ליתיום

תכונות

הליתיום הוא המתכת הקלה ביותר וצפיפותו היא רק 0.53 גרם לסנטימטר מעוקב, בערך מחצית מצפיפות המים. לליתיום החום הסגולי הגבוה ביותר מבין המוצקים. כמו שאר המתכות האלקליות, ליתיום מגיב בקלות עם מים ועם חמצן ואינו נמצא בטבע במצב טהור. עם זאת תגובתו הכימית חלשה משל היסוד נתרן לו מבנה כימי דומה. ליתיום מתכתי בוער בלהבה אדומה (ראו צילום למטה) שמקורה בפליטה אטומית באורך גל -671nm. כאשר מחזקים את הבערה, האש מקבלת צבע לבן בוהק.
לליתיום שני איזוטופים יציבים, ⁶Li ו- ⁷Li, וגם הם בעלי אנרגיית הקשר הנמוכה ביותר מבין כל היסודות היציבים. בגלל אי יציבותו היחסית של אטום הליתיום, שכיחותו ביקום נמוכה יחסית. במערכת השמש 25 מתוך 32 היסודות הראשונים שבטבלה המחזורית שכיחים יותר מליתיום, למרות משקלו האטומי הנמוך.
לפי תאוריות קוסמולוגיות מודרניות, ליתיום היה אחד משלושת היסודות הראשונים שנוצרו אחר המפץ הגדול. ליתיום נוצר ביקום בהיתוך גרעיני בליבות של כוכבים צעירים מסוגים שונים. ריכוזים גבוהים יחסית שלו נצפים בכוכבים מסוג ננס חום בהם הטמפרטורה סלחנית יותר לקשרים הגרעיניים הרופפים יחסית של אטומי הליתיום. בכוכבים מסוג ננס אדום הטמפרטורה גבוהה מלאפשר קיום ליתיום.

תגובה עם מים

כאשר ליתיום פוגש במים, הוא הופך את המים לבסיסיים וגורם לפליטת גז מימן בתהליך הבא:
התגובה עם המים היא תגובה אקסותרמית הפולטת חום רב, וגורמת לניצוצות בצבע אדום כתום.

אנומליות כימיות של ליתיום

בניגוד למתכות האלקליות האחרות, ליתיום יגיב באוויר עם החנקן (ולא עם החמצן) ויתקבל Li₃N (ליתיום ניטריד) שצבעו כתום, ניטרידים של מתכות אלקליות אחרות אינם יציבים. בחמצן יתקבל ליתיום אוקסיד Li₂O בניגוד למתכות האלקליות האחרות שיתנו בעיקר פר-אוקסידים וסופר-אוקסידים. ליתיום הידרוקסיד LiOH מסיס הרבה פחות מהידרוקסידים של המתכות האלקליות האחרות כדוגמת בסיס הנתרן NaOH (סודה קאוסטית). בחימום, יתפרק LiOH לליתיום אוקסיד Li₂O בניגוד להידרוקסידים של מתכות אלקליות אחרות שיעברו המראה (סובלימציה) בלי להתפרק.
הרבה מהאנומליות של הליתיום נובעות מהיציבות של סריגים יוניים שלו עם אניונים קטנים (אנרגיות סריג גבוהות) בעוד שסריגים של מלחי ליתיום עם אניונים גדולים אינם יציבים בשל האריזה הלא יציבה שנובעת מהפרשי הגודל. כך, למשל, בניגוד לקרבונטים של מתכות אלקליות אחרות (כדוגמת Na₂CO₃ או סודה לכביסה) ליתיום קרבונט אינו יציב תרמית ויתפרק בחימום לליתיום אוקסיד ו CO₂. מאותה סיבה (אנרגיות סריג גבוהות עם אניונים קטנים) לליתיום פלואורי מסיסות נמוכה במים (רק 0.27 גרם למאה מ"ל ב18°C) בהשוואה מלחי הפלואוריד של חבריו לטור המתכות האלקליות. לעומת זאת כשמדובר באניון גדול (כדוגמת פרכלורט) היציבות של המלח נמוכה ליתיום פרכלורט LiClO4 מסיס יותר פי 3–12 (תלוי בממס) ממלח פרכלורט של נתרן.

היסטוריה

היסוד ליתיום זוהה על ידי הכימאי השוודי יוהאן אוגוסט ארפוודסון (Johan August Arfwedson), אז מתמחה במעבדה של יונס יעקב ברצליוס, ב-1817. ברצליוס קרא בתחילה ליסוד החדש ליתוס (מיוונית λιθoς - אבן) על מנת לייצג את העובדה שהתגלה לראשונה במינרל, לעומת מתכות אלקליות אחרות שהתגלו לראשונה בצמחים. שמו העברי - "אַבְנַן", ניתן מאותה סיבה. השם שונה אחר כך לליתיום על מנת ליישר קו עם שמות היסודות האחרים.

צורה בטבע

ליתיום לא נמצא בטבע בצורתו החופשית ותמיד קשור ליסוד אחד או יותר. ליתיום נמצא בכמויות קטנות כמעט בכל הסלעים הוולקנים.
מאז מלחמת העולם השנייה גברה הפקת הליתיום בעולם. ליתיום מופרד מיסודות אחרים בסלעים וולקנים, ממספר מינרלים וממוצה ממי מעיינות.
בארצות הברית ליתיום מופק מבריכות מי-מלח בנבדה. היום רוב הליתיום בעולם מופק בצורה זו, רובו מגיע מצ'ילה. כשני שלישים ממאגרי הליתיום שבעולם נמצאים בארגנטינה, בוליביה וצ'ילה, באזור המכונה משולש הליתיום.

אמצעי זהירות

כמו מתכות אלקליות אחרות, ליתיום טהור מתלקח בקלות כשהוא נחשף לאוויר או מים. מומלץ להימנע ממגע ליתיום מתכתי עם העור, מכיוון שהוא חומר משתך.
בזמן שנלקחים מלחי ליתיום כתרופה, צריך לעקוב אחר ריכוזו בדם על מנת להבטיח השגת רמה מספקת בדם ולמנוע סכנה של הרעלה.