Litiu

Pentru alte sensuri, vezi Lithium.

Litiu
Heliu ← Litiu → Beriliu H   3 Li                                                                                                                                                                                                                                           Li Na Tabelul complet • Tabelul extins
Informații generale
Nume, Simbol, Număr	Litiu, Li, 3
Serie chimică	metale alcaline
Grupă, Perioadă, Bloc	1, 2, s
Densitate	535 kg/m³
Culoare	alb-argintiu/gri
Număr CAS	7439-93-2
Număr EINECS
Proprietăți atomice
Masă atomică	6,941 u
Rază atomică	145 (167) pm
Rază de covalență	134 pm
Rază van der Waals	182 pm
Configurație electronică	[He]2s1
Electroni pe nivelul de energie	2, 1
Număr de oxidare	+1
Oxid	bază tare
Structură cristalină	Cubică cu fețe centrate
Proprietăți fizice
Fază ordinară	solid
Punct de topire	180,5 °C ; 453,69 K
Punct de fierbere	1 341,9 °C ; 1 615 K
Energie de fuziune	3 kJ/mol
Energie de evaporare	145,92 kJ/mol
Temperatură critică	K
Presiune critică	Pa
Volum molar	13,02×10-6 m³/kmol
Presiune de vapori	1,63×10-8
Viteza sunetului	6000 m/s la 20 °C
Forță magnetică
Informații diverse
Electronegativitate (Pauling)	0,98
Căldură specifică	3582 J/(kg·K)
Conductivitate electrică	10,8×106 S/m
Conductivitate termică	84,7 W/(m·K)
Primul potențial de ionizare	520,2 kJ/mol
Al 2-lea potențial de ionizare	7298,1 kJ/mol
Al 3-lea potențial de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_3}}} kJ/mol
Al 4-lea potențial de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_4}}} kJ/mol
Al 5-lea potențial de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_5}}} kJ/mol
Al 6-lea potențial de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_6}}} kJ/mol
Al 7-lea potențial de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_7}}} kJ/mol
Al 8-lea potențial de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_8}}} kJ/mol
Al 9-lea potențial de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_9}}} kJ/mol
Al 10-lea potențial de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_10}}} kJ/mol
Cei mai stabili izotopi
Simbol AN T1/2 MD Ed PD MeV 6Li 7,5 % stabil cu 3 neutroni 7Li 92,5 % stabil cu 4 neutroni 8Li sintetic 0,838 s β- 16 8Be
Precauții
NFPA 704
Unitățile SI și condiții de temperatură și presiune normale dacă nu s-a specificat altfel.

Litiu

Litiul este un element chimic având simbolul chimic Li și numărul atomic 3. Este un metal alcalin ușor având o culoare alb-argintie. In condiții normale este cel mai ușor metal și cel mai puțin dens solid. La fel ca toate metalele alcaline, litiul este foarte reactiv, se corodează rapid în aer umed pierzându-și luciul și înnegrindu-se. Din acest motiv este păstrat sub un strat de ulei.

Conform teoriei, litiul (mai ales ⁷Li) a fost unul dintre puținele elemente sintetizate în urma Big Bang-ului, deși cantitatea lui a scăzut semnificativ. Motivele dispariției și procesele prin care litiul este produs continuă să fie unul dintre studiile importante din astronomie. Litiul este al 33-lea element ca abundență pe Pământ dar datorită marii lui reactivități este găsit doar sub formă de compus. Litiul se găsește în zăcăminte pegmatitice, dar se poate obține de asemenea din apa de mare și argilă; la scară industrială, litiul este izolat electrolitic dintr-o mixtură de clorură de litiu și clorură de potasiu.

Cantități mici de litiu se găsesc în apa oceanelor și în unele organisme vii, cu toate că s-a constatat că nu îndeplinește nici o necesitate biologică pentru organismul uman. Totuși, efectul neurologic al ionilor de litiu Li⁺, face ca unele săruri de litiu să fie folosite ca medicamente pentru îmbunătățirea stării de spirit. Litiul și compușii săi au și alte câteva aplicații industriale, incluzând sticlă și ceramică termorezistentă, aliaje de mare rezistență și cu greutate redusă folosite în aeronautică și nu în ultimul rând baterii alcaline cu litiu. Litiul, de asemenea are un rol important în fizica nucleară: fisiunea atomilor de litiu a fost prima reacție nucleară efectuată de către omenire, și deuteritiul de litiu este combustibil pentru armele termonucleare.

