Plik lit Jest to pierwiastek metaliczny, którego symbolem chemicznym jest Li i liczbą atomową 3. Jest trzecim pierwiastkiem w układzie okresowym pierwiastków i zajmuje czołową grupę 1 metali alkalicznych. Ze wszystkich metali ma najniższą gęstość i najwyższe ciepło właściwe. Jest tak lekki, że może unosić się na wodzie.
Jego nazwa pochodzi od greckiego słowa „lithos”, które oznacza kamień. Nadali jej tę nazwę, ponieważ została dokładnie odkryta jako część niektórych minerałów w skałach magmowych. Ponadto wykazywał charakterystyczne właściwości zbliżone do metali sodu i wapnia, które stwierdzono w popiołach roślinnych..
Ma pojedynczy elektron walencyjny, tracąc go, aby stać się kationem+ w większości twoich reakcji; lub dzieląc go w wiązaniu kowalencyjnym z węglem, Li-C w związkach litoorganicznych (takich jak alkilolit).
Jego wygląd, podobnie jak wiele innych metali, jest srebrzystym ciałem stałym, które może stać się szare pod wpływem wilgoci. Może wykazywać czarne warstwy (górne zdjęcie), gdy reaguje z azotem w powietrzu, tworząc azotek.
Pod względem chemicznym jest identyczny ze swoimi kongenerami (Na, K, Rb, Cs, Fr), ale mniej reaktywny, ponieważ jego pojedynczy elektron doświadcza znacznie większej siły przyciągania, ponieważ jest bliżej niego, a także z powodu słabego efektu ekranowania jego dwa wewnętrzne elektrony. Z kolei reaguje tak jak magnez ze względu na efekt diagonalny.
Sole litu można zidentyfikować w laboratorium, ogrzewając je w zapalniczce; pojawienie się intensywnego szkarłatnego płomienia potwierdzi jego obecność. W rzeczywistości jest często używany w laboratoriach do prowadzenia badań analitycznych..
Jego zastosowania są różne - od użycia jako dodatku do ceramiki, szkła, stopów lub mieszanin odlewniczych, po chłodzenie i projektowanie bardzo wydajnych i małych baterii; chociaż wybuchowy, biorąc pod uwagę reaktywny charakter litu. Jest to metal o największej skłonności do utleniania, dlatego najłatwiej oddaje swój elektron.
Indeks artykułów
Pierwsze pojawienie się litu we Wszechświecie miało miejsce bardzo dawno, kilka minut po Wielkim Wybuchu, kiedy to połączyły się jądra wodoru i helu. Jednak ludzkość potrzebowała czasu, aby zidentyfikować go jako pierwiastek chemiczny.
Było to w 1800 roku, kiedy brazylijski naukowiec José Bonifácio de Andrada e Silva odkrył na szwedzkiej wyspie Utö minerały spodumenu i płatków. Dzięki temu znalazł pierwsze oficjalne źródła litu, ale nadal nic o nim nie wiadomo.
W 1817 roku szwedzki chemik Johan August Arfwedson był w stanie wyodrębnić z tych dwóch minerałów sól siarczanową zawierającą pierwiastek inny niż wapń lub sód. W tym czasie August Johan pracował w laboratoriach słynnego szwedzkiego chemika Jönsa Jacoba Berzeliusa.
To Berzelius nazwał ten nowy element, będący wynikiem swoich obserwacji i eksperymentów, „lithos”, co po grecku oznacza kamień. W ten sposób lit można było ostatecznie uznać za nowy pierwiastek, ale nadal brakowało mu możliwości jego wyizolowania..
Zaledwie rok później, w 1821 roku, William Thomas Brande i Sir Humphry Davy zdołali wyodrębnić lit jako metal, stosując elektrolizę do tlenku litu. Chociaż w bardzo małych ilościach wystarczyły do zaobserwowania jego reaktywności.
W 1854 roku Robert Wilhelm Bunsen i Augustus Matthiessen byli w stanie wyprodukować lit metaliczny w większych ilościach z elektrolizy chlorku litu. Stąd rozpoczęła się jego produkcja i handel, a popyt rósł, gdy odkryto nowe zastosowania technologiczne wynikające z jego wyjątkowych właściwości..
Krystaliczna struktura metalicznego litu jest sześcienna z centrum ciała (wyśrodkowany sześcienny ciała, UDW). Ze wszystkich zwartych struktur sześciennych jest to najmniej gęsty i zgodny z jego cechą, jako najlżejszy i najmniej gęsty metal ze wszystkich..
