Литий таблица менделеева: Литий Li в таблице Менделеева, химический элемент

Содержание

Литий Li в таблице Менделеева, химический элемент

Химический элемент Литий получил известность благодаря открытию Иоганна Августа Арфведсона в 1817 г в составе алюмосиликата, петалита. Затем «огнепостоянную щёлочь» нашли в других минералах естественного происхождения. Это белый, с серебристым блеском металл, который можно разрезать ножом. В таблице Менделеева занимает третье место и обозначается Li (от латинского Lithium).

Краткое описание химического элемента Литий

Порядковый (атомный) номер элемента в периодической системе химических элементов Менделеева равен трём. В обычных условиях металлический Li обладает самой низкой плотностью из всего числа известных металлов. Кроме того, он возглавляет семейство щелочных металлов по температуре плавления и кипения.

Исторические факты

Первый металлический образец был получен сэром Гемфри Дэви в процессе разложения электрическим током расплава гидроксида лития. Вместе с первым результатом электролиза лития, Леопольд Гмелин, экспериментируя с литий содержащими солями, отметил окрашивание пламени в тёмно-карминовый цвет.

Химические свойства лития

Литий проявляет «капризные» свойства при смешивании с натрием, совсем не реагирует с расплавами калия, рубидия и цезия. В условиях комнатной температуры литий не взаимодействует с сухим воздухом или водородом.  В отличие от остальных щелочных металлов, его невозможно хранить в керосине.  Для данной цели используют масло Шервуда, парафин, газовый бензин или минеральное масло в герметичных жестяных ёмкостях.

При температуре выше 100, но ниже 300 градусов цельсия, на поверхности лития образуется защитная оксидная плёнка, препятствующей дальнейшему взаимодействию хим. Элемента с окружающей средой, даже во влажном воздухе. Металлическая форма элемента обжигает при попадании на влажную поверхность кожи или слизистой.

Применение лития

Сам элемент и его соединения широко применяются для производства стекла, в качестве покрытия фарфора. Чёрная и цветная металлургия используют литий для придания сплавам прочности и пластичности, в изготовлении смазок. Текстильная промышленность применяет этот элемент в качестве отбеливателя тканей, пищевая – в роли консерванта, фармацевтика успешно использует в косметических препаратах.

Жидкий литий нашёл своё применение в ядерных реакторах, радиоактивный тритий получают при помощи изотопа лития-6. Широкое применение щелочной металл нашёл в химической промышленности, как катализатор многих процессов, компонент сплавов, из которых изготавливают холодные катоды, а также аноды источников тока.

Фторид лития в виде монокристаллов применяют для создания высокоточных лазеров с КПД 80%. Различные соединения с литием участвуют в дефектоскопии, пиротехнике, радиоэлектронике, оптоэлектронике.

Литий-ионные аккумуляторы

Интересные факты о литии

Соли лития – психотропное вещество, положительное влияние которых на психическое состояние человека было подтверждено лишь в середине XX века. Карбонат лития с успехом применяется для лечения людей с биполярным расстройством, маниакальной депрессией, склонных к суициду.

Этим объясняется низкий уровень преступности в тех районах, где в значительной степени литий содержится в питьевой воде. Механизм воздействия элемента до сих пор изучен слабо, но существуют предположения, что положительный эффект достигается регулятивной функцией активности части ферментов, участвующих в переносе ионов натрия и калия в мозг. Баланс Na и К напрямую отвечает за состояние психики. Так доказано, что у людей, склонных к депрессии, в клетках избыточное содержание натрия, а литий выравнивает ионную картину.

Свойство лития уменьшать депрессию и риск суицида нашло свое отражение в творчестве групп Nirvana и Evanescence. В их дискографии имеются психоделические песни под названием Lithium.

На роли лития в активизации спящих клеток костного мозга основана надежда современной медицины в деле борьбы с раком крови. Экспериментально доказано, что литий благоприятно воздействует на области поражения генитальным герпесом. Положительно отмечено применения Li в комплексе лечения гипертонии и диабета. Безусловна эффективность в рамках предупреждения склероза и заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Присутствуя в смазочных материалах, литий позволяет осваивать Антарктиду, в условиях критически низких температур. Без этого элемента техника попросту откажет. Его рассматривают как компонент твёрдого ракетного топлива, ведь результат сгорания 1 кг твёрдого Li более десяти тысяч килокалорий, что почти в пять раз больше, чем результат сгорания 1 кг керосина.

