The lithium Jedná se o kovový prvek, jehož chemickým symbolem je Li a jeho atomové číslo je 3. Je třetím prvkem v periodické tabulce a vede do skupiny 1 alkalických kovů. Ze všech kovů je to ten s nejnižší hustotou a nejvyšším měrným teplem. Je tak lehký, že může plavat na vodě.
Jeho název je odvozen z řeckého slova „lithos“, což znamená kámen. Dali mu toto jméno, protože bylo přesně objeveno jako součást některých minerálů v vyvřelých horninách. Kromě toho vykazoval charakteristické vlastnosti podobné vlastnostem kovů sodíku a vápníku, které byly nalezeny v rostlinném popelu..
Má jediný valenční elektron a ztrácí jej, aby se stal Li kationtem+ ve většině vašich reakcí; nebo je sdílet v kovalentní vazbě s uhlíkem, Li-C v organolithných sloučeninách (jako jsou alkyl lithia).
Jeho vzhled, stejně jako mnoho jiných kovů, je stříbřité pevné látky, která může při přístupu vlhkosti zčernat. Může zobrazit načernalé vrstvy (horní obrázek), když reaguje s dusíkem ve vzduchu za vzniku nitridu.
Chemicky je identický se svými kongenery (Na, K, Rb, Cs, Fr), ale méně reaktivní, protože jeho jediný elektron zažívá mnohem větší přitažlivou sílu díky tomu, že je k němu blíže, stejně jako kvůli špatnému stínícímu jeho dva vnitřní elektrony. Na druhé straně reaguje jako hořčík díky diagonálnímu efektu.
Soli lithia lze identifikovat v laboratoři zahřátím v zapalovači; výskyt intenzivního rudého plamene potvrdí jeho přítomnost. Ve skutečnosti se často používá ve výukových laboratořích pro analytické běhy..
Jeho aplikace se liší od použití jako přísady do keramiky, skla, slitin nebo slévárenských směsí, až po použití jako chladicí médium a konstrukce vysoce účinných a malých baterií; i když výbušný, vzhledem k reaktivnímu charakteru lithia. Je to kov s největší tendencí k oxidaci, a proto ten, který se svého elektronu vzdá nejsnadněji.
Rejstřík článků
První výskyt lithia ve vesmíru se datuje daleko, několik minut po Velkém třesku, kdy se jádra vodíku a helia spojila. Z pozemského hlediska však trvalo, než ho lidstvo identifikovalo jako chemický prvek.
Bylo to v roce 1800, kdy brazilský vědec José Bonifácio de Andrada e Silva objevil na švédském ostrově Utö minerály spodumene a petalite. Díky tomu našel první oficiální zdroje lithia, ale stále o něm nebylo nic známo.
V roce 1817 byl švédský chemik Johan August Arfwedson schopen izolovat z těchto dvou minerálů síranovou sůl, která obsahovala jiný prvek než vápník nebo sodík. Do té doby August Johan pracoval v laboratořích slavného švédského chemika Jönse Jacoba Berzeliuse.
Byl to Berzelius, kdo nazval tento nový prvek, produkt svých pozorování a experimentů, „lithos“, což v řečtině znamená kámen. Takže lithium by konečně mohlo být uznáno jako nový prvek, ale stále mu chybělo, aby ho bylo možné izolovat..
Jen o rok později, v roce 1821, se Williamovi Thomasovi Brandeovi a siru Humphrymu Davymu podařilo izolovat lithium jako kov pomocí elektrolýzy na oxid lithný. I když ve velmi malém množství, stačily k pozorování jeho reaktivity.
V roce 1854 byli Robert Wilhelm Bunsen a Augustus Matthiessen schopni vyrábět kovový lithium ve větším množství z elektrolýzy chloridu lithného. Od této chvíle začala jeho výroba a obchod a poptávka rostla, protože díky svým jedinečným vlastnostem byly nalezeny nové technologické aplikace..
