только при температуре ниже 380 °C и не смешивается с расплавленными калием, рубидием и цезием, в то время как другие па́ры щелочных металлов смешиваются друг с другом в любых соотношениях.

Химические свойства

Литий является щелочным металлом, однако относительно устойчив на воздухе. Литий является наименее активным щелочным металлом, с сухим воздухом (и даже с сухим кислородом) при комнатной температуре практически не реагирует.

По этой причине литий является единственным щелочным металлом, который не хранится в керосине (к тому же плотность лития столь мала, что он будет в нём плавать) и может непродолжительное время храниться на воздухе.
Во влажном воздухе медленно реагирует с азотом, находящимся в воздухе, превращаясь в нитрид Li3N, гидроксид LiOH и карбонат Li2CO3.

В кислороде при нагревании горит, превращаясь в оксид Li2O. Есть интересная особенность, что в интервале температур от 100 °C до 300 °C литий покрывается плотной оксидной плёнкой, и в дальнейшем не окисляется.

В 1818 немецкий химик Леопольд Гмелин установил, что литий и его соли окрашивают пламя в карминово-красный цвет, это является качественным признаком для определения лития. Температура возгорания находится около 300 °C. Продукты горения раздражают слизистую оболочку носоглотки.

Спокойно, без взрыва и возгорания, реагирует с водой, образуя LiOH и H2. Реагирует также с этиловым спиртом (с образованием алкоголята), с водородом (при 500—700 °C) с образованием гидрида лития, с аммиаком и с галогенами (с иодом — только при нагревании).

При 130 °C реагирует с серой с образованием сульфида. В вакууме при температуре выше 200 °C реагирует с углеродом (образуется ацетиленид). При 600—700 °C литий реагирует с кремнием с образованием силицида.

Химически растворим в жидком аммиаке (−40 °C), образуется синий раствор.

Литий хранят в петролейном эфире, парафине, газолине и/или минеральном масле в герметически закрытых жестяных коробках. Металлический литий вызывает ожоги при попадании на влажную кожу, слизистые оболочки и в глаза.

• Источник: Википедия
• Другие заметки по химии

ЛИ́ТИЙ

Авторы: Г. В. Зимина

ЛИ́ТИЙ (от греч. λίθος – ка­мень; лат. Li­thium), $ce{Li}$, хи­мич. эле­мент I груп­пы ко­рот­кой фор­мы (1-й груп­пы длин­ной фор­мы) пе­рио­дич. сис­те­мы, ат. н. 3, ат. м. 6,941; от­но­сит­ся к ще­лоч­ным ме­тал­лам. При­род­ный Л.

со­сто­ит из двух ста­бильных изо­то­пов $ce{^6Li}$ (7,59%) и $ce{^7Li}$ (92,41%), для ко­то­рых се­че­ния за­хва­та те­п­ло­вых ней­тро­нов силь­но раз­ли­ча­ют­ся (9,45·10–26 м2 и 3,3·10–30 м2 со­от­вет­ст­вен­но). Ис­кус­ст­вен­но по­лу­че­ны ра­дио­изо­то­пы с мас­со­вы­ми чис­ла­ми 4–11. Л. от­крыт в 1817 швед. хи­ми­ком А.

 Ар­фвед­со­ном в ми­не­ра­ле пе­та­ли­те. Ме­тал­лич. Л. впер­вые по­лу­чен в 1818 Г. Дэ­ви.

Распространённость в природе

Со­дер­жа­ние Л. в зем­ной ко­ре со­став­ля­ет 6,5·10–3% по мас­се; в сво­бод­ном со­стоянии вслед­ст­вие вы­со­кой хи­мич. ак­тив­но­сти не встре­ча­ет­ся. Л. на­ка­п­ли­вает­ся пре­им. в пег­ма­ти­тах.

Бли­зость ион­ных ра­диу­сов $ce{Li+, Fe2+}$ и $ce{Mg^{2+}}$ обу­слов­ли­вает вхо­ж­де­ние $ce{Li+}$ в ре­шёт­ки маг­не­зи­аль­но-же­ле­зи­стых си­ли­ка­тов – пи­рок­се­нов и ам­фи­бо­лов; Л. со­дер­жит­ся в ви­де изо­морф­ной при­ме­си в слю­дах и др.

