Запрос «Lithium» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Эта статья — о химическом элементе. О применении в медицине см. Препараты лития. 3 Гелий ← Литий → Бериллий 3Li Внешний вид простого вещества Мягкий металл серебристо-белого цвета Свойства атома Имя, символ, номер Ли́тий / Lithium (Li), 3 Атомная масса (молярная масса) 6,941 а. е. м. (г/моль) Электронная конфигурация [He] 2s1 Радиус атома 155 пм Химические свойства Ковалентный радиус 163 пм Радиус иона 68 (+1e) пм Электроотрицательность 0,98 (шкала Полинга) Электродный потенциал -3,06В Степени окисления +1 Энергия ионизации (первый электрон) 519,9(5,39) кДж/моль (эВ) Термодинамические свойства простого вещества Плотность (при н. у.) 0,534 г/см³ Температура плавления 453,69 K Температура кипения 1613 K Теплота плавления 2,89 кДж/моль Теплота испарения 148 кДж/моль Молярная теплоёмкость 24,86[1] Дж/(K·моль) Молярный объём 13,1 см³/моль Кристаллическая решётка простого вещества Структура решётки кубическая объёмноцентрированая Параметры решётки 3,490 Å Температура Дебая 400 K Прочие характеристики Теплопроводность (300 K) 84,8 Вт/(м·К) 3 Литий Li 6,941 [Не]2s1 Ли́тий (лат. Lithium; обозначается символом Li) — элемент главной подгруппы первой группы, второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 3. Простое вещество литий (CAS-номер: 7439-93-2) — мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета. Содержание 1 История и происхождение названия 2 Нахождение в природе 2.1 Геохимия лития 2.2 Месторождения 3 Получение 4 Физические свойства 5 Химические свойства 6 Изотопы лития 7 Применение 7.1 Термоэлектрические материалы 7.2 Химические источники тока 7.3 Ракетное топливо 7.4 Лазерные материалы 7.5 Окислители 7.6 Дефектоскопия 7.7 Пиротехника 7.8 Сплавы 7.9 Электроника 7.10 Металлургия 7.10.1 Металлургия алюминия 7.10.2 Легирование алюминия 7.11 Ядерная энергетика 7.11.1 Литий-6 (термояд) 7.11.2 Литий-7 (теплоноситель) 7.12 Сушка газов 7.13 Медицина 7.14 Смазочные материалы 7.15 Регенерация кислорода в автономных аппаратах 7.16 Силикатная промышленность 7.17 Прочие области применения 8 Цены 9 Интересные факты 10 Примечания 11 См. также 12 Ссылки 13 Литература править 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. править Нахождение в природе править 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[2]. Основные минералы лития — слюда лепидолит — KLi1,5Al1,5[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. править Месторождения Месторождения лития известны в России, Боливии, Аргентине, Мексике, Афганистане, Чили, США, Канаде, Бразилии, Испании, Швеции, Китае, Австралии, Зимбабве, Конго[3]. править Получение В настоящее время для получения металлического лития его природные минералы или разлагают серной кислотой (кислотный способ), или спекают с CaO или CaCO3 (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. править Физические свойства Литий — серебристо-белый металл, мягкий и пластичный, твёрже натрия, но мягче свинца. Его можно обрабатывать прессованием и прокаткой. При комнатной температуре металлический литий имеет кубическую объёмноцентрированную решётку (координационное число 8), которая при холодной обработке переходит в кубическую плотноупакованную решётку, где каждый атом, имеющий двойную кубооктаэдрическую координацию, окружён 12 другими. Ниже 78 К устойчивой кристаллической формой является гексагональная плотноупакованная структура, в которой каждый атом лития имеет 12 ближайших соседей, расположенных в вершинах кубооктаэдра. 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. Карминово-красное окрашивание пламени солями лития править 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 H2. 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. править Изотопы лития Природный литий состоит из двух стабильных изотопов: 6Li (7,5 %) и 7Li (92,5 %); в некоторых образцах лития изотопное соотношение может быть сильно нарушено вследствие природного или искусственного фракционирования изотопов. Это следует иметь в виду при точных химических опытах с использованием лития или его соединений. У лития известны 7 искусственных радиоактивных изотопов и два ядерных изомера (4Li − 12Li и 10m1Li − 10m2Li соответственно). Наиболее устойчивый из них, 8Li, имеет период полураспада 0,8403 с. Экзотический изотоп 3Li (трипротон), по-видимому, не существует как связанная система. 