Krystalická struktura kovového lithia je kubicky zaměřená na tělo (tělo centrované kubické, bcc). Ze všech kompaktních kubických struktur je nejméně hustý a odpovídá jeho charakteristice nejlehčího a nejméně hustého kovu ze všech..
V něm jsou atomy Li obklopeny osmi sousedy; to znamená, že Li je ve středu krychle, se čtyřmi Li nahoře a dole v rozích. Tato fáze BCC se také nazývá α-Li (i když zřejmě toto jméno není příliš rozšířené).
Stejně jako drtivá většina kovů nebo pevných sloučenin mohou procházet fázovými přechody, když dojde ke změnám teploty nebo tlaku; pokud nejsou založeny. Lithium tedy krystalizuje s romboedrickou strukturou při velmi nízkých teplotách (4,2 K). Atomy Li jsou téměř zmrzlé a na svých pozicích vibrují méně.
Když je tlak zvýšen, získává kompaktnější šestihranné struktury; a když se ještě zvyšuje, lithium prochází dalšími přechody, které nebyly plně charakterizovány rentgenovou difrakcí.
Vlastnosti tohoto „stlačeného lithia“ jsou proto stále předmětem studia. Stejně tak ještě není pochopeno, jak jeho tři elektrony, z nichž jeden je valenční, zasahují do jeho chování jako polovodič nebo kov za těchto podmínek vysokého tlaku..
Zdá se zvědavé, že lithium v tomto okamžiku zůstává „neprůhlednou knihou“ pro ty, kteří se zabývají krystalografickou analýzou..
Je to proto, že i když je elektronová konfigurace 2 s1, s tak malým množstvím elektronů nemůže těžko interagovat se zářením aplikovaným k objasnění jeho kovových krystalů.
Dále se předpokládá, že orbitály 1 s a 2 s se překrývají při vysokých tlacích. To znamená, že oba vnitřní elektrony (1 sdva) jako ve Valencii (2 s1) řídí elektronické a optické vlastnosti lithia v těchto super kompaktních fázích.
Elektronová konfigurace lithia je 2 s1, může ztratit jediný elektron; další dva, z vnitřní oběžné dráhy 1. sdva, k odstranění by vyžadovalo hodně energie.
Proto se lithium účastní téměř všech svých sloučenin (anorganických nebo organických) s oxidačním číslem +1. To znamená, že v jeho vazbách Li-E, kde E se stává jakýmkoli prvkem, se předpokládá existence kationtu Li+ (ať už je to iontová nebo kovalentní vlastně řečená vazba).
Oxidační číslo -1 je pro lithium nepravděpodobné, protože by se muselo vázat na prvek mnohem méně elektronegativní než na něj; skutečnost, že sama o sobě je obtížná, protože tento kov je velmi elektropozitivní.
Toto číslo záporné oxidace by představovalo konfiguraci elektronu 2 sdva (získat elektron), a také by to bylo izoelektronické vůči berýliu. Nyní by se předpokládala existence Li aniontu-, a jeho odvozené soli by se nazývaly lituros.
Díky svému velkému oxidačnímu potenciálu obsahují jeho sloučeniny hlavně kationt Li.+, který, protože je tak malý, může mít polarizační účinek na objemné anionty za vzniku kovalentních vazeb Li-E.
Stříbřitě bílý kov s hladkou strukturou, jehož povrch při oxidaci zešedne nebo ztmavne, když reaguje přímo s dusíkem ve vzduchu za vzniku odpovídajícího nitridu. Je tak lehký, že plave ve vodě nebo v oleji.
Je tak hladký, že ho lze dokonce krájet nožem nebo dokonce nehty, což by se vůbec nedoporučovalo..
6,941 g / mol.
180,50 ° C.
1330 ° C.
0,534 g / ml při 25 ° C.
Ano, plave ve vodě, ale okamžitě s ní začne reagovat. Je rozpustný v amoniaku, kde když se rozpouští, jsou jeho elektrony solvatovány za vzniku modré barvy.
0,818 mm Hg při 727 ° C; to znamená, že ani při vysokých teplotách jeho atomy stěží mohou uniknout do plynné fáze.
