Οι χημικές και φυσικές ιδιότητες του λιθίου ή του στοιχείου 3

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


Το λίθιο, το οποίο ταξινομήθηκε ως μέταλλο αλκαλίου, ανακαλύφθηκε από τον Johan August Arfwedson το 1817. Συνέβη ενώ παρατηρούσε ότι όταν έκαιγε ένα ορυκτό πεταλίτη, έβγαζε μια λαμπερή κόκκινη φλόγα. Ενδιαφερόμενος από αυτό που είδε, έκανε αρκετές έρευνες στις οποίες ανακαλύφθηκε ότι μια ουσία συμπεριφερόταν σαν μέταλλο αλκαλίου. Ωστόσο, αυτό το μέταλλο, εκείνη την εποχή, ήταν ελαφρύτερο από το νάτριο.

Αργότερα, το 1821, ο Άγγλος χημικός William Brande έλαβε ένα μικρό δείγμα καθαρού λιθίου, αλλά αυτό δεν ήταν αρκετό για να κάνει περαιτέρω μετρήσεις. Μόνο το 1855 μπορούσαν να παραχθούν μεγάλες ποσότητες καθαρού λιθίου. Αυτές οι προόδους επιτεύχθηκαν χάρη στους χημικούς Robert Bunsen και Augustus Matthiessen, Γερμανούς και Βρετανούς, αντίστοιχα.

Βασικά στοιχεία λιθίου

Ο Arfwedson ονόμασε το αλκαλιμέταλλό του από μια πέτρα (από το ελληνικό lithos ) για να αντικατοπτρίζει την προέλευσή της.

  1. Ατομικός αριθμός : 3
  2. Σύμβολο : Λι
  3. Ατομική μάζα : 6,941 g.mol -1
  4. Ατομικό βάρος : [6,938; 6.997]
  5. Πυκνότητα : 0,53 g.cm -3 στους 20°C
  6. Διαμόρφωση ηλεκτρονίων : 1s 2 2s 1 ή [He]2s 1
  7. Αναφορά : IUPAC 2009
  8. Είναι το πρώτο από τα αλκάλια του περιοδικού πίνακα και στη φύση βρίσκεται σε ένα μείγμα ισοτόπων Li6 και Li7.

Ιδιότητες λιθίου

Μεταξύ των σημαντικότερων ιδιοτήτων που διαθέτει το λίθιο, ξεχωρίζουν τα ακόλουθα: η υψηλή θερμοχωρητικότητα του, η υψηλότερη ειδική θερμότητα από οποιοδήποτε στερεό στοιχείο. Το ευρύ φάσμα θερμοκρασιών του σε υγρή κατάσταση. η μεγάλη του θερμική αγωγιμότητα. Το λίθιο είναι το ελαφρύτερο στερεό μέταλλο, με περίπου τη μισή πυκνότητα του νερού. Έχει χαμηλό σημείο τήξης (180,54 C) και σημείο βρασμού 1342 C.

Από την άλλη πλευρά, το ειδικό βάρος του λιθίου είναι 0,534 (20 C) και το σθένος του είναι 1. Το μεταλλικό λίθιο έχει ασημί εμφάνιση, είναι διαλυτό σε αλειφατικές αμίνες βραχείας αλυσίδας και είναι αδιάλυτο σε υδρογονάνθρακες. Αυτό το μέταλλο έχει μεγάλο αριθμό αντιδράσεων, αντιδρά με το νερό, αλλά όχι τόσο έντονα όσο το νάτριο. Ομοίως, αντιδρά με το οξυγόνο για να σχηματίσει μονοξείδιο και υπεροξείδιο και είναι το μόνο αλκαλικό μέταλλο που μπορεί να αντιδράσει με άζωτο σε θερμοκρασία δωματίου. Επομένως, αυτό το μέταλλο πρέπει να αποθηκεύεται σε ορυκτέλαιο. Το στοιχειακό λίθιο είναι εξαιρετικά εύφλεκτο, ωστόσο είναι λιγότερο αντιδραστικό και εκρηκτικό από τα άλλα αλκαλικά μέταλλα.

