Химичните и физичните свойства на лития или елемент 3

Литият, който е класифициран като алкален метал, е открит от Йохан Август Арфведсон през 1817 г. Това се случи, докато той наблюдаваше, че когато изгори петалитен минерал, той отдели яркочервен пламък. Заинтригуван от това, което видя, той направи няколко изследвания, при които беше открито, че вещество, което се държи като алкален метал. Въпреки това, този метал по това време е бил по-лек от натрия.

По-късно, през 1821 г., английският химик Уилям Бранде получава малка проба от чист литий, но това не е достатъчно, за да направи допълнителни измервания. Едва през 1855 г. могат да бъдат произведени големи количества чист литий. Тези постижения са постигнати благодарение на химиците Робърт Бунзен и Аугустус Матисен, съответно немски и британски.

Основни факти за лития

Arfwedson кръсти своя алкален метал на камък (от гръцки lithos ), за да отрази неговия произход.

1. Атомен номер : 3
2. Символ : Li
3. Атомна маса : 6,941 g.mol ^-1
4. Атомно тегло : [6,938; 6997]
5. Плътност : 0,53 g.cm ^-3 при 20°C
6. Електронна конфигурация : 1s ² 2s ¹ или [He]2s ¹
7. Справка : IUPAC 2009
8. Той е първият от алкалите в периодичната таблица и в природата се среща в смес от изотопи Li6 и Li7.

Свойства на литий

Сред най-значимите свойства, които литият притежава, се открояват следните: неговият висок топлинен капацитет, притежаващ най-високата специфична топлина от всеки твърд елемент. Широкият му температурен диапазон в течно състояние; неговата голяма топлопроводимост. Литият е най-лекият твърд метал с около половината от плътността на водата. Има ниска точка на топене (180,54 C) и точка на кипене 1342 C.

От друга страна, специфичното тегло на лития е 0,534 (20 C) и неговата валентност е 1. Металният литий има сребрист вид, разтворим е в късоверижни алифатни амини и е неразтворим във въглеводороди. Този метал има голям брой реакции, той реагира с вода, но не толкова енергично, колкото натрия. По същия начин той реагира с кислорода, за да образува монооксид и пероксид и е единственият алкален метал, способен да реагира с азот при стайна температура. Следователно този метал трябва да се съхранява в минерално масло. Елементарният литий е изключително запалим, но е по-малко реактивен и експлозивен от другите алкални метали.

Употреби или приложения на литий

Както литият, така и неговите компоненти са били използвани през годините за различни дейности. Ще споменем няколко:

1. Както вече споменахме, металният литий има най-високата специфична топлина от всички твърди елементи. Поради тази причина този метал има големи приложения в преноса на топлина.
2. Литиевият стеарат се смесва с масла, за да се направят многофункционални лубриканти. Също така, за генериране на високи температури.
3. Литиевият хидроксид се използва за абсорбиране на въглероден диоксид в космическите превозни средства.
4. Литият може да се легира с алуминий, мед, манган и кадмий, за да се направят сплави за самолети с висока производителност.
5. Литият понякога се използва като материал за аноди на батерии поради високия си електрохимичен потенциал. Неговите съединения се използват в сухи клетки и акумулаторни батерии.
6. Литиевият хлорид и литиевият бромид са силно хигроскопични, поради което се използват като изсушаващи агенти.
7. Литият се използва и при производството на специални високоустойчиви стъкла и керамика. Съединения на основата на литий (като литиев въглерод Li2CO3) понякога се използват за фармацевтични продукти. Всъщност литият е одобрен от Американската администрация по храните и лекарствата (FDA) като лекарство с рецепта за употреба при биполярно разстройство.

източници на литий

Литият не е метал, който се среща свободен в природата. Въпреки това се намира в малки количества в почти всички магмени скали и минерални изворни води. Като се има предвид това, минералите, които съдържат литий, са лепидолит, петалит, амблигонит и сподумен. От друга страна, металният литий се произвежда електролитно от стопен хлорид.

Физически данни за литий

1. Изотопи:  8 изотопа [Li _-4 до Li- ₁₁ ]. Li-6 (7,59% изобилие) и Li-7 (92,41% изобилие) са стабилни.
2. Атомен радиус (pm):  155
3. Атомен обем (cc/mol):  13.1
4. Ковалентен радиус (pm):  163
5. Йонни радиус:  68 (+1e)
6. Топлина: Специфична (при 20°CJ/g mol):  3,489; топене (kJ/mol):  2,89; скорост на изпарение (kJ/mol):  148
7. Температура на Дебай (°K):  400.00
8. Отрицателно число на Полинг:  0,98
9. Първа йонизираща енергия (kJ/mol):  519.9
10. Степени на окисление:  1
11. Структура на решетката:  кубичен, центриран върху тялото
12. Константа на решетката (Å):  3,490
13. Магнитен ред:  парамагнитен
14. Електрическо съпротивление (20°C):  92,8 nΩ m
15. Топлопроводимост (300 K):  84,8 W m−1 K−1
16. Термично разширение (25°C):  46 µm m−1 K−1
17. Скорост на звука (тънък прът) (20°C):  6000 m/s
18. Модул : Young’s:  4,9 GPa; гранично налягане:  4,2 GPa; насипно състояние:  11 GPa.
19. Твърдост по Моос:  0,6

Източници

1. Национална лаборатория в Лос Аламос (2001)
2. IUPAC 2009
3. Crescent Chemical Company (2001)
4. Наръчник по химия на Ланге (1952)