De litium Det er et metallisk element der det kjemiske symbolet er Li og dets atomnummer er 3. Det er det tredje elementet i det periodiske systemet og leder gruppe 1 av alkalimetallene. Av alle metaller er det den med lavest tetthet og høyest spesifikk varme. Det er så lett at det kan flyte på vann.
Navnet stammer fra det greske ordet 'lithos' som betyr stein. De ga det dette navnet fordi det nettopp ble oppdaget som en del av noen mineraler i magmatiske bergarter. I tillegg viste det karakteristiske egenskaper som ligner på metallene natrium og kalsium, som ble funnet i vegetabilsk aske..
Den har et enkelt valenselektron, og mister det til å bli Li-kation+ i de fleste av dine reaksjoner; eller dele den i en kovalent binding med karbon, Li-C i organolitiumforbindelser (slik som alkyllitium).
Utseendet, som mange andre metaller, er som et sølvfarget fast stoff som kan bli gråaktig hvis det utsettes for fuktighet. Det kan vise svarte lag (øvre bilde) når det reagerer med nitrogenet i luften og danner et nitrid.
Kjemisk er det identisk med dets kongenere (Na, K, Rb, Cs, Fr), men mindre reaktivt siden enkeltelektronet opplever en mye større tiltrekningskraft på grunn av å være nærmere det, så vel som på grunn av den dårlige skjermingseffekten av de to indre elektronene. I sin tur reagerer det som magnesium gjør på grunn av den diagonale effekten.
Litiumsalter kan identifiseres i laboratoriet ved å varme dem opp i en lighter; utseendet til en intens skarpsind flamme vil sertifisere sin tilstedeværelse. Faktisk brukes det ofte i undervisningslaboratorier for analytiske løp..
Dens bruksområder varierer fra å bli brukt som tilsetningsstoff for keramikk, glass, legeringer eller støperiblandinger, til å være et kjølemedium og utformingen av svært effektive og små batterier; selv om det er eksplosivt, gitt den reaktive karakteren til litium. Det er metallet med størst tendens til å oksidere, og derfor er det lettest å gi opp elektronet.
Artikkelindeks
Det første utseendet til litium i universet dateres langt tilbake, noen minutter etter Big Bang, da kjernene av hydrogen og helium smeltet sammen. Men jordisk tok det tid for menneskeheten å identifisere det som et kjemisk element.
Det var i 1800, da den brasilianske forskeren José Bonifácio de Andrada e Silva oppdaget mineralene spodumene og petalitt på den svenske øya Utö. Med dette hadde han funnet de første offisielle kildene til litium, men likevel var ingenting kjent om ham.
I 1817 klarte den svenske kjemikeren Johan August Arfwedson å isolere et sulfatsalt fra disse to mineralene som inneholdt et annet grunnlag enn kalsium eller natrium. Da jobbet Johan på laboratoriene til den berømte svenske kjemikeren Jöns Jacob Berzelius.
Det var Berzelius som kalte dette nye elementet, et produkt av sine observasjoner og eksperimenter, 'lithos', som betyr stein på gresk. Dermed kunne litium endelig bli gjenkjent som et nytt element, men det manglet fortsatt å være i stand til å isolere det..
Bare et år senere, i 1821, lyktes William Thomas Brande og Sir Humphry Davy å isolere litium som et metall ved å påføre elektrolyse på litiumoksid. Selv om de var i veldig små mengder, var de tilstrekkelige til å observere reaktiviteten.
I 1854 var Robert Wilhelm Bunsen og Augustus Matthiessen i stand til å produsere litiummetall i større mengder fra elektrolyse av litiumklorid. Herfra hadde produksjonen og handelen begynt, og etterspørselen ville vokse ettersom nye teknologiske applikasjoner ble funnet som et resultat av dens unike egenskaper..
Den krystallinske strukturen til metallisk litium er kroppssentrert kubisk (kroppssentrert kubikk, bcc). Av alle de kompakte kubiske strukturer er dette minst tett og samsvarer med dets karakteristikk som det letteste og minst tette metall av alle..
