लिथियम या तत्व 3 के रासायनिक और भौतिक गुण

लिथियम, जिसे एक क्षार धातु के रूप में वर्गीकृत किया गया था, की खोज 1817 में जोहान अगस्त अरफवेडसन द्वारा की गई थी। यह तब हुआ जब वह देख रहे थे कि जब उन्होंने एक पेटलाइट खनिज को जलाया, तो इसने एक चमकदार लाल लौ छोड़ी। उसने जो देखा उससे प्रभावित होकर, उसने कई जाँच की जिसमें यह पता चला कि एक पदार्थ जो क्षार धातु की तरह व्यवहार करता है। हालाँकि, यह धातु, उस समय सोडियम से हल्की थी।

बाद में, 1821 में, अंग्रेजी रसायनज्ञ विलियम ब्रैंड ने शुद्ध लिथियम का एक छोटा सा नमूना प्राप्त किया, लेकिन यह आगे माप करने के लिए पर्याप्त नहीं था। यह 1855 तक नहीं था कि बड़ी मात्रा में शुद्ध लिथियम का उत्पादन किया जा सकता था। इन अग्रिमों को क्रमशः जर्मन और ब्रिटिश रसायनशास्त्री रॉबर्ट बन्सन और ऑगस्टस मैथेथेसन की बदौलत हासिल किया गया।

बुनियादी लिथियम तथ्य

अरफवेडसन ने अपनी क्षार धातु का नाम एक पत्थर (ग्रीक लिथोस से ) के नाम पर रखा, ताकि इसकी उत्पत्ति को दर्शाया जा सके।

1. परमाणु संख्या : 3
2. प्रतीक : ली
3. परमाणु द्रव्यमान : 6.941 g.mol ^-1
4. परमाणु भार : [6.938; 6,997]
5. घनत्व : 0.53 g.cm ^-3 20°C पर
6. इलेक्ट्रॉन विन्यास : 1s ² 2s ¹ या [He] 2s ¹
7. संदर्भ : आईयूपीएसी 2009
8. यह आवर्त सारणी में प्रथम क्षार है और प्रकृति में यह Li6 और Li7 समस्थानिकों के मिश्रण में पाया जाता है।

लिथियम गुण

लिथियम के पास सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से निम्नलिखित हैं: इसकी उच्च ताप क्षमता, किसी भी ठोस तत्व की उच्चतम विशिष्ट ऊष्मा होती है। तरल अवस्था में इसकी विस्तृत तापमान सीमा; इसकी महान तापीय चालकता। लिथियम सबसे हल्की ठोस धातु है, जिसमें पानी का घनत्व लगभग आधा होता है। इसमें कम गलनांक (180.54 C) और क्वथनांक 1342 C होता है।

दूसरी ओर, लिथियम का विशिष्ट गुरुत्व 0.534 (20 C) है और इसकी वैलेंस 1 है। धात्विक लिथियम में एक चांदी की उपस्थिति होती है, जो शॉर्ट-चेन एलिफैटिक एमाइन में घुलनशील होती है, और हाइड्रोकार्बन में अघुलनशील होती है। इस धातु में बड़ी संख्या में प्रतिक्रियाएँ होती हैं, यह पानी के साथ प्रतिक्रिया करती है, लेकिन सोडियम जितनी तीव्रता से नहीं। इसी तरह, यह मोनोऑक्साइड और पेरोक्साइड बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है और कमरे के तापमान पर नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम एकमात्र क्षार धातु है। इसलिए इस धातु को मिनरल ऑयल में रखना चाहिए। एलिमेंटल लिथियम बेहद ज्वलनशील है, फिर भी यह अन्य क्षार धातुओं की तुलना में कम प्रतिक्रियाशील और विस्फोटक है।

लिथियम का उपयोग या अनुप्रयोग

विभिन्न गतिविधियों के लिए वर्षों से लिथियम और इसके घटकों दोनों का उपयोग किया गया है। हम कुछ का उल्लेख करेंगे:

1. जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, धातु लिथियम में सभी ठोस तत्वों की उच्चतम विशिष्ट ऊष्मा होती है। इस कारण से, इस धातु का ऊष्मा अंतरण में उच्च अनुप्रयोग है।
2. लिथियम स्टीयरेट को बहुउद्देश्यीय स्नेहक बनाने के लिए तेलों के साथ मिलाया जाता है। साथ ही, उच्च तापमान उत्पन्न करने के लिए।
3. अंतरिक्ष यान में कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करने के लिए लिथियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग किया जाता है।
4. उच्च प्रदर्शन वाले विमान मिश्र धातु बनाने के लिए लिथियम को एल्यूमीनियम, तांबा, मैंगनीज और कैडमियम के साथ मिश्रित किया जा सकता है।
5. लिथियम को कभी-कभी इसकी उच्च विद्युत रासायनिक क्षमता के कारण बैटरी एनोड्स के लिए एक सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। इसके यौगिकों का उपयोग शुष्क कोशिकाओं और भंडारण बैटरियों में किया जाता है।
6. लिथियम क्लोराइड और लिथियम ब्रोमाइड अत्यधिक हीड्रोस्कोपिक हैं, यही वजह है कि इन्हें सुखाने वाले एजेंटों के रूप में उपयोग किया जाता है।
7. लिथियम का उपयोग विशेष उच्च-प्रतिरोध वाले ग्लास और सिरेमिक के निर्माण में भी किया जाता है। लिथियम-आधारित यौगिकों (जैसे लिथियम कार्बन Li2CO3) का उपयोग कभी-कभी फार्मास्यूटिकल्स के लिए किया जाता है। वास्तव में, द्विध्रुवी विकार में उपयोग के लिए लिथियम को यूएस फूड एंड ड्रग एडमिनिस्ट्रेशन (FDA) द्वारा प्रिस्क्रिप्शन दवा के रूप में अनुमोदित किया गया है।

लिथियम स्रोत

लीथियम प्रकृति में मुक्त पाई जाने वाली धातु नहीं है। हालाँकि, यह लगभग सभी आग्नेय चट्टानों और खनिज झरनों के पानी में कम मात्रा में पाया जाता है। कहा जा रहा है कि जिन खनिजों में लिथियम होता है वे हैं लेपिडोलाइट, पेटलाइट, एंब्लीगोनाइट और स्पोड्यूमिन। दूसरी ओर, धात्विक लिथियम को पिघले हुए क्लोराइड से इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से उत्पादित किया जाता है।

लिथियम भौतिक डेटा

1. समस्थानिक :  8 समस्थानिक [ली _-4 से ली _-11 ]। Li-6 (7.59% बहुतायत) और Li-7 (92.41% बहुतायत) दोनों स्थिर हैं।
2. परमाणु त्रिज्या (दोपहर):  155
3. परमाणु आयतन (cc/mol):  13.1
4. सहसंयोजक त्रिज्या (दोपहर):  163
5. आयनिक त्रिज्या :  68 (+1e)
6. हीट: स्पेसिफिक (@ 20°CJ/g mol):  3.489; मेल्टिंग (केजे/मोल):  2.89; वाष्पीकरण दर (केजे / एमओएल):  148
7. डेबी तापमान (डिग्री के):  400.00
8. पॉलिंग नकारात्मकता संख्या:  0.98
9. पहली आयनीकरण ऊर्जा (kJ/mol):  519.9
10. ऑक्सीकरण अवस्थाएँ:  1
11. जाली संरचना:  शरीर-केंद्रित घन
12. जालीदार स्थिरांक (Å):  3.490
13. चुंबकीय क्रम:  पैरामैग्नेटिक
14. विद्युत प्रतिरोधकता (20°C):  92.8 nΩ m
15. तापीय चालकता (300 K):  84.8 W m−1 K−1
16. थर्मल विस्तार (25 डिग्री सेल्सियस):  46 माइक्रोन एम-1 के-1
17. ध्वनि की गति (पतली छड़) (20°C):  6000 मी./से
18. मापांक : यंग का:  4.9 जीपीए; कट ऑफ:  4.2 जीपीए; थोक:  11 जीपीए।
19. मोहस कठोरता:  0.6

सूत्रों का कहना है

1. लॉस अलामोस नेशनल लेबोरेटरी (2001)
2. आईयूपीएसी 2009
3. क्रिसेंट केमिकल कंपनी (2001)
4. लैंग की हैंडबुक ऑफ केमिस्ट्री (1952)