Լիթիում

Լիթիում (լատին․՝ Lithium), քիմիական տարր է, որի նշանն է Li և ատոմային թիվը՝ 3։ Գտնվում է Մենդելեևի պարբերական համակարգի 1-ին խմբի գլխավոր ենթախմբում։ Լիթիումը ալկալիական մետաղ է, կարգահամարը՝ 3: Ալկալիական է կոչվում այն պատճառով, որ ջրի հետ փոխազդելով, առաջացնում է ալկալի։

3 Հելիում ← Լիթիում → Բերիլիում Li ↓ Na Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգ 3Li
Պարզ նյութի արտաքին տեսք
Շատ թեթև, փափուկ արծաթափայլ սպիտակ մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ	Լիթիում / Lithium (Li), Li, 3
Ատոմային զանգված (մոլային զանգված)	[6,938; 6,997] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա	[He] 2s¹
Ատոմի շառավիղ	145 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտ շառավիղ	134 պմ
Իոնի շառավիղ	76 (+1e)[1] պմ
Էլեկտրաբացասականություն	84,8 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ	-3,06В
Օքսիդացման աստիճաններ	+1
Իոնացման էներգիա (առաջին էլեկտրոն)	519,9(5,39) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան	453,69 Կ
Եռման ջերմաստիճան	2,89 Կ
Մոլյար ջերմունակություն	0,98 Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ	13,1 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղային ցանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք	խորանարդ
Բյուրեղացանցի տվյալներ	3,490
Դեբայի ջերմաստիճան	400 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն	(300 Կ) 24,86[2] Վտ/(մ·Կ)
CAS համար	CAS գրանցման համար?

3	Լիթիում
Li 6,941
[Не]2s1

Ատոմական զանգվածը՝ 6,941, ատոմի արտաքին Էլեկտրոնային թաղանթի կառուցվածքը՝ 2s: Ունի երկու կայուն իզոտոպ՝ ⁶Li (7,42 %) և ⁷Li (92,58 %)։

Լիթումը սպիտակ-արծաթափայլ մետաղ է։

Պատմություն և անվան ծագում

Լիթիումը հայտնաբերել է շվեդ քիմիկոսների կողմից 1817 թվականին (Li,Na)[Si₄AlO₁₀]: Հայտնաբերել է շվեդ քիմիկոս Ա. Արֆվեդսոնը (1817)։

Լիթիում

Մետաղական լիթիումը առաջին անգամ ստացել է Գեմֆրի Դևին 1825 թվականին։ Լիթիումը իր անունը ստացել է նրա համար, որ հայտնաբերվել է «քարերում» (հուն․՝ λίθος - քար)։ Սկզբում կոչվում էր «լիթիոն», ժամանակակից անունը տվել է Բերցելիուսը։

Բնության մեջ

Լիթիումի երկրաքիմիա

Լիթիումը իր երկրաքիմիական կազմով պատկանում է լիտոֆիլ տարերի շարքին, որոնցից են կալիումը, ռուբիդիումը և ցեզիումը։ Հելիումի պարունակությունը ընդերքում 21 գ/տ, ծովի ջրում 0,17 մգ/լ^[3]։ Պարունակությունը երկրակեղևում 3,2-10 3 % է (ըստ զանգվածի)։

Հանքավայր

Լիթիումի հանքավայրերը գտնվում են Չիլիում, Բոլիվիայում (Ույնի աղալիճը ամենամեծն է աշխարհում^[4]) ԱՄՆ-ում Արգենտինայում, Կոնգոյում, Չինաստանում, Բրազիլիայում, Սերբիայում, Ավստրալիայում։

Լիթիումի իզոտոպներ

Ունի երկու կայուն իզոտոպ՝ ⁶Li (7,42 %) և ⁷Li (92,58 %)։ Հայտնի է լիթիումի 7 արհեստական ռադիոակտիվ իզոտոպներ և 2 երկու միջուկային իզոմեր (⁴Li - ¹²Li և համապատասխանաբար ^10m1Li - ^10m2Li)։ Առավել կայուն է ⁸Li իզոտոպը։ Էկզոտիկ իզոտոպ ³Li ըստ երևույթին, գոյություն չունի որպես զուգորդված համակարգը։

Ստացում

Լիթիումի միացությունները ստացվում են նախօրոք հարստացած լիթիումի հանքերը սուլֆատային կամ ծծմբաթթվային եղանակներով մշակելիս, մետաղական վիճակում՝ LiCl-ի և KCl-ի 1:1 հարաբերությամբ հալույթը 400-460 °C-ում էլեկտրոլիզի ենթարկելիս։

${\displaystyle {\mathsf {2LiCl\ {\xrightarrow {\ }}\ 2Li+Cl_{2}\uparrow }}}$

Ներկայումս մեծ նշանակություն է ձեռք բերել լիթիումի ստացումը մետաղաջերմային եղանակներով։ Ժամանակակից տեխնիկայում լիթիումը ամենակիրառական մետաղներից մեկն է։