Все ми­не­ра­лы ли­тия (си­ликаты, фос­фаты и др.) ред­кие. Осн. мине­ра­лы: спо­ду­мен $ce{LiAl[Si2O6]}$, ле­пидо­лит $ce{KLi_{1!,5}Al_{1!,5}[Si3AlO10](F,OH)2}$, пе­та­лит $ce{LiAl[Si4O10]}$ и амб­ли­го­нит $ce{LiAl­[PO4](­F,OH)}$. Осн. пром. ис­точ­ни­ки Л.

 – пег­ма­ти­ты ред­ких и рас­се­ян­ных эле­мен­тов (ок. 60%) и ра­па не­ко­торых со­ля­ных озёр (до 40%); см. Ли­тие­вые ру­ды.

Свойства

Кон­фи­гу­ра­ция внеш­ней элек­трон­ной обо­лоч­ки ато­ма Л. $2s^1$; в со­еди­не­ни­ях про­яв­ля­ет сте­пень окис­ле­ния +1; энер­гия ио­ни­за­ции $ce{Li^0→Li^+}$ 5,392 эВ, элек­тро­от­ри­ца­тель­ность по По­лин­гу 0,98; атом­ный ра­ди­ус 145 пм, ион­ный ра­ди­ус $ce{Li^+}$ (в скоб­ках при­ве­де­ны ко­ор­ди­нац. чис­ла) 73 пм (4); 90 пм (6); 106 пм (8).

Ком­пакт­ный Л. – се­реб­ри­сто-бе­лый ме­талл, бы­ст­ро по­кры­ваю­щий­ся тём­но-се­рым на­лё­том, со­стоя­щим из нит­ри­да $ce {Li3N}$ и ок­си­да $ce {Li2O}$. При обыч­ной темп-ре Л. кри­стал­ли­зу­ет­ся в ку­бич.

объ­ём­но­цен­три­ро­ван­ной ре­шёт­ке; при темп-ре ни­же –193 °C ре­шёт­ка гек­са­го­наль­ная плот­но­упа­ко­ван­ная; $t_ ext{пл}$ 180,54 °C, $t_ ext{кип}$ 1342 °C; са­мый лёг­кий ме­талл, плот­ность 535 кг/м3; при 298 К тем­пе­ра­тур­ный ко­эф.

ли­ней­но­го рас­ши­ре­ния 5,6·10–5 К–1, те­п­ло­про­вод­ность 85 Вт/(м·К), удель­ное элек­трическое со­про­тив­ле­ние 9,4·10–8 Ом· м. Л. па­ра­маг­ни­тен.

Л. – мяг­кий и пла­стич­ный ме­талл, хо­ро­шо об­ра­ба­ты­ва­ет­ся прес­со­ва­ни­ем и про­кат­кой, лег­ко про­тя­ги­ва­ет­ся в про­во­ло­ку, твёр­дость по Бри­нел­лю 5 МПа (твёр­же др. ще­лоч­ных ме­тал­лов). Па­ры́ Л. ок­ра­ши­ва­ют пла­мя в тём­но-крас­ный цвет.

Мн. хи­мич. ре­ак­ции Л. про­те­ка­ют ме­нее энер­гич­но, чем у др. ще­лоч­ных ме­тал­лов. С су­хим воз­ду­хом Л. прак­ти­че­ски не реа­ги­ру­ет при ком­нат­ной темп-ре, окис­ля­ет­ся толь­ко при на­гре­ва­нии. Во влаж­ном воз­ду­хе об­ра­зу­ет­ся пре­им. $ce{Li3N}$, при влаж­но­сти воз­ду­ха бо­лее 80% – $ce{LiOH}$ и $ce{Li2CO3}$.

С су­хим $ce{O2}$ при ком­нат­ной темп-ре не реа­ги­ру­ет, при на­гре­ва­нии го­рит го­лу­бым пла­ме­нем с об­ра­зо­ва­ни­ем $ce{Li2O}$ (пе­рок­сид $ce{Li2O2}$ по­лу­ча­ют толь­ко кос­вен­ным пу­тём). С во­дой реа­ги­ру­ет ме­нее энер­гич­но, чем др.