I den er Li-atomene omgitt av åtte naboer; det vil si at Li er i midten av kuben, med fire Li øverst og nederst i hjørnene. Denne bcc-fasen kalles også α-Li (selv om dette navnet tilsynelatende ikke er veldig utbredt).
Som de aller fleste metaller eller faste forbindelser, kan de gjennomgå faseoverganger når de opplever endringer i temperatur eller trykk; så lenge de ikke er grunnlagt. Dermed krystalliserer litium med en rombohedral struktur ved svært lave temperaturer (4,2 K). Li-atomer er nesten frosne og vibrerer mindre i sine posisjoner.
Når trykket økes, får det mer kompakte sekskantede strukturer; og når det øker enda mer, gjennomgår litium andre overganger som ikke har vært fullstendig preget av røntgendiffraksjon.
Derfor er egenskapene til dette "komprimerte litiumet" fortsatt under utredning. På samme måte er det ennå ikke forstått hvordan dets tre elektroner, hvorav den ene er valens, griper inn i dens oppførsel som en halvleder eller metall ved disse høytrykksforholdene..
Det virker nysgjerrig på at litium på dette tidspunktet fortsatt er en "ugjennomsiktig bok" for de som driver med krystallografisk analyse..
Dette er fordi, selv om elektronkonfigurasjonen er 2s1, med så få elektroner kan den neppe samhandle med strålingen som påføres for å belyse dens metalliske krystaller.
Videre teoriseres det at 1s og 2s orbitaler overlapper ved høyt trykk. Det vil si at begge de indre elektronene (1sto) som de av valencia (2s1) styrer de elektroniske og optiske egenskapene til litium i disse superkompakte fasene.
Når det er sagt, er elektronkonfigurasjonen til litium 2s1, det kan miste et enkelt elektron; de to andre, fra 1s indre baneto, ville kreve mye energi å fjerne.
Derfor deltar litium i nesten alle dets forbindelser (uorganisk eller organisk) med et oksidasjonsnummer på +1. Dette betyr at i sine obligasjoner, Li-E, der E blir et hvilket som helst element, antas eksistensen av Li-kationen+ (det være seg ionisk eller kovalent faktisk nevnte binding).
Oksidasjonsnummeret -1 er lite sannsynlig for litium, siden det vil måtte binde seg til et grunnstoff som er mye mindre elektronegativt enn det; faktum at det i seg selv er vanskelig ettersom dette metallet er veldig elektropositivt.
Dette negative oksidasjonsnummeret vil representere en 2s elektronkonfigurasjonto (for å få et elektron), og det ville også være isoelektronisk for beryllium. Nå ville Li anion antas-, og dets avledede salter vil bli kalt lituros.
På grunn av det store oksidasjonspotensialet inneholder forbindelsene hovedsakelig Li-kation.+, som, fordi den er så liten, kan utøve en polariserende effekt på store anioner for å danne Li-E kovalente bindinger.
Sølvhvitt metall med en jevn tekstur, hvis overflate blir grå når den oksyderes eller blir mørkere når den reagerer direkte med nitrogen i luften for å danne dens tilsvarende nitrid. Det er så lett at det flyter i vann eller olje.
Det er så glatt at det til og med kan kuttes med en kniv, eller til og med med neglene, noe som ikke vil bli anbefalt i det hele tatt..
6,941 g / mol.
180,50 ° C.
1330 ° C.
0,534 g / ml ved 25 ° C.
Ja, den flyter i vann, men den begynner umiddelbart å reagere med den. Den er løselig i ammoniakk, der når den oppløses, blir elektronene solvert for å produsere blå farger.
0,818 mm Hg ved 727 ° C; det vil si at ikke engang ved høye temperaturer atomene knapt kan rømme ut i gassfasen.
0,98 på Pauling-skalaen.
