Металл литий обладает уникальными химическими и физическими свойствами. Он отличается от остальных щелочных металлов, что расширяет его возможности применения в разных сферах деятельности. Он очень важен для правильной работы организма.
Краткое описание
Литий — щелочной металл, который имеет выраженные пластичные свойства, серебристый цвет, характерный металлический блеск. Его легко обрабатывать, он имеет низкую температуру плавления — 180°C. Если сравнивать его с другими щелочными металлами, он обладает самой низкой плотностью. Поскольку она ниже чем у воды, материал всплывает на поверхность.
Структура и характеристики
Структура кристаллической решетки металлического лития — кубическая, объемноцентрированная. Ее параметры — 3,490 Å. Данные характеристики соблюдаются только при комнатной температуре.
Атом лития имеет две оболочки — внешнюю и внутреннюю. На внешней расположены электроны. Они участвуют в образовании химических связей.
История открытия и изучения
Первый образец металлического лития был получен благодаря работе Гемфри Дэви. С помощью электрического тока он разложил расплав гидроксида этого щелочного металла. Через некоторое время Леопольд Гмелин проэкспериментировал с литиевосодержащими солями. Он смог выявить, что они окрашивают пламя в темный цвет.
Основная заслуга в открытии нового химического элемента и росте его популярности принадлежит Иоганну Августу. В 1817 году он нашел новое вещество в составе петалита, алюмосиликата. Через некоторое время литий нашли и в других минеральных образованиях. Такое название он получил из-за того, что впервые был найден в камнях. Название камня по гречески — «литос».
Месторождения и добыча
Литий содержится в разных минералах. Самые богатые по содержанию этого щелочного металла камни — слюда лепидолит, пироксен сподумен. Литий можно найти в разных породообразующих минералах. В них он замещает кальций.
Основные месторождения этого металла находятся в Боливии, Чили, Аргентине, США, Китае, Конго, Сербии, Бразилии, Австралии, России.
Промышленное получение
Для получения лития промышленными способами сначала происходит подготовка расходного сырья — минералов или солевых растворов, которые добываются из соляных озер. Независимо от способа добычи расходного сырья, на выходе получается Li2CO3, который будет проходить промышленную обработку.
Способы получения расходного сырья:
- электролиз;
- восстановление;
- рафинирование.
Выбор промышленного способа получения щелочного металла зависит от наличия оборудования, требуемого результата, вида расходного сырья.
Свойства
Свойства элемента известны ученым давно. По сравнению с другими щелочными металлами он имеют ряд уникальных особенностей, по которым определяются основные сферы применения этого вещества.
Химические
Свойства:
- молярная масса — 6,941;
- валентность — 1;
- электроотрицательность — 1;
- атомный номер — 3;
- ковалентный радиус — 1,23 А;
- теплоемкость — 3,307 кДж/(кг·°С).
Литий проявляет стабильность находясь на воздухе. Из группы щелочных металлов он наименее активный. Про взаимодействии с сухим воздухом и кислородом практические не реагирует (при условии соблюдения комнатной температуры).
Взаимодействие лития с водой проходит относительно спокойно. При контакте с водой он начинает образовывать щелочь, выделять кислород. Металл плавает на поверхности жидкости, быстро растворяясь и издавая характерное шипение.
При влажном воздухе металл вступает в реакции с газами, которые содержатся в нем (особенно с азотом). Оксидная пленка покрывает поверхности лития при нагревании до 100–300°C. Пленка защищает металл от окислительных процессов.
При реакции с серой образуется сульфид (при условии нагревания до 130°C). С кремнием вступает в реакцию при нагревании до 700°C. Растворяется в жидком аммиаке, образуя раствор синего цвета.
Литий нельзя хранить в керосиновой жидкости. Из-за малой плотности материал всплывет на поверхность. Для хранения подойдет минеральное масло, газолин, парафин. Емкость лучше выбирать из жести. Она должна герметично закрываться.
Физические
Свойства:
- Плотность — 539 кг/м3 (при условии, что температура окружающей среды не превышает 20°C).
- Теплопроводность — 70,8 Вт/(м•К).
- Электрическое сопротивление — 9,29•10-8.
- Линейное расширение — 5,6•10-5 К-1.
- Температура плавления — 180,5°C.
- Предел прочности на растяжение — 116 Мпа.
- Температура кипения — 1340°C.
Показатель относительного удлинения — 70%.
Литий — мягкий, пластичный металл. Проще всего обрабатывается с помощью прокатки, прессования.
Сферы применения
Используется при изготовлении:
- Термоэлектропреобразователей.
- Высокоэффективных лазеров.
- Пиротехники. С его помощью окрашивают пламя фейерверков в красный цвет.
- Припоев.
- Металлогалогеновых ламп, щелочных аккумуляторов.
- Смазочных материалов.
- Стекла, покрытий для фарфоровых изделий.
Основные сферы применения:
- ядерная энергетика;
- металлургия;
- медицина.
Перхлорат щелочного металла используется в качестве окислителя.
Соединения с литием
Соединения на основе щелочного металла
- оксид лития — Li2O;
- пероксид — Li2O2;
- гидроксид — LiOH;
- карбонат — Li2CO3;
- нитрат — LiNO3;
- фторид — LiF;
- хлорид — LiCl;
- гидрид — LiH;
- стеарат — Li(C17H35COO).
Литий — щелочной металл с уникальными свойствами. Он применяется в разных сферах деятельности. Добывается из разных минералов и проходит дополнительную обработку.