ще­лоч­ные ме­тал­лы, при этом об­ра­зу­ет­ся гид­ро­ксид $ce{LiOH}$ и вы­де­ля­ет­ся $ce{H2}$. Рас­плав Л. при кон­так­те с во­дой взры­ва­ет­ся. Раз­бав­лен­ные ми­нер. ки­сло­ты энер­гич­но рас­тво­ря­ют Л. В жид­ком ам­миа­ке рас­тво­ря­ет­ся, об­ра­зуя си­ний рас­твор. Л.

не­по­сред­ст­вен­но со­еди­ня­ет­ся с $ce{F2, Cl2, Br2}$, при на­гре­ва­нии так­же и с $ce{I2}$, об­ра­зуя га­ло­ге­ни­ды (важ­ней­ший – хло­рид ли­тия $ce{LiCl}$). При на­гре­ва­нии (500 °С) взаи­мо­дей­ст­ву­ет с $ce{H2}$, об­ра­зуя ли­тия гид­рид $ce{LiH}$, с се­рой – суль­фид $ce{Li2S}$. С азо­том Л.

мед­лен­но реа­ги­ру­ет при ком­нат­ной темп-ре, энер­гич­но – при 250 °С с об­ра­зо­ва­ни­ем нит­ри­да $ce{Li3N}$. С фос­фо­ром Л. не­по­сред­ст­вен­но не взаи­мо­дей­ст­ву­ет, в спец. ус­ло­ви­ях мо­гут быть по­лу­че­ны фос­фи­ды $ce{Li3P, LiP, Li2P2}$. На­гре­ва­ние Л. с уг­ле­ро­дом при­во­дит к об­ра­зо­ва­нию кар­би­да $ce{Li2C2}$.

Би­нар­ные со­еди­не­ния Л. – $ce{Li2O, LiH, Li3N, Li2C2, LiCl}$ и др. и $ce{LiOH}$ очень ре­ак­ци­он­но­спо­соб­ны; при на­гре­ва­нии или плав­ле­нии они раз­ру­ша­ют мн. ме­тал­лы, фар­фор, кварц и др. Л.

лег­ко сплав­ля­ет­ся со мно­ги­ми ме­тал­ла­ми (кро­ме $ce{Fe}$ и $ce{Ni}$), об­ра­зуя твёр­дые рас­тво­ры (с $ce{Mg, Zn, Al}$) или ин­тер­ме­тал­ли­ды (с $ce{Ag, Hg, Mg, Al}$ и др.). Л. об­ра­зу­ет мно­го­числ. ли­тий­ор­га­ни­че­ские со­еди­не­ния, что оп­ре­де­ля­ет его важ­ную роль в ор­га­нич. син­те­зе.

Мел­кая крош­ка Л. вы­зы­ва­ет ожо­ги влаж­ной ко­жи и глаз. За­го­рев­ший­ся Л. за­сы­па­ют $ce{NaCl}$ или со­дой. Хра­нят Л. в гер­ме­ти­че­ски за­кры­тых жес­тя­ных ко­роб­ках под сло­ем пас­то­об­раз­ной мас­сы из па­ра­фи­на и ми­нер. мас­ла.

Наи­бо­лее важ­ные со­еди­не­ния Л.: ли­тия кар­бо­нат $ce{Li2CO3}$ (бес­цвет­ные кри­стал­лы с плот­но­стью 2110 кг/м3 и $t_ ext{пл}$ 732 °С, пло­хо рас­тво­ри­мые в во­де; ис­поль­зу­ют для по­лу­че­ния др. со­еди­не­ний Л., а так­же в про­из-ве си­тал­лов, ке­рами­ки, элек­тро­изо­ляц.

фар­фо­ра, эма­лей, гла­зу­рей, в пи­ро­тех­ни­ке, в чёр­ной ме­тал­лур­гии, в ка­че­ст­ве до­бав­ки в элек­тро­лит алю­ми­ние­вых элек­тро­ли­зё­ров и пр.); ли­тия хло­рид $ce{LiCl}$ (бес­цвет­ные гиг­ро­ско­пич­ные кри­стал­лы с плот­но­стью 2070 кг/м3 и $t_ ext{пл}$ 610 °С, рас­тво­ри­мые в во­де и во мно­гих ор­га­нич.