W nim atomy Li są otoczone ośmioma sąsiadami; to znaczy, że Li znajduje się w środku sześcianu, z czterema Li na górze i na dole w rogach. Ta faza Bcc jest również nazywana α-Li (chociaż najwyraźniej ta nazwa nie jest bardzo rozpowszechniona).
Podobnie jak ogromna większość metali lub związków stałych, mogą one podlegać przemianom fazowym, gdy doświadczają zmian temperatury lub ciśnienia; dopóki nie zostaną założone. W ten sposób lit krystalizuje z romboedryczną strukturą w bardzo niskich temperaturach (4,2 K). Atomy Li są prawie zamarznięte i mniej wibrują w swoich pozycjach.
Kiedy ciśnienie wzrasta, uzyskuje bardziej zwarte struktury heksagonalne; a przy jeszcze większym wzroście lit podlega innym przejściom, które nie zostały w pełni scharakteryzowane przez dyfrakcję rentgenowską.
Dlatego właściwości tego „skompresowanego litu” są nadal badane. Podobnie nie jest jeszcze zrozumiałe, w jaki sposób jego trzy elektrony, z których jeden jest walencją, wpływają na jego zachowanie jako półprzewodnika lub metalu w tych warunkach wysokiego ciśnienia..
Wydaje się dziwne, że lit w tym momencie pozostaje „mętną księgą” dla osób zajmujących się analizą krystalograficzną..
Dzieje się tak, ponieważ chociaż konfiguracja elektronów wynosi 2s1, przy tak niewielu elektronach prawie nie może wchodzić w interakcje z promieniowaniem zastosowanym w celu wyjaśnienia jego metalicznych kryształów.
Ponadto istnieje teoria, że orbitale 1s i 2s zachodzą na siebie przy wysokich ciśnieniach. Oznacza to, że oba wewnętrzne elektrony (1sdwa) jak te z Walencji (2s1) regulują elektroniczne i optyczne właściwości litu w tych superkompaktowych fazach.
Powiedziawszy, że konfiguracja elektronowa litu wynosi 2s1, może stracić pojedynczy elektron; pozostałe dwa, z wewnętrznej orbity 1sdwa, wymagałoby dużo energii do usunięcia.
Dlatego lit uczestniczy w prawie wszystkich jego związkach (nieorganicznych lub organicznych) o stopniu utlenienia +1. Oznacza to, że w jego wiązaniach Li-E, gdzie E staje się dowolnym elementem, zakłada się istnienie kationu Li+ (czy to jonowe, czy kowalencyjne faktycznie wspomniane wiązanie).
Stopień utlenienia -1 jest mało prawdopodobny dla litu, ponieważ musiałby on wiązać się z pierwiastkiem znacznie mniej elektroujemnym niż on; fakt, że sam w sobie jest trudny, ponieważ metal ten jest bardzo elektrododatni.
Ten ujemny stopień utlenienia reprezentowałby konfigurację elektronową 2sdwa (aby uzyskać elektron), i byłby również izoelektroniczny do berylu. Teraz należałoby założyć istnienie anionu Li-, a jej pochodne sole nazywane byłyby lituros.
Ze względu na duży potencjał utleniający jego związki zawierają głównie kation litu.+, który, ponieważ jest tak mały, może wywierać efekt polaryzacyjny na duże aniony, tworząc wiązania kowalencyjne Li-E.
Srebrzysto-biały metal o gładkiej teksturze, którego powierzchnia szarzeje po utlenieniu lub ciemnieje, gdy reaguje bezpośrednio z azotem w powietrzu, tworząc odpowiadający mu azotek. Jest tak lekki, że unosi się w wodzie lub oleju.
Jest tak gładki, że można go nawet kroić nożem, a nawet paznokciami, co nie jest wcale zalecane..
6,941 g / mol.
180,50 ° C.
1330 ° C.
0,534 g / ml w 25 ° C.
Tak, pływa w wodzie, ale natychmiast zaczyna z nią reagować. Jest rozpuszczalny w amoniaku, gdzie po rozpuszczeniu jego elektrony są solwatowane, tworząc niebieskie barwy.
0,818 mm Hg w 727 ° C; to znaczy, nawet w wysokich temperaturach jego atomy ledwo mogą przedostać się do fazy gazowej.