Литий

Ли́тий (лат. Lithium; обозначается символом Li) — элемент главной подгруппы первой группы, второго периода периодической системы химических элементов таблицы Менделеева, с атомным номером 3. Простое вещество литий (CAS-номер: 7439-93-2) — мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета.

История и происхождение названия

Литий был открыт в 1817 году шведским химиком и минералогом А. Арфведсоном сначала в минерале петалите (Li,Na)[Si4AlO10], а затем в сподумене LiAl[Si2O6] и в лепидолите KLi1. 5Al1.5[Si3AlO10](F,OH)2. Металлический литий впервые получил Гемфри Дэви в 1825 году. Своё название литий получил из-за того, что был обнаружен в «камнях» (греч. λίθος — камень). Первоначально назывался «литион», современное название было предложено Берцелиусом.

Нахождение в природе

Геохимия лития Литий по геохимическим свойствам относится к крупноионным литофильным элементам, в числе которых калий, рубидий и цезий. Содержание лития в верхней континентальной коре составляет 21 г/т, в морской воде 0,17 мг/л. Основные минералы лития — слюда лепидолит — KLi

1.5Al1.5[Si3AlO10] (F, OH)2 и пироксен сподумен — LiAl [Si2O6]. Когда литий не образует самостоятельных минералов, он изоморфно замещает калий в широко распространенных породообразующих минералах. Месторождения лития приурочены к редкометалльным гранитным интрузиям, в связи с которыми развиваются литиеносные пегматиты или гидротермальные комплексные месторождения, содержащие также олово, вольфрам, висмут и другие металлы.
Стоит особо отметить специфические породы онгониты — граниты с магматическим топазом, высоким содержанием фтора и воды, и исключительно высокими концентрациями различных редких элементов, в том числе и лития. Другой тип месторождений лития — рассолы некоторых сильносоленых озёр. Месторождения Месторождения лития известны в России (более 50% запасов страны сосредоточено в редкометальных месторождениях Мурманской области), Боливии, Аргентине, Мексике, Афганистане, Чили, США, Канаде, Бразилии, Испании, Швеции, Китае, Австралии, Зимбабве, Конго.

Получение

В настоящее время для получения металлического лития его природные минералы или разлагают серной кислотой (кислотный способ), или спекают с CaO или CaCO

3 (щелочной способ), или обрабатывают K2SO4 (солевой способ), а затем выщелачивают водой. В любом случае из полученного раствора выделяют плохо растворимый карбонат лития Li2CO3, который затем переводят в хлорид LiCl. Электролиз расплава хлорида лития проводят в смеси с KCl или BaCl2 (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси). 2LiCl = 2Li + Cl2 В дальнейшем полученный литий очищают методом вакуумной дистилляции.

Физические свойства

Литий — серебристо-белый металл, мягкий и пластичный, твёрже натрия, но мягче свинца. Его можно обрабатывать прессованием и прокаткой. Из всех щелочных металлов литий характеризуется самыми высокими температурами плавления и кипения (180,54 и 1340 °C, соответственно), у него самая низкая плотность при комнатной температуре среди всех металлов (0,533 г/см³, почти в два раза меньше плотности воды). Маленькие размеры атома лития приводят к появлению особых свойств металла. Например, он смешивается с натрием только при температуре ниже 380 °C и не смешивается с расплавленными калием, рубидием и цезием, в то время как другие па́ры щелочных металлов смешиваются друг с другом в любых соотношениях.

Химические свойства

Литий является щелочным металлом, однако относительно устойчив на воздухе. Литий является наименее активным щелочным металлом, с сухим воздухом (и даже с сухим кислородом) при комнатной температуре практически не реагирует.