рас­тво­ри­телях; ис­поль­зу­ют как вы­са­ли­ваю­щий и де­гид­ра­ти­рую­щий агент, в пром-сти – для по­лу­че­ния ме­тал­лич. ли­тия элек­тро­ли­зом, для кон­ди­цио­ни­ро­ва­ния воз­ду­ха, в про­из-ве флю­сов для плав­ки ме­тал­лов и пр.

); ли­тия фто­рид $ce{LiF}$ (бес­цвет­ные кри­стал­лы с плот­но­стью 2600 кг/м3 и $t_ ext{пл}$ 849 °С; ис­поль­зу­ют как ма­те­ри­ал тер­мо­лю­ми­нес­цент­ных до­зи­мет­ров, как оп­тич. ма­те­ри­ал, ком­по­нент элек­тро­ли­тов, эма­лей, гла­зу­рей и пр.

); ли­тия гид­ро­ксид $ce{LiOH}$ (бес­цвет­ные кри­стал­лы с плот­но­стью 1440 кг/м3 и $t_ ext{пл}$ 473 °С, ме­нее рас­тво­ри­мы в во­де, чем гид­ро­кси­ды др. ще­лоч­ных ме­тал­лов; ис­поль­зу­ют как до­бав­ки к элек­тро­ли­ту ще­лоч­ных ак­ку­му­ля­то­ров, в ка­че­ст­ве реа­ген­та для по­лу­че­ния, напр.

, олеа­тов, стеа­ра­тов и паль­ми­та­тов – ком­по­нен­тов кон­си­стент­ных сма­зок для авиа­ции и во­ен. тех­ни­ки с ра­бо­чим ин­тер­ва­лом от –50 до +150 °С, как по­гло­ти­тель $ce{CO2}$ на под­вод­ных лод­ках, са­мо­лё­тах и кос­мич.

ко­раб­лях); ли­тия нио­бат (ме­та­нио­бат ли­тия) $ce{LiNbO3}$ (бес­цвет­ные кри­стал­лы с плот­но­стью 4628 кг/м3 и $t_ ext{пл}$ 1260 °С; мо­но­кри­стал­лы $ce{LiNbO3}$ вы­ра­щи­ва­ют по ме­то­ду Чох­раль­ско­го и ис­поль­зу­ют в ка­че­ст­ве пре­об­ра­зо­ва­те­лей энер­гии и зву­ко­про­во­дов, эле­мен­тов мо­ду­ля­то­ров и др. в элек­трооп­ти­ке, мо­ду­ля­то­ров ла­зер­но­го из­лу­че­ния, пи­ро­элек­трич. при­ём­ни­ков лу­чи­стой энер­гии и др.).

Получение

Со­еди­не­ния Л. по­лу­ча­ют в ре­зуль­та­те гид­ро­ме­тал­лур­гич. пе­ре­ра­бот­ки кон­цен­тра­тов – про­дук­тов обо­га­ще­ния ли­тие­вых руд. Осн. пром. ми­не­рал Л. – спо­ду­мен – пе­ре­ра­ба­ты­ва­ют по из­вест­ко­во­му, суль­фат­но­му, сер­но­кис­лот­но­му и щё­лоч­но-со­ле­во­му ме­то­дам.

По из­вест­ко­во­му ме­то­ду спо­ду­мен раз­ла­гает­ся из­вест­ня­ком при 1150–1200 °С: $ce{Li2O· Al2O3· 4!SiO2 + 8!CaCO3= Li2O· Al2O3 +4!(2!CaO·SiO2) +8!CO2}$.

Спек вы­ще­ла­чи­ва­ют во­дой в при­сут­ст­вии из­быт­ка из­вес­ти, при этом алю­ми­нат ли­тия $ce{Li2O·Al2O3}$ раз­ла­га­ет­ся: $ce{Li2O·Al2O3 + Ca(OH)2=2!LiOH +CaO·Al2O3}$.