0,98 w skali Paulinga.
Pierwsza: 520,2 kJ / mol
Po drugie: 7298,1 kJ / mol
Po trzecie: 11815 kJ / mol
Wartości te odpowiadają energiom niezbędnym do otrzymania gazowych jonów Li+, Lidwa+ i Li3+, odpowiednio.
179 ° C.
398 mN / mw jego temperaturze topnienia.
W stanie ciekłym jest mniej lepki niż woda.
3,00 kJ / mol.
136 kJ / mol.
24 860 J / mol · K. Ta wartość jest niezwykle wysoka; najwyższy ze wszystkich elementów.
0.6
W naturze lit występuje w postaci dwóch izotopów: 6Li i 7Li. Sama masa atomowa 6,941 u wskazuje, który z nich jest najbardziej rozpowszechniony: 7Li. Ten ostatni stanowi około 92,4% wszystkich atomów litu; Tymczasem on 6Li, około 7,6% z nich.
W istotach żywych organizm woli 7Li, że 6Li; jednak w macierzach mineralogicznych izotop 6Li jest lepiej przyjmowany i dlatego jego procent obfitości wzrasta powyżej 7,6%.
Chociaż jest mniej reaktywny niż inne metale alkaliczne, nadal jest metalem dość aktywnym, więc nie można go wystawiać na działanie atmosfery bez utleniania. W zależności od warunków (temperatury i ciśnienia) reaguje ze wszystkimi pierwiastkami gazowymi: wodorem, chlorem, tlenem, azotem; oraz z ciałami stałymi, takimi jak fosfor i siarka.
Nie ma innych nazw litu. Jeśli chodzi o jego związki, to duża część z nich nosi nazwy zgodnie z nomenklaturą systematyczną, tradycyjną lub inwentaryzacyjną. Jego stopień utlenienia +1 jest praktycznie niezmieniony, więc w nomenklaturze magazynowej (I) nie występuje na końcu nazwy.
Na przykład rozważmy związki LidwaO i Li3N.
LidwaLub otrzymuje następujące nazwy:
- Tlenek litu, zgodnie z nomenklaturą magazynową
- Tlenek litu, zgodnie z tradycyjną nomenklaturą
- Tlenek dilitu, zgodnie z nomenklaturą systematyczną
Podczas gdy Li3N nazywa się:
- Azotek litu, nazewnictwo zapasów
- Azotek litu, nazewnictwo tradycyjne
- Monoazotek trilitu, nomenklatura systematyczna
Stopień, w jakim lit może, ale nie musi być niezbędny dla organizmów, jest nieznany. Podobnie mechanizmy, dzięki którym mógłby być metabolizowany, są niepewne i nadal jest badane..
Dlatego nie wiadomo, jakie pozytywne skutki może mieć dieta „bogata” w lit; chociaż można go znaleźć we wszystkich tkankach ciała; szczególnie w nerkach.
Znany jest farmakologiczny wpływ niektórych soli litu na organizm, zwłaszcza na mózg lub układ nerwowy. Na przykład reguluje poziom serotoniny, cząsteczki odpowiedzialnej za chemiczne aspekty szczęścia. To powiedziawszy, nierzadko uważa się, że zmienia lub modyfikuje nastroje pacjentów, którzy je spożywają..
Jednak odradzają spożywanie litu razem z lekami zwalczającymi depresję, ponieważ istnieje ryzyko nadmiernego podniesienia poziomu serotoniny.
Pomaga nie tylko w walce z depresją, ale także zaburzeniami afektywnymi dwubiegunowymi i schizofrenicznymi, a także innymi możliwymi zaburzeniami neurologicznymi.
W ramach spekulacji podejrzewa się, że osoby na diecie ubogiej w lit są bardziej podatne na depresję lub popełnianie samobójstw lub zabójstw. Jednak formalnie skutki jego niedoboru pozostają nieznane..
Litu nie można znaleźć w skorupie ziemskiej, a tym bardziej w morzach czy atmosferze, w stanie czystym, jako lśniący biały metal. Zamiast tego przeszedł transformacje przez miliony lat, które uczyniły go litowo-jonowym.+ (głównie) w niektórych minerałach i grupach skalnych.
Szacuje się, że jego stężenie w skorupie ziemskiej waha się między 20 a 70 ppm (część na milion), co odpowiada około 0,0004%. W wodach morskich jego stężenie jest rzędu 0,14 i 0,25 ppm; to znaczy, że lit występuje w większej ilości w kamieniach i minerałach niż w solankach lub dnach morskich.