0,98 na Paulingově stupnici.
První: 520,2 kJ / mol
Za druhé: 7298,1 kJ / mol
Za třetí: 11815 kJ / mol
Tyto hodnoty odpovídají energiím nezbytným pro získání plynných iontů Li+, Lidva+ a Li3+, resp.
179 ° C.
398 mN / m při teplotě tání.
V kapalném stavu je méně viskózní než voda.
3,00 kJ / mol.
136 kJ / mol.
24 860 J / mol · K. Tato hodnota je mimořádně vysoká; nejvyšší ze všech prvků.
0,6
V přírodě se lithium vyskytuje ve formě dvou izotopů: 6Li a 7Li. Samotná atomová hmotnost 6 941 u naznačuje, která z těchto dvou je nejhojnější: the 7Li. Ten tvoří asi 92,4% všech atomů lithia; Mezitím on 6Li, asi 7,6% z nich.
U živých bytostí organismus dává přednost 7Li, že 6Li; v mineralogických maticích však izotop 6Li je lépe přijímán, a proto se jeho procento hojnosti zvyšuje nad 7,6%.
I když je méně reaktivní než ostatní alkalické kovy, je stále poměrně aktivním kovem, takže jej nelze vystavit atmosféře bez oxidace. V závislosti na podmínkách (teplota a tlak) reaguje se všemi plynnými prvky: vodík, chlor, kyslík, dusík; a s pevnými látkami, jako je fosfor a síra.
Neexistují žádná jiná jména pro lithiový kov. Pokud jde o jeho sloučeniny, je velká část z nich pojmenována podle systematické, tradiční nebo akciové nomenklatury. Jeho oxidační stav +1 je prakticky nezměněn, takže v nomenklatuře akcií není na konci názvu napsáno (I).
Zvažte například sloučeniny LidvaO a Li3N.
LidvaNebo obdrží následující jména:
- Oxid lithný, podle nomenklatury zásob
- Oxid lithný, podle tradiční nomenklatury
- Oxid dilithný podle systematické nomenklatury
Zatímco Li3N se nazývá:
- Nitrid lithný, základní názvosloví
- Litic nitrid, tradiční nomenklatura
- Trilithium mononitrid, systematické názvosloví
Není známo, do jaké míry může nebo nemusí být lithium pro organismy nezbytné. Mechanismy, kterými by mohl být metabolizován, jsou rovněž nejisté a stále se zkoumá..
Proto není známo, jaké pozitivní účinky může mít strava „bohatá“ na lithium; i když se nachází ve všech tkáních těla; zejména v ledvinách.
Farmakologický účinek určitých solí lithia na tělo je známý, zejména na mozek nebo nervový systém. Například reguluje hladinu serotoninu, molekuly odpovědné za chemické aspekty štěstí. To znamená, že není neobvyklé si myslet, že mění nebo mění náladu pacientů, kteří je konzumují..
Doporučují však, abyste konzumovali lithium spolu s léky, které bojují proti depresi, protože existuje riziko přílišného zvýšení serotoninu.
Pomáhá nejen bojovat s depresí, ale také s bipolárními a schizofrenickými poruchami a dalšími možnými neurologickými poruchami.
Spekulace předpokládají, že jedinci s dietou chudou na lithium jsou náchylnější k depresím nebo k sebevraždám či vraždám. Účinky jeho nedostatku však formálně zůstávají neznámé..
Lithium nelze nalézt v zemské kůře, natož v mořích nebo v atmosféře, v čistém stavu, jako lesklý bílý kov. Místo toho prošel miliony let transformacemi, které jej umístily jako Li iont.+ (hlavně) v určitých minerálech a horninových skupinách.
Odhaduje se, že jeho koncentrace v zemské kůře se pohybuje mezi 20 a 70 ppm (část na milion), což odpovídá přibližně 0,0004% z ní. Zatímco v mořských vodách je jeho koncentrace řádově 0,14 a 0,25 ppm; to znamená, že lithium je hojnější v kamenech a minerálech než ve slaných nálevech nebo mořských postelích.