По суль­фат­но­му ме­то­ду спо­ду­мен (и дру­гие алю­мо­си­ли­ка­ты) спе­ка­ют с $ce{K2SO4}$ (при 1050–1100 °С): $ce{Li2O· Al2O3· 4SiO2 + K2SO4= Li2SO4 + K2O· Al2O3· 4!SiO2}$, суль­фат Л. рас­тво­ря­ют в во­де и из рас­тво­ра со­дой оса­ж­да­ют кар­бо­нат Л.: $ce{Li2SO4 +Na2CO3=Li2CO3 +Na2SO4}$.

По сер­но­кис­лот­но­му спо­со­бу по­лу­ча­ют рас­твор суль­фа­та Л., за­тем кар­бо­нат; ре­ак­ция при­ме­ни­ма толь­ко для $β$-мо­ди­фи­ка­ции спо­ду­ме­на. При щё­лоч­но-со­ле­вом ме­то­де по­сле раз­ло­же­ния спо­ду­ме­на сме­сью $ce{CaCO3}$ и $ce{CaCl2}$ в рас­твор пе­ре­хо­дит $ce{LiCl}$.

Ме­тал­лич. Л. по­лу­ча­ют элек­тро­ли­зом рас­плав­лен­ной сме­си $ce{LiCl}$ и $ce{KCl}$ при 400–460 °С с по­сле­дую­щей очи­ст­кой от при­ме­сей ($ce{Na, K, Mg, Ca, Al, Fe}$) ва­куум­ной дис­тил­ля­ци­ей, рек­ти­фи­ка­ци­ей или зон­ной плав­кой. Ме­тал­лич. Л. по­лу­ча­ют так­же ва­ку­ум-тер­мич.

вос­ста­нов­ле­ни­ем алю­ми­на­та ли­тия (алю­ми­ни­ем при темп-ре 1150–1200 °С и дав­ле­нии 15–66 Па), $ce{Li2O}$ (крем­ни­ем или алю­ми­ни­ем в при­сут­ст­вии $ce{CaO}$ при темп-ре 950–1000 °С и дав­ле­нии 0,1 Па), спо­думе­на (фер­ро­си­ли­ци­ем в при­сут­ст­вии $ce{CaCO3}$ при темп-ре 1050–1150 °С и дав­ле­нии 1,3–4,4 Па).

Объ­ём ми­ро­во­го про­из-ва Л. ок. 7·106 т/год.

Применение

Важ­ней­шая об­ласть при­ме­не­ния Л. – ядер­ная энер­ге­ти­ка. Изо­топ $ce{^6Li}$ – един­ст­вен­ный пром. ис­точ­ник для про­из-ва три­тия (). Жид­кий Л.

ис­поль­зу­ют в ка­че­ст­ве те­п­ло­но­си­те­ля в ура­но­вых ре­ак­то­рах, рас­плав­лен­ный $ce{^7LiF}$ – как рас­тво­ри­тель $ce{U}$ и $ce{Th}$ в го­мо­ген­ных ре­ак­то­рах. Дей­те­рид $ce{^6Li}$ – ос­но­ва тер­мо­ядер­но­го ору­жия. Л. при­ме­ня­ют в про­из-ве ано­дов для хи­мич.

ис­точ­ни­ков то­ка на ос­но­ве не­вод­ных и твёр­дых элек­тро­ли­тов; как ком­по­нент спла­вов с $ce{Mg}$ и $ce{Al}$, ан­ти­фрик­ци­он­ных спла­вов (баб­би­тов), спла­вов с $ce{Si}$ для из­го­тов­ле­ния ка­то­дов в элек­тро­ва­ку­ум­ных при­бо­рах; для рас­кис­ле­ния, де­га­за­ции, ра­фи­ни­ро­ва­ния $ce{Cu}$, мед­ных, цин­ко­вых и ни­ке­ле­вых спла­вов; как ка­та­ли­за­тор по­ли­ме­ри­за­ции (напр., изо­пре­на), аце­ти­ли­ро­ва­ния и др. Со­еди­не­ния Л. (напр., кар­бо­нат) при­ме­ня­ют­ся для ле­че­ния пси­хич. за­бо­ле­ва­ний.

Литий металл, слиток, цена — от поставщика «Ауремо». Купить сегодня. Соответствие ГОСТ и международными стандартам. / Auremo

Литий является мягким щелочным металлом серебристо-белого цвета, элементом первой группы, второго периода главной подгруппы периодической системы хим.