По этой причине литий является единственным щелочным металлом, который не хранится в керосине (к тому же плотность лития столь мала, что он будет в нём плавать) и может непродолжительное время храниться на воздухе. Во влажном воздухе медленно реагирует с азотом, находящимся в воздухе, превращаясь в нитрид Li3N, гидроксид LiOH и карбонат Li2CO3. В кислороде при нагревании горит, превращаясь в оксид Li2O. Есть интересная особенность, что в интервале температур от 100 °C до 300 °C литий покрывается плотной оксидной плёнкой, и в дальнейшем не окисляется. В 1818 немецкий химик Леопольд Гмелин установил, что литий и его соли окрашивают пламя в карминово-красный цвет, это является качественным признаком для определения лития. Температура возгорания находится около 300 °C. Продукты горения раздражают слизистую оболочку носоглотки. Спокойно, без взрыва и возгорания, реагирует с водой, образуя LiOH и H
2
. Реагирует также с этиловым спиртом (с образованием алкоголята), с водородом (при 500—700 °C) с образованием гидрида лития, с аммиаком и с галогенами (с иодом — только при нагревании). При 130 °C реагирует с серой с образованием сульфида. В вакууме при температуре выше 200 °C реагирует с углеродом (образуется ацетиленид). При 600—700 °C литий реагирует с кремнием с образованием силицида. Химически растворим в жидком аммиаке (−40 °C), образуется синий раствор. Литий хранят в петролейном эфире, парафине, газолине и/или минеральном масле в герметически закрытых жестяных коробках. Металлический литий вызывает ожоги при попадании на влажную кожу, слизистые оболочки и в глаза.


Источник: Википедия

Другие заметки по химии

Литий

Зона данных | Открытие | Факты | Внешний вид и характеристики | Использование | Изобилие и изотопы | Каталожные номера

3

Li

6,94

Химический элемент литий относится к щелочным металлам. Он был открыт в 1817 году Йоханом Арфведсоном.

Зона данных

Классификация Литий является щелочным металлом
Цвет серебристый
Атомный вес 6,941
Государственный твердый
Температура плавления 180,54 или С, 453,69 К
Температура кипения 1347 или С, 1615 К
Электроны: 3
Протоны: 3
Нейтроны в наиболее распространенном изотопе: 4
Электронные оболочки 2,1
Электронная конфигурация 1 с 2 2 с 1
Плотность @ 20 o C 0,53 г/см 3

Реакции, Соединения, Радиусы, Проводимости”>Показать больше, в том числе: Теплота, Энергия, Окисление,

Реакции, Соединения, Радиусы, Проводимости

Атомный объем 13,10 см 3 /моль
Структура bcc объемно-центрированная кубическая
Твердость 0,6 месяца
Удельная теплоемкость 3,58 Дж г -1 К -1
Теплота плавления 3,00 кДж моль -1
Теплота распыления 159 кДж моль -1
Теплота парообразования 147,1 кДж моль -1
1
ст
энергия ионизации
520,2 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации 7298,1 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации 11815,0 кДж моль -1
Сродство к электрону 59,63 кДж моль -1
Минимальная степень окисления -1
Мин. общее окисление нет. 0
Максимальная степень окисления 1
Макс. общее окисление нет. 1
Электроотрицательность (шкала Полинга) 0,98
Объем поляризуемости 24,3 Å 3
Реакция с воздухом энергичный,⇒ Li 2 O
Реакция с 15 M HNO 3 энергичный,⇒ LiNO 3
Реакция с 6 М HCl энергичный,⇒ H 2 , LiCl
Реакция с 6 М NaOH мягкий, ⇒ H 2 , LiOH
Оксид(ы) Ли 2 О
Гидрид(ы) LiH
Хлорид(ы) LiCl
Атомный радиус 145 часов
Ионный радиус (1+ ион) 90 вечера
Ионный радиус (2+ ион)
Ионный радиус (3+ ион)
Ионный радиус (1-ион)
Ионный радиус (2-ионный)
Ионный радиус (3-ионный)
Теплопроводность 84,8 Вт·м -1 К -1
Электропроводность 11,7 x 10 6 S m -1
Температура замерзания/плавления: 180,54 или С, 453,69 К

Литий был получен в первые три минуты существования Вселенной, когда повсеместно температура была достаточно высокой для осуществления ядерного синтеза.