Minerály, kde se tento kov nachází, jsou následující:
- Spodumene, LiAl (SiO3)dva
- Petalite, LiAlSi4NEBO10
- Lepidolit, K (Li, Al, Rb)dva(Al, ano)4NEBO10(F, OH)dva
Tyto tři minerály mají společné to, že se jedná o lithium aluminosilikáty. Existují i jiné minerály, kde lze kov také extrahovat, například ambligonit, elbait, tripillit, eucriptit nebo hektoritové jíly. Avšak spodumen je minerál, ze kterého se vyrábí největší množství lithia. Tyto minerály tvoří několik vyvřelých hornin, jako je žula nebo pegmatit.
Pokud jde o moře, extrahuje se ze solanky jako chlorid, hydroxid nebo uhličitan lithný, LiCl, LiOH a LidvaCO3, resp. Stejným způsobem jej lze získat z jezer nebo lagun nebo z různých nálevů solanky.
Celkově je lithium na 25. místě v hojnosti prvků na Zemi, což dobře koreluje s jeho nízkou koncentrací v zemi i ve vodě, a je proto považován za relativně vzácný prvek..
Lithium se nachází v mladých hvězdách, v hojnějším množství než ve starších hvězdách.
Chcete-li získat nebo vyrobit tento kov v čistém stavu, existují dvě možnosti (ignorování ekonomických aspektů nebo ziskovosti): extrahovat ho těžební činností nebo sbírat do solanky. Ten je hlavním zdrojem při výrobě kovového lithia..
Roztavená směs LiCl se získává ze solanky, kterou lze poté podrobit elektrolýze, aby se sůl oddělila na její elementární složky:
LiCl (l) → Li (s) + 1/2 Cldva(G)
Zatímco minerály jsou tráveny v kyselém prostředí za účelem získání jejich iontů Li+ po procesu separace a čištění.
Chile je považováno za největšího výrobce lithia na světě a získává ho ze solné plošiny Atacama. Na stejném kontinentu následuje Argentina, země, která extrahuje LiCl ze Salar del Hombre Muerto a nakonec z Bolívie. Austrálie je však největším producentem lithia využíváním spodumenu.
Nejznámější reakcí lithia je reakce, která přichází při kontaktu s vodou:
2Li (s) + 2HdvaO (l) → 2LiOH (vodný) + Hdva(G)
LiOH je hydroxid lithný a, jak je vidět, produkuje plynný vodík.
Reaguje s plynným kyslíkem a dusíkem za vzniku následujících produktů:
4Li (s) + O.dva(g) → 2LidvaVy)
2Li (s) + O.dva(g) → 2LidvaNEBOdva(s)
LidvaNebo je to oxid lithný, který má tendenci se tvořit nad LidvaNEBOdva, peroxid.
6 Li (s) + Ndva(g) → 2Li3N (s)
Lithium je jediný alkalický kov, který je schopen reagovat s dusíkem a způsobit tento nitrid. U všech těchto sloučenin lze předpokládat existenci Li kationtu+ účast na iontových vazbách s kovalentním charakterem (nebo naopak).
Může také přímo a energicky reagovat s halogeny:
2Li (s) + Fdva(g) → LiF (s)
Reaguje také s kyselinami:
2Li (s) + 2HCl (konc.) → 2LiCl (vod.) + Hdva(G)
3Li (s) + 4HNO3(zředit) → 3LiNO3(aq) + NO (g) + 2HdvaO (l)
Sloučeniny LiF, LiCl a LiNO3 jsou fluorid lithný, chlorid a dusičnan.
A pokud jde o jeho organické sloučeniny, nejznámější je lithium butyl:
2 Li + C.4H9X → C.4H9Li + LiX
Kde X je atom halogenu a C4H9X je alkylhalogenid.
Lithium reaguje prudce s vodou a může reagovat s vlhkostí na pokožce. To je důvod, proč kdyby s ním někdo zacházel holýma rukama, utrpěl by popáleniny. A pokud je granulovaný nebo ve formě prášku, vznítí se při pokojové teplotě, což představuje nebezpečí požáru.