Minerały, w których znajduje się ten metal, to:
- Spodumen, LiAl (SiO3)dwa
- Petalite, LiAlSi4LUB10
- Lepidolit, K (Li, Al, Rb)dwa(Al, tak)4LUB10(F, OH)dwa
Te trzy minerały mają wspólną cechę, że są glinokrzemianami litu. Istnieją inne minerały, z których można również wydobywać metal, takie jak iły ambligonit, elbait, tripillit, eukryptyt lub hektoryt. Jednak spodumen jest minerałem, z którego produkuje się najwięcej litu. Te minerały tworzą niektóre skały magmowe, takie jak granit lub pegmatyt.
W odniesieniu do morza pozyskiwany jest z solanek w postaci chlorku, wodorotlenku lub węglanu litu, LiCl, LiOH i LidwaWSPÓŁ3, odpowiednio. W ten sam sposób można go pozyskać z jezior lub lagun lub z różnych złóż solanki.
W sumie lit zajmuje 25. miejsce pod względem liczebności pierwiastków na Ziemi, co dobrze koreluje z jego niską zawartością zarówno w lądzie, jak iw wodzie, a zatem jest uważany za stosunkowo rzadki pierwiastek..
Lit znajduje się w młodych gwiazdach, w większej ilości niż w starszych gwiazdach.
Aby uzyskać lub wyprodukować ten metal w stanie czystym, istnieją dwie możliwości (pomijając aspekty ekonomiczne lub opłacalność): wydobyć go poprzez wydobycie lub zebrać w solankach. Ten ostatni jest dominującym źródłem w produkcji litu metalicznego..
Z solanki uzyskuje się stopioną mieszaninę LiCl, którą można następnie poddać elektrolizie w celu rozdzielenia soli na składniki elementarne:
LiCl (l) → Li (s) + 1/2 Cldwa(sol)
Podczas gdy minerały są trawione w kwaśnych mediach w celu uzyskania ich jonów Li+ po procesach separacji i oczyszczania.
Chile zajmuje pozycję największego producenta litu na świecie, pozyskując go z solniska Atacama. Na tym samym kontynencie następuje Argentyna, kraj, który wydobywa LiCl z Salar del Hombre Muerto i wreszcie Boliwii. Jednak Australia jest największym producentem litu dzięki eksploatacji spodumenu.
Najbardziej znaną reakcją litu jest ta, która zachodzi podczas kontaktu z wodą:
2Li (s) + 2HdwaO (l) → 2LiOH (aq) + Hdwa(sol)
LiOH to wodorotlenek litu i, jak widać, wytwarza gazowy wodór.
Reaguje z gazowym tlenem i azotem, tworząc następujące produkty:
4Li (s) + Odwa(g) → 2LidwaTy)
2Li (s) + Odwa(g) → 2LidwaLUBdwa(s)
LidwaA może jest to tlenek litu, który ma tendencję do tworzenia się na wierzchu LidwaLUBdwa, nadtlenek.
6Li (s) + Ndwa(g) → 2Li3N (s)
Lit jest jedynym metalem alkalicznym zdolnym do reagowania z azotem i tworzenia azotku. We wszystkich tych związkach można założyć istnienie kationu Li+ uczestniczenie w wiązaniach jonowych o charakterze kowalencyjnym (lub odwrotnie).
Może również reagować bezpośrednio i energicznie z halogenami:
2Li (s) + F.dwa(g) → LiF (s)
Reaguje również z kwasami:
2Li (s) + 2HCl (stęż.) → 2LiCl (aq) + Hdwa(sol)
3Li (s) + 4HNO3(rozcieńczony) → 3LiNO3(aq) + NO (g) + 2HdwaO (l)
Związki LiF, LiCl i LiNO3 to odpowiednio fluorek, chlorek i azotan litu.
A jeśli chodzi o jego związki organiczne, najbardziej znanym jest butyl litu:
2 Li + C4H.9X → C4H.9Li + LiX
Gdzie X oznacza atom halogenu, a C4H.9X oznacza halogenek alkilu.
Lit reaguje gwałtownie z wodą i może reagować z wilgocią na skórze. Dlatego gdyby ktoś dotykał go gołymi rękami, doznałby poparzeń. A jeśli jest granulowany lub w postaci proszku, zapala się w temperaturze pokojowej, co stanowi zagrożenie pożarowe.