Эта короткая высокоэнергетическая фаза представлена ​​в самом низу диаграммы. Изображение: Гниксон

Открытие лития

Доктор Дуг Стюарт

Литий был обнаружен Йоханом Арфведсоном в 1817 году в Стокгольме, Швеция, во время анализа петалита (LiAlSi 4 O 10 ).

Он обнаружил, что петалит содержит «диоксид кремния, оксид алюминия и щелочь». (1)

Новый щелочной металл в петалите обладал уникальными свойствами.

Для его нейтрализации требовалось больше кислоты, чем натрия, а его карбонат был очень плохо растворим в воде — в отличие от карбоната натрия.

Новая щелочь отличалась от калия тем, что не давала осадка с винной кислотой.

Арфведсон пытался получить чистый образец нового металла электролизом, но безуспешно; батарея, которую он использовал, была недостаточно мощной. (2)

Чистый металл был выделен в следующем году шведским химиком Уильямом Бранде и английским химиком Хамфри Дэви, работавшими независимо друг от друга.

Дэви получил небольшое количество металлического лития путем электролиза карбоната лития. (3)

Он отметил, что новый элемент имеет красный цвет пламени, несколько похожий на стронций, и образует раствор щелочи при растворении в воде.

В те дни, когда безопасность была меньше, чем сейчас, сказал Бранде о литии, «его раствор на вкус едкий, как другие фиксированные щелочи». (4)

К 1855 году Роберт Бунзен и Август Маттиссен независимо производили металл в больших количествах путем электролиза расплавленного хлорида лития.

Название лития происходит от греческого слова «lithos», означающего «камень».

Интересные факты о литии

  • Считается, что литий является одним из трех элементов (остальные — водород и гелий), которые в значительных количествах образовались в результате Большого взрыва. Синтез этих элементов происходил в течение первых трех минут существования Вселенной.
  • Литий — единственный щелочной металл, реагирующий с азотом.
  • Хамфри Дэви впервые в мире произвел металлический литий из карбоната лития. Сегодня карбонат лития, а точнее ионы лития в карбонате лития, используются для подавления маниакальной фазы биполярного (маниакально-депрессивного) расстройства.
  • Аккумуляторы на основе лития произвели революцию в потребительских устройствах, таких как компьютеры и сотовые телефоны. При заданном весе литиевые батареи производят больше энергии, чем батареи на основе других металлов; другими словами, литиевые батареи имеют высокую плотность энергии.

 

Как извлечь полоску лития из батарейки Энерджайзер?

Литий в порошке реагирует с водой.

Литиевая батарея питает электронное устройство.

Внешний вид и характеристики

Вредное воздействие:

Литий вызывает коррозию и вызывает ожоги кожи в результате образования едкого гидроксида при контакте с влагой. Женщинам, принимающим карбонат лития для лечения биполярного расстройства, может быть рекомендовано изменить лечение во время беременности, поскольку литий может вызвать врожденные дефекты.

Характеристики:

Литий мягкий, серебристо-белый, наименее плотный из металлов. Он очень реакционноспособен и не встречается в природе свободно.

Свежеотрезанные поверхности быстро окисляются на воздухе с образованием черного оксидного покрытия. Это единственный распространенный металл (но см. радий), который реагирует с азотом при комнатной температуре, образуя нитрид лития.

Литий горит малиновым пламенем, но когда металл горит достаточно хорошо, пламя становится ярко-белым.

Литий обладает высокой удельной теплоемкостью и существует в жидком состоянии в широком диапазоне температур.

Использование лития

Чистый металлический литий используется в перезаряжаемых ионно-литиевых батареях, а металл используется в виде сплава с алюминием, медью, марганцем и кадмием для изготовления деталей самолетов с высокими эксплуатационными характеристиками.

Литий также имеет различные ядерные применения, например, в качестве теплоносителя в ядерных реакторах-размножителях и источника трития, который образуется при бомбардировке лития нейтронами.

Карбонат лития используется как лекарство, стабилизирующее настроение.

Хлорид и бромид лития используются в качестве осушителей.

Лития стеарат используется как универсальная и высокотемпературная смазка.