Først: 520,2 kJ / mol
Andre: 7298,1 kJ / mol
Tredje: 11815 kJ / mol
Disse verdiene tilsvarer energiene som er nødvendige for å oppnå de gassformede ionene Li+, Lito+ og Li3+, henholdsvis.
179 ° C.
398 mN / m ved smeltepunkt.
I flytende tilstand er den mindre tyktflytende enn vann.
3,00 kJ / mol.
136 kJ / mol.
24.860 J / mol · K. Denne verdien er usedvanlig høy; den høyeste av alle elementer.
0,6
I naturen forekommer litium i form av to isotoper: 6Li og 7Li. Atommassen 6,941 u alene indikerer hvilken av de to som er mest utbredt: 7Li. Sistnevnte utgjør ca 92,4% av alle litiumatomer; I mellomtiden han 6Li, ca 7,6% av dem.
Hos levende vesener foretrekker organismen det 7Li at den 6Li; imidlertid i mineralogiske matriser isotopen 6Li blir bedre mottatt, og hans andel av overflod øker derfor over 7,6%.
Selv om det er mindre reaktivt enn de andre alkalimetallene, er det fortsatt et ganske aktivt metall, så det kan ikke utsettes for atmosfæren uten å gjennomgå oksidasjon. Avhengig av forholdene (temperatur og trykk) reagerer den med alle gasselementer: hydrogen, klor, oksygen, nitrogen; og med faste stoffer som fosfor og svovel.
Det er ingen andre navn på litiummetall. Når det gjelder forbindelsene, er en stor del av dem navngitt i henhold til de systematiske, tradisjonelle eller lagernomenklaturene. Dens oksidasjonstilstand på +1 er praktisk talt uendret, så i aksjenomenklaturen er ikke (I) skrevet på slutten av navnet.
Tenk for eksempel på forbindelsene LitoO og Li3N.
LitoEller den får følgende navn:
- Litiumoksid, i henhold til lagernomenklaturen
- Litisk oksid, i henhold til tradisjonell nomenklatur
- Dilithiummonoxide, i henhold til den systematiske nomenklaturen
Mens Li3N heter:
- Litiumnitrid, stamnomenklatur
- Litisk nitrid, tradisjonell nomenklatur
- Trilithium mononitrid, systematisk nomenklatur
I hvilken grad litium kan være avgjørende for organismer, er ukjent. Likeledes er mekanismene som det kan metaboliseres usikkert, og det blir fortsatt studert..
Derfor er det ikke kjent hvilke positive effekter et kosthold "rikt" på litium kan ha; selv om det finnes i alle vev i kroppen; spesielt i nyrene.
Den farmakologiske effekten av visse litiumsalter på kroppen er kjent, spesielt på hjernen eller nervesystemet. For eksempel regulerer det nivåene av serotonin, et molekyl som er ansvarlig for de kjemiske aspektene av lykke. Når det er sagt, er det ikke uvanlig å tenke at det endrer eller modifiserer stemningen til pasientene som spiser dem..
Imidlertid fraråder de å konsumere litium sammen med medisiner som bekjemper depresjon, da det er en risiko for å øke serotonin for mye.
Det hjelper ikke bare å bekjempe depresjon, men også bipolare og schizofrene lidelser, så vel som andre mulige nevrologiske lidelser.
Som spekulasjon mistenkes det at individer med diettfattige litium er mer utsatt for depresjon eller å begå selvmord eller drap. Imidlertid forblir formelt effekten av mangelen ukjent..
Litium kan ikke finnes i jordskorpen, langt mindre i havene eller atmosfæren, i sin rene tilstand, som et skinnende hvitt metall. I stedet har den gjennomgått transformasjoner gjennom millioner av år som har posisjonert det som et Li-ion.+ (hovedsakelig) i visse mineraler og berggrupper.
Det anslås at konsentrasjonen i jordskorpen ligger mellom 20 og 70 ppm (del per million), noe som tilsvarer omtrent 0,0004% av den. Mens det er i marine farvann, er konsentrasjonen i størrelsesorden 0,14 og 0,25 ppm; det vil si at litium er mer rikelig i steiner og mineraler enn i saltlake eller havbunn.