7Li является одним из немногих изотопов, возникших при первичном нуклеосинтезе (то есть вскоре после Большого Взрыва). Образование элемента лития в звездах возможно по ядерной реакции «скалывания» более тяжелых элементов. править Применение править Термоэлектрические материалы Сплав сульфида лития и сульфида меди — эффективный полупроводник для термоэлектропреобразователей (ЭДС около 530 мкВ/К). править Химические источники тока Из лития изготовляют аноды химических источников тока (аккумуляторов, например литий-хлорных аккумуляторов) и гальванических элементов с твёрдым электролитом (например, литий-хромсеребряный, литий-висмутатный, литий-окисномедный, литий-двуокисномарганцевый, литий-иодсвинцовый, литий-иодный, литий-тионилхлоридный, литий-оксидванадиевый, литий-фторомедный, литий-двуокисносерный элементы), работающих на основе неводных жидких и твёрдых электролитов (тетрагидрофуран, пропиленкарбонат, метилформиат, ацетонитрил). Кобальтат лития и молибдат лития показали лучшие эксплуатационные свойства и энергоёмкость в качестве положительного электрода литиевых аккумуляторов. Гидроксид лития используется как один из компонентов для приготовления электролита щелочных аккумуляторов. Добавление гидроксида лития к электролиту тяговых железо-никелевых, никель-кадмиевых, никель-цинковых аккумуляторных батарей повышает их срок службы в 3 раза и ёмкость на 21 % (за счёт образования никелатов лития). Алюминат лития — наиболее эффективный твёрдый электролит (наряду с цезий-бета-глинозёмом). править Ракетное топливо Теоретические характеристики ракетных топлив, образованных литием с различными окислителями.источник не указан 733 дня Окислитель Окислитель Удельная тяга (Р1, сек) Температура сгорания °С Плотность топлива г/см³ Прирост скорости, ΔVид,25, м/сек Весовое содерж.горючего % Фтор 378,3 сек 5350 °C 0,999 4642 м/сек 28 % Тетрафторгидразин 348,9 сек 5021 °C 0,920 4082 м/сек 21,07 % ClF3 320,1 сек 4792 °C 1,163 4275 м/сек 24 % ClF5 334 сек 4946 °C 1,128 4388 м/сек 24,2 % Перхлорилфторид 262,9 сек 3594 °C 0,895 3028 м/сек 41 % Окись фтора 339,8 сек 4595 °C 1,097 4396 м/сек 21 % Кислород 247,1 сек 3029 °C 0,688 2422 м/сек 58 % Перекись водорода 270,5 сек 2995 °C 0,966 3257 м/сек 28,98 % N2O4 239,7 сек 3006 °C 0,795 2602 м/сек 48 % Азотная кислота 240,2 сек 3298 °C 0,853 2688 м/сек 42 % править Лазерные материалы Монокристаллы фторида лития используются для изготовления высокоэффективных (КПД 80 %) лазеров на центрах свободной окраски, и для изготовления оптики с широкой спектральной полосой пропускания. править Окислители Перхлорат лития используют в качестве окислителя. править Дефектоскопия Сульфат лития используют в дефектоскопии. править Пиротехника Нитрат лития используют в пиротехнике. править Сплавы Сплавы лития с серебром и золотом, а также медью являются очень эффективными припоями. Сплавы лития с магнием, скандием, медью, кадмием и алюминием — новые перспективные материалы в авиации и космонавтике. На основе алюмината и силиката лития создана керамика, затвердевающая при комнатной температуре и используемая в военной технике, металлургии, и, в перспективе, в термоядерной энергетике. Огромной прочностью обладает стекло на основе литий-алюминий-силиката, упрочняемого волокнами карбида кремния. Литий очень эффективно упрочняет сплавы свинца и придает им пластичность и стойкость против коррозии. править Электроника Триборат лития-цезия используется как оптический материал в радиоэлектронике. Кристаллические ниобат лития LiNbO3 и танталат лития LiTaO3 являются нелинейными оптическими материалами и широко применяются в нелинейной оптике, акустооптике и оптоэлектронике. Литий также используется при наполнении осветительных газоразрядных металлогалогеновых ламп. править Металлургия В чёрной и цветной металлургии литий используется для раскисления и повышения пластичности и прочности сплавов. Литий иногда применяется для восстановления методами металлотермии редких металлов. править Металлургия алюминия Карбонат лития является важнейшим вспомогательным веществом (добавляется в электролит) при выплавке алюминия и его потребление растет с каждым годом пропорционально объёму мировой добычи алюминия (расход карбоната лития 2,5-3,5 кг на тонну выплавляемого алюминияисточник не указан 17 дней). править Легирование алюминия Введение лития в систему легирования позволяет получить новые сплавы алюминия с высокой удельной прочностью. Добавка лития снижает плотность сплава и повышает модуль упругости. При содержании лития до 1,8 % сплав имеет низкое сопротивление коррозии под напряжением, а при 1,9 % сплав не склонен к коррозионному растрескиванию. Увеличение содержания лития до 2,3 % способствует возрастанию вероятности образования рыхлот и трещин. Механические свойства при этом изменяются: пределы прочности и текучести возрастают, а пластические свойства снижаются. Наиболее известны системы легирования Al-Mg-Li (пример — сплав 1420, применяемый для изготовления конструкций летательных аппаратов) и Al-Cu-Li (пример — сплав 1460, применяемый для изготовления емкостей для сжиженных газов). править Ядерная энергетика Изотопы 6Li и 7Li обладают разными ядерными свойствами (сечение поглощения тепловых нейтронов, продукты реакций) и сфера их применения различна. Гафниат лития входит в состав специальной эмали, предназначенной для захоронения высокоактивных ядерных отходов, содержащих плутоний. править Литий-6 (термояд) Применяется