K manipulaci s tímto kovem by se měly používat rukavice a ochranné brýle, protože minimální kontakt s očima by mohl způsobit silné podráždění..
Při vdechnutí mohou být účinky ještě horší, popáleniny dýchacích cest a způsobit plicní edém v důsledku vnitřní tvorby LiOH, žíraviny..
Tento kov musí být skladován ponořený v oleji nebo v suchém prostředí a inertnější než dusík; například v argonu, jak je znázorněno na prvním obrázku.
Sloučeniny odvozené od lithia, zejména jeho solí, jako je uhličitan nebo citrát, jsou mnohem bezpečnější. Že pokud lidé, kteří je požívají, respektují indikace předepsané jejich lékaři..
Některé z mnoha nežádoucích účinků, které může u pacientů vyvolat, jsou: průjem, nevolnost, únava, závratě, točení hlavy, třes, nadměrné močení, žízeň a přírůstek hmotnosti.
Účinky mohou být u těhotných žen ještě závažnější, mohou ovlivnit zdraví plodu nebo zvýšit vrozené vady. Stejně tak se jeho příjem nedoporučuje kojícím matkám, protože lithium může přecházet z mléka na dítě a odtud se mohou vyvinout všechny druhy anomálií nebo negativních účinků..
Nejznámější použití tohoto kovu na populární úrovni spočívá v oblasti medicíny. Má však uplatnění v jiných oblastech, zejména při skladování energie pomocí baterií..
Lithiové soli, konkrétně LidvaCO3, slouží jako přísada do slévárenských procesů pro různé účely:
-Odplynění
-Odsíří
-Zušlechťuje zrna neželezných kovů
-Zvyšuje tekutost strusky v licích formách
-Snižuje teplotu tání v hliníkových odlitcích díky vysokému měrnému teplu.
Alkyl lithiové sloučeniny se používají k alkylaci (přidání R postranních řetězců) nebo arylárních (přidání Ar aromatických skupin) molekulárních struktur. Vynikají svou dobrou rozpustností v organických rozpouštědlech a tím, že nejsou tak reaktivní v reakčním prostředí; proto slouží jako činidla nebo katalyzátory pro více organických syntéz.
Do oleje se přidá stearát lithný (produkt reakce mezi mazivem a LiOH), aby se vytvořila mazací směs.
Toto lithiové mazivo je odolné vůči vysokým teplotám, při chlazení neztvrdne a je inertní vůči kyslíku a vodě. Proto nachází uplatnění ve vojenském, leteckém a kosmickém průmyslu, průmyslu, automobilovém průmyslu atd..
Sklenice nebo keramika ošetřené LidvaNebo získají nižší viskozitu, když se roztaví a větší odolnost vůči tepelné roztažnosti. Například kuchyňské náčiní je vyrobeno z těchto materiálů a sklo Pyrex má také tuto směs ve svém složení..
Protože je to tak lehký kov, tak i jeho slitiny; mezi nimi ty z hliníku a lithia. Když je přidán jako přísada, dává jim nejen menší váhu, ale také větší odolnost vůči vysokým teplotám..
Díky vysokému měrnému teplu je ideální pro použití jako chladivo v procesech, kde se uvolňuje velké množství tepla; například v jaderných reaktorech. Je to proto, že „stojí“ za zvýšení teploty, a proto brání snadnému vyzařování tepla ven.
A nejslibnější využití ze všech je na trhu lithium-iontových baterií. Využívají výhody snadnosti, s jakou lithium oxiduje na Li+ použít uvolněný elektron a aktivovat externí obvod. Elektrody jsou tedy buď vyrobeny z kovového lithia, nebo z jeho slitin, kde Li+ může prokládat a cestovat skrz materiál elektrolytu.
Jako poslední kuriozita hudební skupina Evanescense věnovala tomuto minerálu píseň s názvem „Lithium“.
Zatím žádné komentáře