элементов, где он обозначен Li, под номером 3. Был открыт в 1817 году шведским ученым Арфведсоном в минерале петалит. Металлический литий был получен 18 лет спустя Г. Дэви.

Его название произошло от его первоначального местонахождения — «камня».

Производство

Чтобы получить литий его природные минералы спекаются щелочным методом с CaCO3 или CaO. Либо — разлагаются серной кислотой, с помощью обработки солевым методом (K2 SO4) с дальнейшим выщелачиванием содой. Карбонат Li2 CO3, полученный из этого раствора плохо растворяется, его преобразовывают в хлорид LiCl. В дальнейшем он очищается методом вакуумной дистилляции.

Химические свойства

Литий, являясь щелочным металлом, устойчив на воздухе. Он является единственным из щелочных металлов, который не хранится в керосине, поскольку обладает наименьшей активностью.

При t° 100−300°С он обладает особенностью покрываться оксидной плотной пленкой, защищающей его от дальнейшего окисления.

Порошкообразный Li медленно вступает в реакцию с атмосферными газами, образуя карбонат Li2 CO3, гидроксид LiOH и нитрид Li3 N. В кислороде порошкообразный Li легко воспламеняется.

Физические свойства

Это очень пластичный металл, мягче свинца, но тверже натрия, легко поддается обработке путем прокатки или прессования.

При комнатной температуре обладает самой низкой плотностью по сравнению с другими щелочными металлами, но зато в их ряду отличается высокой температурой кипения и плавления (соответственно 1340°С/180,54°С). Его отличают особые свойства — обусловленные малым размером атома.

Литий с натрием смешивается при t° до 380 °C, а с расплавленным калием, рубидием, цезием не смешивается. Хотя остальные щелочные металлы смешиваются друг с другом в любой пропорции.

Физические качества Li

Описание
Обозначение

Атомная (молярная) масса г/моль	6,941
Степень окисления	1
Плотность [г/cм3]	0,534
Температура плавления t°С	180,5°С
Теплота плавления кДж/моль	2,89
Теплопроводность К [Вт/(м·К)]	84,8
Теплота испарения кДж/моль	148

Применение

Сульфид лития в сплаве с сульфидом меди применяется в качестве темроэлектрического материала. Данный элемент — эффективный полупроводник.

Li используется для легирования, особенно часто — алюминия, для изготовления лазеров и ракетного топлива, в электронике, ядерной энергетике. Металлурги пользуются литием для повышения пластичности и прочности металлов и раскисления сплавов.

Карбонат Li2 CO3 используется при выплавке алюминия для получения сплавов с высокой удельной прочностью. Добавление лития повышает модуль упругости, а также облегчает сплав.

Производство

Все виды литиевого проката, соответствуют техническим условиям и ГОСТ: круг, проволока, гранулы, слитки, прутки. Прутки и проволоку получают методом выдавливания металла через матрицу в ванну с добавлением вазелина. Легирование алюминия литием и магнием (Аl-Мg-Li), на 4% повышает стойкость к коррозионному растрескиванию модуль упругости сплава на 11%, понижает плотность.

Поставщик

Где купить литий металл, слиток оптом или в рассрочку? Поставщик «Ауремо» предлагает купить слиток, пруток, лист лития на выгодных условиях. Большой выбор полуфабрикатов на складе. Соответствие ГОСТ и международным стандартам качества. Всегда в наличии литий металл, слиток, цена — оптимальная от поставщика. Купить литий металл, слитоксегодня. Для оптовых заказчиков цена — льготная.

Купить по выгодной цене

Компания «Ауремо» реализует редкие металлы по выгодной цене. Она формируется под влиянием мировых цен на металлопрокат без включения дополнительных затрат. При оптовых покупках предоставляются существенные скидки. Поставки идут непосредственно со склада.

Это даёт потребителям наглядный выбор продукции и значительную экономию на складских запасах и помещениях. Доступность товара и оперативность доставки обеспечивают представительства, расположенные в Москве, Санкт-Петербурге, городах Восточной Европы.

Приглашаем к партнерскому сотрудничеству.