в термоядерной энергетике. При облучении нуклида 6Li тепловыми нейтронами получается радиоактивный тритий 31H (Т): 63Li + 10n = 31H + 42He. Благодаря этому литий-6 может применяться как замена радиоактивного, нестабильного и неудобного в обращении трития как в военных (термоядерное оружие), так и в мирных (управляемый термоядерный синтез) целях. В термоядерном оружии обычно применяется дейтерид лития-6 6LiD. Перспективно также использование лития-6 для получения гелия-3 (через тритий) с целью дальнейшего использования в дейтерий-гелиевых термоядерных реакторах. править Литий-7 (теплоноситель) Применяется в ядерных реакторах, использующих реакции с участием тяжёлых элементов, таких как уран, торий или плутоний. Благодаря очень высокой удельной теплоёмкости и низкому сечению захвата тепловых нейтронов, жидкий литий-7 (часто в виде сплава с натрием или цезием-133) служит эффективным теплоносителем. Фторид лития-7 в сплаве с фторидом бериллия (66 % LiF + 34 % BeF2) носит название «флайб» (FLiBe) и применяется как высокоэффективный теплоноситель и растворитель фторидов урана и тория в высокотемпературных жидкосолевых реакторах, и для производства трития. править Сушка газов Высокогигроскопичные бромид LiBr и хлорид лития LiCl применяются для осушения воздуха и других газов. править Медицина Основная статья: Препараты лития Соли лития обладают нормотимическими и другими лечебными свойствами. Поэтому они находят применение в медицине. править Смазочные материалы Стеарат лития («литиевое мыло») используется в качестве высокотемпературной смазки. См.: литол. править Регенерация кислорода в автономных аппаратах Гидроксид лития LiOH, пероксид Li2O2 и супероксид LiO2 применяются для очистки воздуха от углекислого газа; при этом последние два соединения реагируют с выделением кислорода (например, 4LiO2 + 2CO2 → 2Li2CO3 + 3O2), благодаря чему они используются в изолирующих противогазах, в патронах для очистки воздуха на подлодках, на пилотируемых космических аппаратах и т. д. править Силикатная промышленность Литий и его соединения широко применяют в силикатной промышленности для изготовления специальных сортов стекла и покрытия фарфоровых изделий. править Прочие области применения Соединения лития используются в текстильной промышленности (отбеливание тканей), пищевой (консервирование) и фармацевтической (изготовление косметики). править Цены По состоянию на конец 2007 — начало 2008 года цены на металлический литий (чистота 99 %) составляли 63-66 USD за 1 кг[4]. править Интересные факты Литий — самый легкий металл. Он всплывает, например, в керосине[5]. править Примечания ↑ Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 605. — 671 с. — 100 000 экз. ↑ J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965 ↑ Елена Савинкина Литий  (рус.). Распространение лития в природе и его промышленное извлечение. Онлайн Энциклопедия Кругосвет. Проверено 20 сентября 2010. ↑ Свежие данные по ценам в Китае на кобальт, кадмий, ниобий, магний и еще более 20 второстепенных металлов! ↑ Книга рекордов Гиннесса для химических веществ править См. также Категория:Соединения лития править Ссылки Литий на Викискладе? Литий на Webelements Литий в Популярной библиотеке химических элементов Литий править Литература Плющев В. Е., Степин Б. Д. Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия.- М.-Л.: Химия, 1970.- 407 с Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 H   He 2 Li Be   B C N O F Ne 3 Na Mg   Al Si P S Cl Ar 4 K Ca   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo Щелочные металлы  Щёлочноземельные металлы  Лантаноиды Актиноиды Переходные металлы Другие металлы Металлоиды Другие неметаллы Галогены Инертные газы п·о·р Электрохимический ряд активности металлов Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2, W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tс, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au Элементы расположены в порядке возрастания стандартного электродного потенциала. п·о·р Щелочные металлы Литий Li Атомный номер: 3 Атомная масса: 6.941 Темп. плавления: 453.69 K Темп. кипения: 1615 K Плотность: 0.534 г/см³ Электроотрицательность: 0.98 Натрий Na Атомный номер: 11 Атомная масса: 22.990 Темп. плавления: 370.87 K Темп. кипения: 1156 K Плотность: 0.97 г/см³ Электроотрицательность: 0.96 Калий K Атомный номер: 19 Атомная масса: 39.098 Темп. плавления: 336.58 K Темп. кипения: 1032 K Плотность: 0.86 г/см³ Электроотрицательность: 0.82 Рубидий Rb Атомный номер: 37 Атомная масса: 85.468 Темп. плавления: 312.46 K Темп. кипения: 961 K Плотность: 1.53 г/см³ Электроотрицательность: 0.82 Цезий Cs Атомный номер: 55 Атомная масса: 132.905 Темп. плавления: 301.59 K Темп. кипения: 944 K Плотность: 1.93 г/см³ Электроотрицательность: 0.79 Франций Fr Атомный номер: 87 Атомная масса: (223) Темп. плавления: 295 K Темп. кипения: 950 K Плотность: 1,87 г/см³ Электроотрицательность: 0.7