Χρήσεις ή εφαρμογές λιθίου

Τόσο το λίθιο όσο και τα συστατικά του έχουν χρησιμοποιηθεί με τα χρόνια για διαφορετικές δραστηριότητες. Θα αναφέρουμε μερικά:

  1. Όπως ήδη αναφέρθηκε, το μεταλλικό λίθιο έχει την υψηλότερη ειδική θερμότητα από όλα τα στερεά στοιχεία. Για το λόγο αυτό, αυτό το μέταλλο έχει υψηλές εφαρμογές στη μεταφορά θερμότητας.
  2. Το στεατικό λίθιο αναμιγνύεται με έλαια για την παραγωγή λιπαντικών πολλαπλών χρήσεων. Επίσης, για τη δημιουργία υψηλών θερμοκρασιών.
  3. Το υδροξείδιο του λιθίου χρησιμοποιείται για την απορρόφηση του διοξειδίου του άνθρακα στα διαστημικά οχήματα.
  4. Το λίθιο μπορεί να γίνει κράμα με αλουμίνιο, χαλκό, μαγγάνιο και κάδμιο για την κατασκευή κραμάτων αεροσκαφών υψηλής απόδοσης.
  5. Το λίθιο χρησιμοποιείται μερικές φορές ως υλικό για ανόδους μπαταρίας λόγω του υψηλού ηλεκτροχημικού δυναμικού του. Οι ενώσεις του χρησιμοποιούνται σε ξηρές κυψέλες και μπαταρίες αποθήκευσης.
  6. Το χλωριούχο λίθιο και το βρωμιούχο λίθιο είναι ιδιαίτερα υγροσκοπικά, γι’ αυτό και χρησιμοποιούνται ως ξηραντικά.
  7. Το λίθιο χρησιμοποιείται επίσης στην κατασκευή ειδικών γυαλιών υψηλής αντοχής και κεραμικών. Ενώσεις με βάση το λίθιο (όπως ο άνθρακας λιθίου Li2CO3) χρησιμοποιούνται μερικές φορές για φαρμακευτικά προϊόντα. Στην πραγματικότητα, το λίθιο έχει εγκριθεί από τον Οργανισμό Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (FDA) ως συνταγογραφούμενο φάρμακο για χρήση στη διπολική διαταραχή.

πηγές λιθίου

Το λίθιο δεν είναι ένα μέταλλο που βρίσκεται ελεύθερο στη φύση. Ωστόσο, βρίσκεται σε μικρές ποσότητες σχεδόν σε όλα τα πυριγενή πετρώματα και τα μεταλλικά νερά των πηγών. Τούτου λεχθέντος, ορυκτά που περιέχουν λίθιο είναι ο λεπιδολίτης, ο πεταλίτης, ο αμβλυγονίτης και η σποδουμένη. Από την άλλη πλευρά, το μεταλλικό λίθιο παράγεται ηλεκτρολυτικά από τηγμένο χλωρίδιο.

Φυσικά δεδομένα λιθίου

  1. Ισότοπα:  8 ισότοπα [Li- 4 έως Li- 11 ]. Το Li-6 (7,59% αφθονία) και το Li-7 (92,41% αφθονία) είναι και τα δύο σταθερά.
  2. Ατομική ακτίνα (pm):  155
  3. Ατομικός όγκος (cc/mol):  13.1
  4. Ομοιοπολική ακτίνα (pm):  163
  5. Ιονική ακτίνα :  68 (+1e)
  6. Θερμότητα: Ειδική (@ 20°CJ/g mol):  3.489; τήξη (kJ/mol):  2,89; ρυθμός εξάτμισης (kJ/mol):  148
  7. Θερμοκρασία Debye (°K):  400,00
  8. Αριθμός αρνητικότητας Pauling:  0,98
  9. Πρώτη ενέργεια ιοντισμού (kJ/mol):  519,9
  10. Καταστάσεις οξείδωσης:  1
  11. Δομή δικτυωτού πλέγματος:  Κυβικό στο κέντρο
  12. Σταθερά πλέγματος (Å):  3.490
  13. Μαγνητική τάξη:  παραμαγνητική
  14. Ηλεκτρική ειδική αντίσταση (20°C):  92,8 nΩ m
  15. Θερμική αγωγιμότητα (300 K):  84,8 W m−1 K−1
  16. Θερμική διαστολή (25°C):  46 μm m−1 K−1
  17. Ταχύτητα ήχου (λεπτή ράβδος) (20°C):  6000 m/s
  18. Ενότητα : Young’s:  4,9 GPa; αποκοπή:  4,2 GPa; χύμα:  11 GPa.
  19. Σκληρότητα Mohs:  0,6

Πηγές

  1. Εθνικό Εργαστήριο Los Alamos (2001)
  2. IUPAC 2009
  3. Crescent Chemical Company (2001)
  4. Lange’s Handbook of Chemistry (1952)
-Διαφήμιση-

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

Artículos relacionados