Las propiedades químicas y físicas del litio o elemento 3

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El litio, que fue clasificado como un metal alcalino, fue descubierto por Johan August Arfwedson en 1817. Sucedió mientras este observaba que, cuando quemaba un mineral petalita, este desprendía una llama roja y brillante. Intrigado por lo que veía, hizo varias investigaciones en las que se descubrió que una sustancia que se comportaba como un metal alcalino. Sin embargo, este metal, en ese momento, era más ligero que el sodio.

Más tarde, en 1821, el químico inglés William Brande consiguió una pequeña muestra de litio puro, pero esta no fue suficiente para hacer mayores mediciones. No fue hasta 1855 que se pudo producir grandes cantidades de litio puro. Estos avances se lograron gracias a los químicos Robert Bunsen y Augustus Matthiessen, alemán y británico, respectivamente.

Datos básicos del litio

Arfwedson bautizó su metal alcalino con el nombre de una piedra (del griego Lithos) para reflejar su origen.

  1. Número atómico: 3
  2. Símbolo: Li
  3. Masa atómica: 6.941 g.mol-1
  4. Peso atómico: [6.938; 6.997]
  5. Densidad: 0.53 g.cm-3 a 20°C
  6. Configuración de los electrones: 1s22s1 o [He]2s1
  7. Referencia: IUPAC 2009
  8. Es el primero de los álcalis de la tabla periódica y en la naturaleza se encuentra en una mezcla de isótopos Li6 y Li7.

Propiedades del Litio

Entre las propiedades más significativas que posee el litio, se destacan: su elevada capacidad calorífica teniendo el calor específico más alto de cualquier elemento sólido. Su amplio intervalo de temperatura en estado líquido; su gran conductividad térmica. El litio es el metal sólido más ligero, teniendo aproximadamente la mitad de densidad que tiene el agua. Tiene bajo punto de fusión (180.54 C) y un punto de ebullición de 1342 C.

Por otra parte, el peso específico del litio es 0,534 (20 C) y su valencia es 1. El litio metálico tiene un aspecto plateado, es soluble en aminas alifáticas de cadena corta y es insoluble en hidrocarburos. Este metal posee gran número de reacciones, de hecho reacciona con el agua, pero no tan vigorosamente como el sodio. Así también, reacciona con el oxígeno para formar monóxido y peróxido y es el único metal alcalino capaz de reaccionar al nitrógeno en temperatura ambiente. Por consiguiente, este metal debería ser almacenado en aceite mineral. El litio elemental es extremadamente inflamable y, sin embargo, es menos reactivo y explosivo que los demás metales alcalinos.

Usos o aplicaciones del litio

Tanto el litio como sus componentes han sido usados a lo largo de los años para diferentes actividades. Mencionaremos algunas:

  1. Como ya se mencionó, el litio metálico tiene el mayor calor específico de todos los elementos sólidos. Por tal motivo, este metal tiene altas aplicaciones en la transferencia de calor.
  2. El estearato de litio se mezcla con aceites para fabricar lubricantes multiusos. Así también, para generar altas temperaturas.
  3. El hidróxido de litio es utilizado para absorber el dióxido de carbono en los vehículos espaciales.
  4. El litio se puede alear con aluminio, cobre, manganeso y cadmio para fabricar aleaciones de alto rendimiento para aviones.
  5. En ocasiones, el litio es utilizado como material para ánodos de baterías por su alto potencial electroquímico. Sus compuestos se utilizan en pilas secas y baterías de almacenamiento.
  6. El cloruro de litio y el bromuro de litio son altamente higroscópicos, motivo por el cual se utilizan como agentes secantes.
  7. El litio es también utilizado en la fabricación de vidrios y cerámicas especiales de alta resistencia. En ocasiones, los compuestos a base de litio (como el carbono de litio Li2CO3) se utilizan para fármacos. De hecho, el litio está aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE.UU (FDA) como medicamento de prescripción para su uso en el trastorno bipolar.

Fuentes de litio

El litio no es un metal que se encuentre libre en la naturaleza. Sin embargo, se encuentra en pequeñas cantidades en prácticamente todas las rocas ígneas y en las aguas manantiales minerales. Dicho esto, los minerales que contienen litio son la lepidolita, la petalita, la ambligonita y el espodumeno. Por otra parte, el litio metálico se produce por vías electrolíticas a partir del cloruro fundido.

Datos físicos del litio

  1. Isótopos : 8 isótopos [Li-4 a Li-11]. Li-6 (abundancia del 7.59%) y Li-7 (abundancia del 92.41%) ambos son estables.
  2. Radio atómico (pm): 155
  3. Volumen atómico (cc/mol): 13.1
  4. Radio covalente (pm): 163
  5. Radio iónico : 68 (+1e)
  6. Calor: específico (@ 20°CJ/g mol): 3.489; de fusión (kJ/mol): 2.89; de evaporación (kJ/mol): 148
  7. Temperatura de Debye (°K): 400.00
  8. Número de negatividad de Pauling: 0.98
  9. Primera energía ionizante (kJ/mol): 519.9
  10. Estados de oxidación : 1
  11. Estructura de celosía: cúbica centrada en el cuerpo
  12. Constante de celosía (Å): 3.490
  13. Orden magnético: paramagnético
  14. Resistividad eléctrica (20°C): 92.8 nΩ·m
  15. Conductividad térmica (300 K): 84.8 W·m−1·K−1
  16. Expansión térmica (25°C): 46 µm·m−1·K−1
  17. Velocidad del sonido (varilla delgada) (20°C): 6000 m/s
  18. Módulos: de Young: 4.9 GPa; de corte: 4.2 GPa; a granel: 11 GPa.
  19. Dureza de Mohs : 0.6

Fuentes

  1. Laboratorio Nacional de Los Alamos (2001)
  2. IUPAC 2009
  3. Crescent Chemical Company (2001)
  4. Manual de química de Lange (1952)

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Carolina Posada Osorio (BEd)
(Licenciada en Educación. Licenciada en Comunicación e Informática educativa) -COLABORADORA. Redactora y divulgadora.

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