Ֆիզիկական հատկություններ

2011 թվականի ամբողջ աշխարհում լիթիում շահագործումը^[5].      Խեցեղեն և ապակի (29%)      Ներկայիս աղբյուրներ (27%)      Քսանյութեր (12%)      Մշտական պողպատի ձուլումը (5%)       Թթվածնի ռեգեներացիա (4%)      Պոլիմերներ (3%)      Ալյումինի մետալուրգիա (2%)      Դեղագործության (2%)      Այլ (16%)

Լիթիումը սպիտակ-արծաթափայլ մետաղ Է, օդում արագ պատվում Է գորշ մոխրագույն բարակ շերտով, որը կազմված է նիտրիդից՝ Li₃N, և օքսիդից՝ Li₂0: Լիթիումը ամենաթեթև մետաղն Է, խտությունը՝ 534 կգ/մ³ (20 °C-ում), հալման ջերմաստիճանը՝ 180,5 °C, եռմանը՝ 1317 °C:

Առաձգական է, լավ մամլվում է ու գլանվում, հեշտությամբ կտրվում է դանակով։ Հայտնի բոլոր միացություններում միարժեք է։

Շնորհիվ իր ցածր խտության լիթիումը լողում է ոչ միայն ջրում, այլ նաև կերոսինում^[6]։

Հիմնականում կիրառվում է միջուկային էներգետիկայում։ ⁶Li իզոտոպը միակ ելանյութն է տրիտիումի ստացման համար։

Քիմիական հատկություններ

Լիթիումը ալկանիկան մետաղ է, բայց համեմատաբար կայուն է օդում։ Քիմիապես ակտիվ տարր է, միացություններ է առաջացնում հալոգենների, ծծմբի, ազոտի, ջրածնի, ածխածնի և այլ տարրերի հետ։

Ջրից և թթուներից դուրս է մղում ջրածին։ Հիդրօքսիդը՝ LiOH, ալկալի է։ Շատ թվով օրգանական նյութերի հետ առաջացնում է լիթիում օրգանական միացություններ։

Բազմաթիվ համաձուլվածքների բաղադրիչ մասն է կազմում։ Մի քանի մետաղների հետ (Mg, Zn, A1) առաջացնում է որոշակի խտությամբ պինդ լուծույթներ, ուրիշների հետ՝ միջմետաղական միացություններ (օրինակ, LiAg, LiHg, LiMg₂, LiAl և այլն)։

Թթվածնի հետ փոխազդելիս կամ օդում տաքացնելիս այրվում է կապույտ բոցով՝ առաջացնելով Li20 օքսիդը։

Կիրառություն

Հիմնականում կիրառվում է միջուկային էներգետիկայում։ Լիթիումը որպես հալույթ օգտագործվում է որոշ համաձուլվածքներում։ Լիթիումն օգտագործվում է էլեկտրական հոսանքի քիմիական աղբյուրներում։ Նրա թեթև իզոտոպը հիմք է ծառայում տրիտիումի արդյունաբերական ստացման համար։

${\displaystyle {}_{3}^{6}{\textrm {Li}}+{}_{0}^{1}{\textrm {n}}\rightarrow {}_{1}^{3}{\textrm {H}}+{}_{2}^{4}{\textrm {He}}}$

Հրթիռային վառելիք

Հրթիռային վառելիքի տեսական բնութագրերը, ձևավորելով լիթիումը տարբեր օքսիլիտումներով։

Օքսիդացնող

Օքսիդացնող	Տեսակարար հարված (Р1, վրկ)	Այրման ջերմաստիճան °С	Վառելանյութի խտությունը գ/սմ³	Արագություն աճ, 25, մ/վրկ	Այրված վառելիքի կշիռը %
Ֆտոր	378,3 վրկ	5350 °C	0,999	4642 մ/վրկ	28 %
Տետրաֆտորհիդրազին	348,9 վրկ	5021 °C	0,920	4082 մ/վրկ	21,07 %
ClF3	320,1 վրկ	4792 °C	1,163	4275 մ/վրկ	24 %
ClF5	334 վրկ	4946 °C	1,128	4388 մ/վրկ	24,2 %
Պերքլորիլֆտորիդ	262,9 վրկ	3594 °C	0,895	3028 մ/վրկ	41 %
Ֆտորի օքսիդ	339,8 վրկ	4595 °C	1,097	4396 մ/վրկ	21 %
Թթվածին	247,1 վրկ	3029 °C	0,688	2422 մ/վրկ	58 %
Ջրածնի պերօքսիդ	270,5 վրկ	2995 °C	0,966	3257 մ/վրկ	28,98 %
N2O4	239,7 վրկ	3006 °C	0,795	2602 մ/վրկ	48 %
Ազոտական թթու	240,2 վրկ	3298 °C	0,853	2688 մ/վրկ	42 %

Լազերային նյութեր

Լիթիումի ֆտորիդի միայնակ բյուրեղներն օգտագործվում է բարձաէֆեկտ լազերների արտադրության (արդյունավետության 80 %)։

Արժեքներ

2007 թվականի վերջին և 2008 թվականի սկզբին մետաղական լիթիումի գները 1 կգ կազմում էր 63-66 $:

Տես նաև

• Պարբերական աղյուսակ
• Հիպերգեն պրոցեսներ