Mineralene der dette metallet finnes er følgende:
- Spodumene, LiAl (SiO3)to
- Petalite, LiAlSi4ELLER10
- Lepidolit, K (Li, Al, Rb)to(Al, ja)4ELLER10(F, OH)to
Disse tre mineralene har det til felles at de er litiumaluminiumsilikater. Det er andre mineraler der metallet også kan ekstraheres, for eksempel ambligonitt, elbaitt, tripillitt, eukriptitt eller hektorittleire. Spodumene er imidlertid det mineralet som den største mengden litium produseres fra. Disse mineralene utgjør noen magmatiske bergarter som granitt eller pegmatitt.
I forhold til havet ekstraheres det fra saltlake som litiumklorid, hydroksid eller karbonat, LiCl, LiOH og LitoCO3, henholdsvis. På samme måte kan det fås fra innsjøer eller laguner, eller i forskjellige saltlakeavsetninger.
Totalt er litium rangert som nummer 25 i overflod av elementene på jorden, som korrelerer godt med den lave konsentrasjonen i både land og vann, og regnes derfor som et relativt sjeldent element..
Litium finnes i unge stjerner, i større overflod enn i eldre stjerner.
For å skaffe eller produsere dette metallet i ren tilstand, er det to alternativer (ignorerer økonomiske aspekter eller lønnsomhet): trekke det ut gjennom gruvedrift eller samle det i saltlake. Sistnevnte er den dominerende kilden i produksjonen av metallisk litium..
En smeltet LiCl-blanding erholdes fra saltløsningen, som deretter kan utsettes for elektrolyse for å skille saltet i dets elementære komponenter:
LiCl (l) → Li (s) + 1/2 Clto(g)
Mens mineraler blir fordøyd i sure medier for å skaffe Li-ioner+ etter separasjons- og renseprosesser.
Chile er posisjonert som den største litiumprodusenten i verden, og skaffer den fra saltflaten Atacama. På samme kontinent følger Argentina, et land som trekker ut LiCl fra Salar del Hombre Muerto og til slutt Bolivia. Imidlertid er Australia den største litiumprodusenten gjennom utnyttelse av spodumen.
Den mest kjente reaksjonen av litium er den som oppstår når den kommer i kontakt med vann:
2Li (s) + 2HtoO (l) → 2LiOH (aq) + Hto(g)
LiOH er litiumhydroksid og produserer som det fremgår hydrogengass.
Reagerer med gassformet oksygen og nitrogen for å danne følgende produkter:
4Li (s) + Oto(g) → 2LitoDu)
2Li (s) + Oto(g) → 2LitoELLERto(s)
LitoEller er det litiumoksid, som har en tendens til å dannes på toppen av LitoELLERto, peroksid.
6Li (s) + Nto(g) → 2Li3N (s)
Litium er det eneste alkalimetallet som kan reagere med nitrogen og forårsake dette nitridet. I alle disse forbindelsene kan eksistensen av Li-kation antas+ delta i ionebindinger med kovalent karakter (eller omvendt).
Det kan også reagere direkte og kraftig med halogener:
2Li (s) + Fto(g) → LiF (s)
Reagerer også med syrer:
2Li (s) + 2HCl (conc) → 2LiCl (aq) + Hto(g)
3Li (s) + 4HNO3(fortynnet) → 3LiNO3(aq) + NO (g) + 2HtoO (l)
Forbindelsene LiF, LiCl og LiNO3 er henholdsvis litiumfluorid, klorid og nitrat.
Og når det gjelder organiske forbindelser, er den mest kjente litiumbutyl:
2 Li + C4H9X → C4H9Li + LiX
Hvor X er et halogenatom og C4H9X er et alkylhalogenid.