Содержание и изотопы

Содержание в земной коре: 20 частей на миллион по массе, 60 частей на миллион по молям

Изобилие солнечной системы: 60 частей на триллион по весу, 10 частей на триллион по молям

Стоимость в чистом виде: 27 долларов за 100 г

Стоимость в чистом виде: 9,50 долларов за 100 г природа. Он содержится в небольших количествах в рудах изверженных пород и в солях из минеральных источников. Чистый металлический литий получают электролизом из смеси плавленых (расплавленных) хлоридов лития и хлоридов калия.

Изотопы: Литий имеет 7 изотопов с известными периодами полураспада и массовыми числами от 5 до 11. Встречающийся в природе литий представляет собой смесь двух его стабильных изотопов 6 Li и 7 Li с естественным содержанием 7,6% и 92,4% соответственно.

Ссылки
  1. Томас Томсон, Система химии неорганических тел, 1831, Том 1
  2. Мэри Эльвира Уикс, Открытие элементов., 2003, стр. 125 Kessinger Publishing.
  3. Королевский институт Великобритании, Ежеквартальный журнал науки и искусства, том 5, 1818 г., стр. 338. (pdf)
  4. Уильям Томас Бранде, Уильям Джеймс Макнивен Руководство по химии (1821 г.), стр. 191. (pdf)
Процитировать эту страницу

Для онлайн-ссылки скопируйте и вставьте один из следующих элементов:

 Литий
 

или

 Факты о литиевых элементах
 

Для цитирования этой страницы в научном документе используйте следующую ссылку в соответствии с MLA:

 «Литий».  Химическая периодическая таблица. Chemicool.com. 17 октября 2012 г. Интернет.
. 

Живой элемент Литий | Периодическая таблица

Элемент Литий

Знакомство с литием

Литий занимает свое место в качестве третьего элемента в периодической таблице элементов, расположенного чуть ниже водорода и слева от бериллия. Это первый металл на столе (за исключением редкого металлического водорода), и он получил свое название от греческого слова «lithos», означающего «камень». Во многих современных технологиях используется литий, и он сыграл ключевую роль в развитии экономики 21 века.

Десять интересных фактов о литии

  • Ножницы могут разрезать этот мягкий элемент
  • Литий быстро реагирует с кислородом воздуха, приобретая темно-серый или черный цвет
  • Смазка, содержащая литий, остается густой при высоких температурах, в то время как другие смазки становятся жидкими. Это делает его пригодным для автомобильных аксессуаров
  • Газировка 7Up содержала цитрат лития, препарат, стабилизирующий настроение, до 1950 г.
  • В батарее литий производит 3+ вольта, больше, чем любой другой металл
  • Литий очень легкий, что делает его полезным для компонентов транспортных средств
  • Литий является наименее плотным металлом при стандартных условиях
  • Нет природных месторождений чистого лития
  • Было обнаружено, что соли лития обладают сильным антидепрессивным действием
  • Алюминий продукты часто режут литием, чтобы уменьшить вес
  • 6 Li и  7 Li — два изотопа лития

В периодической таблице

Под водородом и после гелия литий с атомным символом Li и атомным номером 3 находится в группе 1 периодической таблицы. Он принадлежит к семейству элементов, известных как щелочные металлы, в которые входят натрий и калий. Как и у этих родственных элементов, у Li всего один валентный электрон.

Его электроотрицательность составляет 0,98 по шкале Полинга. Типичная электронная конфигурация лития: 1s 2 2s 1.

В организме человека

В питании человека литий не требуется в качестве микроэлемента, но он использовался в различных фармацевтических целях в течение последних 70 лет. Начиная с 1949, соли, такие как карбонат лития, стали активным ингредиентом в лечении биполярных расстройств, а также шизофрении с неоднозначными результатами.

Литиевые сплавы

Наиболее распространенным сплавом является алюминиево-литиевый сплав, который имеет многочисленные промышленные применения. Алюминиево-литиевые сплавы находят применение в рамах транспортных средств, таких как самолеты, поезда и автомобили. Поскольку литий является наименее плотным металлом, он очень удобен для создания легких компонентов автомобилей. Более легкие автомобили могут лучше максимизировать эффективность использования топлива. Другое соединение, оксид лития, помогает в производстве стеклокерамики.