Descoperire

Litiul a fost descoperit în anul 1817 de către Johan August Arfvedson la Stockholm, Suedia. Metalul în sine a fost izolat în 1821 de către William T. Brande. Primele minerale de litiu descoperite au fost petalitul și spodumenul; acestea au fost găsite pe insula suedeză Uto de către mineralogul Joze Bonifacio de Andrada e Silva, în timpul unui tur făcut în Europa în 1790. Natura ciudată a acestor minerale a fost notificată, acestea fiind dificil de analizat și emiteau o flamă roșie intensă la încălzire; culoarea este datorată hidroxidului de litiu.

În 1817, Arfvedson a analizat petalitul și a realizat că acesta conține un metal necunoscut anterior, numindu-l litiu deoarece provenea dintr-o piatră. Își anunță descoperirea în anul 1818, identificând litiul ca fiind un nou metal alcalin și o variantă alcalină mai ușoară ca sodiul. Va descoperi, ulterior, că spodumenul și lepidolitul de asemenea conțin litiu.

Deși litiul este un metal alcalin, asemeni sodiului și potasiului, Arfvedson nu a reușit izolarea acestuia prin electroliză; deși un alt chimist, William Brande, a reușit să obțină o cantitate mică de substanță prin electroliză, aceasta era insuficientă pentru măsuratori. Humphry Davy a reușit de asemenea să izoleze o cantitate minusculă de element, iar în 1855 chimistul german Robert Bunsen și chimistul britanic Augustus Matthiessen au reușit în mod independent izolarea litiului pentru a-i putea studia proprietățile. Acest lucru a fost posibil prin electroliza topiturii de clorură de litiu.

Caracteristici generale

• Moale;
• Argintiu gri;
• Se oxidează repede;
• Puțin toxic;
• Arde repede;
• Căldură specifică înaltă.

Litiul se găsește foarte puțin răspândit în natură. În cantități mici însoțește potasiul și sodiul în unele roci, cum sunt spodumenul, un silicat de litiu și aluminiu, LiAl[SiO₃]₂, lepidolitul, un fluoro- sau hidroxo-aluminosilicat de litiu, potasiu și aluminiu, Li₃K₂Al₃[Al(Si₃O₁₀)₂(OH, F)₄], zinnwalditul, o varietate de lepidolit cu mult fier, etc. Cantități mici de compuși de litiu se găsesc în unele ape minerale, în diferite plante (ca de exemplu, tutun, sfeclă de zahăr, trestie de zahăr), etc.

Litiul se obține, de obicei, prin electroliza clorurii de litiu topite.

Este un metal moale; are cea mai mică densitate dintre metale.

Combinații și reactivitate

Litiul descompune apa; în aer se aprinde formând oxid de litiu și superoxid de litiu, Li₂O. Încălzit în atmosferă de hidrogen formează hidrura de litiu, LiH, care este cea mai stabilă dintre hidrurile metalelor alcaline. Litiul este singurul metal alcalin care se combină direct cu azotul la rece, formând nitrura, Li₃N; de asemenea, se combină direct la cald cu halogenii formând halogenuri, LiX, cu sulf, formând sulfura, Li₂S, cu carbonul, formând carbura, Li₂C₂, cu siliciul, formând siliciura, Li₆Si₂, etc.

Izotopi

Are doi izotopi stabili cu numere de masă 6 și 7.

Întrebuințări

Litiul este folosit pentru:

• aliaje de lagăre (împreună cu sodiul și calciul).
• dezoxidant, desulfurizant și degazant pentru cupru.
• prepararea tritiului, ³H.
• baterii și acumulatori electrici.

Vezi și

• Tabelul periodic al elementelor
• Acumulator litiu-aer
• Acumulator Li-ion
• Hidroxid de litiu

Bibliografie

• A Banciu Din istoria descoperirii elementelor chimice, ESE,1981
• Liviu Oniciu Chimie fizică. Electrochimie ed I, II EDP 1974, 1977
• Liviu Oniciu Conversia electrochimică a energiei 1977

Bibliografie suplimentară

• Incepe o noua goana. Dupa litiu, 2 octombrie 2009, Ovidiu D. Popica, România liberă

Legături externe

• Litiul pe sistemul-periodic.go.ro
• Litiul – incredibilul potential al celui de al treilea element, 24 august 2009, Alexandru Safta, Descoperă