Litium reagerer voldsomt med vann og kan reagere med fuktighet på huden. Det er derfor at hvis noen håndterte det med bare hender, ville de få brannskader. Og hvis den er granulert eller i pulverform, tar den fyr ved romtemperatur, noe som representerer brannrisiko.
Hansker og vernebriller bør brukes til å håndtere dette metallet, siden minimal kontakt med øynene kan forårsake alvorlig irritasjon..
Ved innånding kan effektene bli enda verre, ved å brenne luftveiene og forårsake lungeødem på grunn av den indre dannelsen av LiOH, et kaustisk stoff..
Dette metallet må lagres nedsenket i olje, eller i tørre omgivelser og mer inert enn nitrogen; for eksempel i argon, som vist på det første bildet.
Forbindelser avledet fra litium, spesielt dets salter, slik som karbonat eller sitrat, er mye tryggere. At så lenge menneskene som inntar dem respekterer indikasjonene som legene har foreskrevet..
Noen av de mange uønskede effektene det kan generere hos pasienter er: diaré, kvalme, tretthet, svimmelhet, svimmelhet, skjelving, overdreven vannlating, tørst og vektøkning.
Effektene kan være enda mer alvorlige hos gravide kvinner, påvirke fostrets helse eller øke fødselsskader. Likeledes anbefales ikke inntaket hos ammende mødre, siden litium kan passere fra melk til babyen, og derfra utvikle alle slags anomalier eller negative effekter..
De mest kjente bruksområdene for dette metallet på et populært nivå ligger innen medisinområdet. Imidlertid har den anvendelse på andre områder, spesielt i energilagring ved bruk av batterier..
Litiumsalter, spesielt LitoCO3, fungerer som et tilsetningsstoff i støperiprosesser for forskjellige formål:
-Degass
-Avsvovler
-Foredler korn av ikke-jernholdige metaller
-Øker fluiditeten til slaggene i støpeformene
-Reduserer smeltetemperaturen i aluminiumstøpegods takket være den høye spesifikke varmen.
Alkyllitiumforbindelser brukes til å alkylere (tilsette R-sidekjeder) eller arylar (legge til aromatiske grupper) molekylære strukturer. De skiller seg ut for sin gode løselighet i organiske løsningsmidler og for ikke å være så reaktive i reaksjonsmediet; derfor tjener den som reagenser eller katalysatorer for flere organiske synteser.
Litiumstearat (produkt av reaksjonen mellom et fett og LiOH) tilsettes oljen for å skape en smørende blanding.
Dette litiumsmøremidlet er motstandsdyktig mot høye temperaturer, herder ikke når det er avkjølt og er inert mot oksygen og vann. Derfor finner den bruk i militær, romfart, industri, bilindustri, etc..
Briller eller keramikk som er behandlet med LitoEller de får lavere viskositeter når de smelter og større motstand mot termisk ekspansjon. For eksempel er kjøkkenutstyr laget av disse materialene, og Pyrex-glass har også denne forbindelsen i sin sammensetning..
Fordi det er et slikt lettmetall, er det også legeringer; blant dem, av aluminium-litium. Når det tilsettes som et tilsetningsstoff, gir det ikke bare mindre vekt, men også større motstand mot høye temperaturer..
Den høye spesifikke varmen gjør den ideell til å brukes som kjølemiddel i prosesser der det frigjøres mye varme; for eksempel i atomreaktorer. Dette fordi det "koster" å heve temperaturen, og derfor forhindrer at varme lett blir utstrålt til utsiden.
Og den mest lovende bruken av alle er i litiumionbatterimarkedet. Disse utnytter den lettheten som litium oksiderer til Li+ å bruke det frigitte elektronet og aktivere en ekstern krets. Således er elektrodene enten laget av metallisk litium, eller av legeringer derav, der Li+ kan interkalere og bevege seg gjennom elektrolyttmateriale.
Som en siste nysgjerrighet tilegnet den musikalske gruppen Evanescense en sang med tittelen "Lithium" til dette mineralet.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.