Применение в современном мире

Наиболее заметное применение лития сегодня связано с электроникой, особенно с литий-ионными батареями. Эти батареи получили свое развитие в начале 1980-х годов. Эти батареи состоят из отрицательного электрода на основе углерода и положительного электрода на основе оксида металла. Каждый электрод может переключаться между работой в качестве анода или в качестве катода, в зависимости от направления тока, протекающего через ячейку. Литий-ионные батареи представляют собой революцию в электрохимии. Они более долговечны, быстрее заряжаются и обладают большей плотностью энергии, чем традиционные батареи. Почти все портативные электронные устройства, а также электроинструменты и электромобили используют эти современные аккумуляторы.

Когда и как был открыт литий?

Примерно в 1800-х годах бразильский химик Хосе Банифасио де Андрада обнаружил минерал петалит в шахте в Швеции. Петалит был признан первым минералом, содержащим литий. Однако литий не был должным образом выделен до тех пор, пока 17 лет спустя шведский химик Йохан Август Арфведсон не провел химический анализ петалитовой руды. Он наблюдал, как этот новый элемент образует соединения, подобные натрию и калию, намекая на его возможное место в периодической таблице.

Где во Вселенной присутствует литий?

Недавние исследования НАСА показывают, что большая часть лития, присутствующего на Земле, образовалась в далеких звездах. Точнее, от звездного события, известного как классическая новая звезда, или когда маленькая звезда коллапсирует под действием гравитации более крупной звезды. Исследователи из Университета штата Аризона, финансируемые за счет гранта НАСА, показали, что большая часть лития во Вселенной образовалась в результате ядерных реакций, которые питают эти новые звезды. Подсчитано, что около 97% лития на Земле восходит к этим массивным межзвездным взрывам!

На Земле литий содержится в горных породах, воде и биологических тканях. Он присутствует в земной коре примерно в 0,003%.

Соединения, реакции, степени окисления, выделение

Химические свойства

Литий — единственный металл, который реагирует с азотом в воздухе с образованием нитридов. На воздухе он вступает в реакцию с кислородом, окрашивая металл в тускло-серый цвет. Когда литий плавает в воде, он вступает в реакцию, крадет кислород из воды, выделяя при этом пузырьки водорода.

Соединения лития

Литий имеет степень заряда/окисления +1. Естественно, он имеет тенденцию образовывать соединения с анионами с зарядом -1. Однако он также может образовывать соединения с другими типами анионов, когда присутствует несколько атомов лития, при условии, что общий заряд соединения равен нулю.

Бикарбонат лития (LiHCO
3 )

Активное соединение в препаратах, используемых для лечения биполярных расстройств, маниакальных состояний и депрессии. На протяжении десятилетий его изучали как средство, улучшающее настроение.

Гидрид лития (LiH)

LiH действует как соединение-предшественник для синтеза большинства соединений лития. Эта форма водорода помогает стабилизировать и хранить ракетное топливо.

Фосфат лития (Li
3 PO 4 )

Действует как электролит при создании высокопроизводительных аккумуляторов.

Оксид лития (Li
2 O)

Используется в качестве флюса в керамических глазурях. При использовании с медью он может генерировать синий цвет.

Хромат лития (Li
2 CrO 4 )

Имеет широкий спектр применения, включая батареи, консерванты для древесины и ингибиторы коррозии металлов.

Хлорид лития (LiCl)

LiCl хорошо растворяется в воде и является одним из самых гигроскопичных известных материалов, то есть легко поглощает влагу/влажность из воздуха. Это делает его очень ценным в конструкции кондиционеров.

Бромид лития (LiBr)

Подобно своему двоюродному брату LiCl, LiBr очень гигроскопичен, но не так хорошо растворяется в воде. Это соединение используется в крупномасштабных промышленных сушильных системах.

Стеарат лития (C
18 H 35 LiO 2 )

Классифицируемое как мыло, это соединение является отличной универсальной механической смазкой, особенно эффективной при высоких температурах.

Оставить комментарий