A lítium vagy a 3-as elem kémiai és fizikai tulajdonságai

Az alkálifémek közé sorolt ​​lítiumot Johan August Arfwedson fedezte fel 1817-ben. Megfigyelése közben történt, hogy amikor egy szirom ásvány elégetett, az élénkvörös lángot bocsátott ki. Érdekelte a látottak, több vizsgálatot is végzett, amelyek során kiderült, hogy egy olyan anyag, amely alkálifémként viselkedik. Ez a fém azonban abban az időben könnyebb volt, mint a nátrium.

Később, 1821-ben William Brande angol kémikus kis mennyiségű tiszta lítiummintát kapott, de ez nem volt elegendő a további mérésekhez. Csak 1855-ben sikerült nagy mennyiségű tiszta lítiumot előállítani. Ezeket az előrelépéseket Robert Bunsen és Augustus Matthiessen német, illetve brit kémikusoknak köszönhették.

Alapvető tények a lítiumról

Arfwedson egy kőről nevezte el alkálifémjét (a görög lithos szóból ), hogy tükrözze annak eredetét.

1. Atomszám : 3
2. Szimbólum : Li
3. Atomtömeg : 6,941 g.mol ^-1
4. Atomtömeg : [6,938; 6,997]
5. Sűrűség : 0,53 g.cm ^-3 20 °C-on
6. Elektronkonfiguráció : 1s ² 2s ¹ vagy [He]2s ¹
7. Hivatkozás : IUPAC 2009
8. Ez az első lúg a periódusos rendszerben, és a természetben Li6 és Li7 izotópok keverékében található.

Lítium tulajdonságai

A lítium legjelentősebb tulajdonságai közül kiemelkedik: nagy hőkapacitása, amely a szilárd elemek közül a legnagyobb fajhővel rendelkezik. Széles hőmérséklet-tartománya folyékony állapotban; nagy hővezető képessége. A lítium a legkönnyebb szilárd fém, körülbelül fele akkora sűrűségű, mint a víz. Olvadáspontja alacsony (180,54 C), forráspontja 1342 C.

Ezzel szemben a lítium fajsúlya 0,534 (20 C), vegyértéke 1. A fémes lítium ezüstös megjelenésű, oldódik rövid szénláncú alifás aminokban, és nem oldódik szénhidrogénekben. Ennek a fémnek számos reakciója van, vízzel reagál, de nem olyan erőteljesen, mint a nátrium. Hasonlóképpen, oxigénnel reagál, és monooxidot és peroxidot képez, és ez az egyetlen alkálifém, amely szobahőmérsékleten képes reagálni nitrogénnel. Ezért ezt a fémet ásványolajban kell tárolni. Az elemi lítium rendkívül gyúlékony, mégis kevésbé reaktív és robbanásveszélyes, mint a többi alkálifém.

A lítium felhasználása vagy alkalmazása

Mind a lítiumot, mind annak komponenseit az évek során különféle tevékenységekhez használták. Néhányat említünk:

1. Mint már említettük, a fém lítium rendelkezik a legmagasabb fajhővel az összes szilárd elem közül. Emiatt ennek a fémnek nagy a hőátadási alkalmazása.
2. A lítium-sztearátot olajokkal keverve többcélú kenőanyagokat készítenek. Továbbá, hogy magas hőmérsékletet generáljon.
3. A lítium-hidroxidot szén-dioxid elnyelésére használják az űrjárművekben.
4. A lítium alumíniummal, rézzel, mangánnal és kadmiummal ötvözhető nagy teljesítményű repülőgép-ötvözetek előállításához.
5. Magas elektrokémiai potenciálja miatt a lítiumot néha akkumulátor anódok anyagaként használják. Összetételeit szárazelemekben és akkumulátorokban használják.
6. A lítium-klorid és a lítium-bromid erősen higroszkópos, ezért szárítószerként használják őket.
7. A lítiumot speciális, nagy ellenállású üvegek és kerámiák gyártásához is használják. A lítium alapú vegyületeket (például a lítium-szén Li2CO3-at) néha gyógyszeriparban használják. Valójában a lítiumot az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatósága (FDA) hagyta jóvá, mint vényköteles gyógyszert bipoláris zavarok kezelésére.

lítiumforrások

A lítium nem a természetben szabadon előforduló fém. Kis mennyiségben azonban gyakorlatilag minden magmás kőzetben és ásványvízforrásban megtalálható. Ennek ellenére a lítiumot tartalmazó ásványok a lepidolit, petalit, amblygonit és spodumen. Másrészt a fémes lítiumot elektrolitikus úton állítják elő olvadt kloridból .

Lítium fizikai adatok

1. Izotópok:  8 izotóp [Li- ₄ -től Li- _11- ig ]. A Li-6 (7,59% abundancia) és a Li-7 (92,41% abundancia) egyaránt stabil.
2. Atomsugár (pm):  155
3. Atomtérfogat (cc/mol):  13.1
4. Kovalens sugár (pm):  163
5. Ionsugár:  68 (+1e)
6. Hő: fajlagos (@ 20 °CJ/g mol):  3,489; olvadáspont (kJ/mol):  2,89; párolgási sebesség (kJ/mol):  148
7. Debye hőmérséklet (°K):  400,00
8. Pauling Negativitás Szám:  0,98
9. Első ionizáló energia (kJ/mol):  519,9
10. Oxidációs állapotok:  1
11. Rácsszerkezet:  Testközpontú köbös
12. Rácsállandó (Å):  3,490
13. Mágneses sorrend:  paramágneses
14. Elektromos ellenállás (20°C):  92,8 nΩ m
15. Hővezetőképesség (300 K):  84,8 W m−1 K−1
16. Hőtágulás (25°C):  46 µm m−1 K−1
17. Hangsebesség (vékony rúd) (20°C):  6000 m/s
18. Modulus : Young:  4,9 GPa; cut-off:  4,2 GPa; ömlesztett:  11 GPa.
19. Mohs keménység:  0,6

Források

1. Los Alamos Nemzeti Laboratórium (2001)
2. IUPAC 2009
3. Crescent Chemical Company (2001)
4. Lange’s Handbook of Chemistry (1952)