Do obsługi tego metalu należy używać rękawic i okularów ochronnych, ponieważ minimalny kontakt z oczami może spowodować poważne podrażnienia..
W przypadku wdychania skutki mogą być jeszcze gorsze, powodując pieczenie dróg oddechowych i obrzęk płuc z powodu wewnętrznego tworzenia się LiOH, substancji żrącej..
Metal ten należy przechowywać zanurzony w oleju lub w suchej atmosferze i bardziej obojętnej niż azot; na przykład w argonie, jak pokazano na pierwszym rysunku.
Znacznie bezpieczniejsze są związki pochodzące z litu, a zwłaszcza jego sole, takie jak węglan czy cytrynian. Tak długo, jak ludzie, którzy je spożywają, przestrzegają zaleceń przepisanych przez ich lekarzy..
Niektóre z wielu działań niepożądanych, które może wywołać u pacjentów, to: biegunka, nudności, zmęczenie, zawroty głowy, zawroty głowy, drżenie, nadmierne oddawanie moczu, pragnienie i przyrost masy ciała.
Skutki mogą być jeszcze poważniejsze u kobiet w ciąży, wpływając na zdrowie płodu lub nasilając wady wrodzone. Podobnie, jego spożycie nie jest zalecane u matek karmiących, ponieważ lit może przenikać z mleka do dziecka i stamtąd wywołać wszelkiego rodzaju anomalie lub negatywne skutki..
Najbardziej znane zastosowania tego metalu na popularnym poziomie znajdują się w medycynie. Ma jednak zastosowanie w innych obszarach, zwłaszcza w magazynowaniu energii przy użyciu baterii..
Sole litu, szczególnie LidwaWSPÓŁ3, służy jako dodatek w procesach odlewniczych do różnych celów:
-Odgazuj
-Odsiarcza
-Uszlachetnia ziarna metali nieżelaznych
-Zwiększa płynność żużli w formach odlewniczych
-Zmniejsza temperaturę topnienia odlewów aluminiowych dzięki wysokiemu ciepłu właściwemu.
Związki alkilolitowe są używane do alkilowania (dodawania łańcuchów bocznych R) lub arylowych (dodawania grup aromatycznych Ar) struktur molekularnych. Wyróżniają się dobrą rozpuszczalnością w rozpuszczalnikach organicznych i brakiem reaktywności w środowisku reakcji; dlatego służy jako odczynniki lub katalizatory do wielu syntez organicznych.
Stearynian litu (produkt reakcji między smarem a LiOH) jest dodawany do oleju w celu utworzenia mieszanki smarnej.
Smar litowy jest odporny na wysokie temperatury, nie twardnieje po schłodzeniu i jest obojętny na działanie tlenu i wody. Dlatego znajduje zastosowanie w wojsku, lotnictwie, przemyśle, motoryzacji itp..
Szklanki lub ceramika potraktowana LidwaLub uzyskują niższą lepkość, gdy się topią i większą odporność na rozszerzalność cieplną. Na przykład przybory kuchenne są wykonane z tych materiałów, a szkło Pyrex również ma ten związek w swoim składzie..
Ponieważ jest to metal lekki, tak samo jest z jego stopami; wśród nich te aluminiowo-litowe. Dodany jako dodatek zapewnia nie tylko mniejszą wagę, ale także większą odporność na wysokie temperatury..
Jego wysokie ciepło właściwe sprawia, że idealnie nadaje się do stosowania jako czynnik chłodniczy w procesach, w których uwalnia się dużo ciepła; na przykład w reaktorach jądrowych. Dzieje się tak, ponieważ podniesienie temperatury „kosztuje”, a zatem zapobiega łatwemu wypromieniowywaniu ciepła na zewnątrz.
A najbardziej obiecującym zastosowaniem jest rynek akumulatorów litowo-jonowych. Wykorzystują one łatwość, z jaką lit utlenia się do Li+ wykorzystać uwolniony elektron i aktywować obwód zewnętrzny. W związku z tym elektrody są wykonane z metalicznego litu lub jego stopów, gdzie Li+ może interkalować i przemieszczać się przez materiał elektrolitowy.
Jako ostatnią ciekawostkę, grupa muzyczna Evanescense zadedykowała utwór zatytułowany „Lithium” temu minerałowi.
Jeszcze bez komentarzy