Litium
Inti atom litium bergetar pada ketidakstabilan, karena dua isotop litium stabil yang ditemukan di alam memiliki energi ikatan paling rendah per nukleon dari semua nuklida stabil. Litium kurang melimpah di tata surya dibandingkan dengan 25 unsur dari 32 unsur kimia pertama meskipun nukleanya sangat ringan, karena ketidakstabilan nuklir relatifnya: ini adalah pengecualian dari tren bahwa semakin berat nuklei, semakin
kecil kelimpahannya. Berdasarkan alasan tersebut, litium memiliki kegunaan penting dalam fisika nuklir. Transmutasi atom litium menjadi helium pada tahun 1932 adalah reaksi nuklir buatan manusia pertama, dan litium-6 deuterida berfungsi sebagai bahan bakar fusi dalam senjata termonuklir yang dipamerkan.
Litium dan senyawanya memiliki beberapa aplikasi industri, termasuk kaca dan keramik tahan panas, pelumas gemuk litium, aditif fluks untuk produksi besi, baja dan aluminium, baterai litium, dan baterai litium-ion. Penggunaan ini mengkonsumsi lebih dari tiga perempat produksi litium.
Sumber utama litium pangan adalah biji-bijian dan sayuran; di beberapa daerah, air minum juga mengandung jumlah yang signifikan. Manusia mengasupnya dalam jumlah yang sangat bervariasi, tergantung lokasi dan diet. Litium telah terdeteksi pada organ tubuh manusia dan jaringan janin sejak akhir abad ke-19, memicu spekulasi mengenai fungsi spesifiknya. Setelah satu abad
berikutnya, diperoleh bukti eksperimental. Dalam penelitian pada era 1970an-1990an, tikus dan kambing dengan diet rendah litium memiliki mortalitas yang lebih tinggi, serta kelainan reproduksi dan perilaku. Pada manusia tidak ada penyakit defisiensi litium yang didefinisikan, namun asupan litium rendah dari persediaan air dikaitkan dengan peningkatan angka bunuh diri, pembunuhan dan tingkat penangkapan
untuk penggunaan narkoba dan kejahatan lainnya. Kandungan litium yang tinggi pada embrio awal menunjukkan peran penting selama perkembangan janin. Mekanisme biokimia dari aksi litium tampaknya terkait banyak faktor dan berkorelasi dengan fungsi beberapa enzim, hormon dan vitamin, serta faktor pertumbuhan dan transformasi. Bukti saat ini tampaknya cukup untuk menerima litium sebagai esensial; AKG sementara untuk 70 kg orang dewasa disarankan 1000 g/hari.
Garam litium telah terbukti bermanfaat sebagai obat suasana hati ("mood") dalam pengobatan gangguan bipolar pada manusia.
Seperti logam alkali lainnya, litium memiliki elektron valensi tunggal yang mudah dilepaskan untuk membentuk kation. Oleh karena itu, litium adalah unsur penghantar panas dan listrik yang baik serta sangat reaktif, meskipun ia adalah yang paling kurang reaktif di antara logam alkali. Rendahnya reaktivitas litium adalah karena dekatnya elektron valensi dengan
nukleusnya (dua elektron yang tersisa berada di orbital 1s, energinya jauh lebih rendah, dan tidak berpartisipasi dalam ikatan kimia).
Logam litium cukup lunak untuk dipotong menggunakan pisau. Saat dipotong, ia memiliki warna putih keperakan yang cepat berubah menjadi abu-abu karena teroksidasi menjadi litium oksida. Meskipun memiliki salah satu titik leleh terendah di antara semua logam (180 °C), ia memiliki titik leleh dan titik didih tertinggi di antara logam alkali.
Litium memiliki kerapatan sangat rendah (0.534 g/cm), sebanding dengan kayu pinus. Ia memiliki densitas paling kecil di antara semua unsur padat pada suhu kamar; unsur padat berikutnya (kalium, pada 0.862 g/cm) lebih dari 60% lebih padat. Selanjutnya, selain helium dan hidrogen, densitasnya lebih kecil daripada unsur cair apapun, hanya dua pertiga densitas nitrogen cair (0.808
g/cm). Litium dapat mengapung pada minyak hidrokarbon paling ringan dan merupakan satu dari tiga logam yang bisa mengapung di air, dua lainnya adalah natrium dan kalium.
Koefisien ekspansi termal litium dua kali lipat aluminium dan hampir empat kali lipat besi. Litium adalah superkonduktor di bawah 400 K pada tekanan standar dan pada suhu yang lebih tinggi (lebih dari 9 K) pada tekanan sangat tinggi (>20 GPa). Pada suhu di bawah 70 K, litium, seperti natrium, mengalami transformasi perubahan fase nirdifusi. Pada 4.2 K ia memiliki sistem kristal
rombohedral (dengan jarak pengulangan sembilan lapisan); pada suhu yang lebih tinggi ia berubah menjadi kubik pusat muka dan kemudian kubik pusat badan. Pada suhu helium cair (4 K) lazimnya adalah struktur rombohedral. Telah diidentifikasi beberapa bentuk alotropik litium pada tekanan tinggi.
Litium memiliki kapasitas kalor spesifik massa 3.58 kilojoule per kilogram-kelvin, tertinggi di antara semua padatan. Oleh karena itu, logam litium sering digunakan dalam pendingin untuk aplikasi perpindahan panas.
Litium mudah bereaksi dengan air, namun tidak sedahsyat logam alkali lainnya. Reaksinya membentuk gas hidrogen dan litium hidroksida dalam larutan akuatik. Litium biasanya disimpan dalam perapat () hidrokarbon, seringnya petrolatum, karena reaktivitasnya dengan air. Meskipun logam alkali yang lebih berat dapat disimpan dalam zat yang lebih padat, seperti minyak mineral, litium
tidak cukup padat untuk benar-benar terendam dalam cairan ini. Di udara yang lembab, litium dengan cepat bernoda membentuk lapisan hitam litium hidroksida (LiOH dan LiOHHO), litium nitrida (LiN) dan litium karbonat (, hasil dari reaksi sekunder antara LiOH dan CO).
Ketika diletakkan pada nyala api, senyawa litium memberi nyala berwarna merah krimson, tapi saat terbakar dengan kuat, nyala api menjadi perak cemerlang. Litium akan menyala dan terbakar dalam oksigen saat terkena air atau uap air. Litium mudah terbakar, dan berpotensi meledak saat terkena udara dan terutama air, meski potensinya kurang daripada logam alkali
lainnya. Reaksi litium-air pada suhu normal sangat cepat namun tidak hebat karena hidrogen yang dihasilkan tidak menyalakan dirinya sendirinya. Seperti halnya semua logam alkali, kebakaran litium sulit untuk dipadamkan, membutuhkan pemadam api bubuk kering jenis (Kelas D). Litium adalah salah satu dari sedikit logam yang bereaksi dengan nitrogen pada kondisi normal.
Litium memiliki hubungan diagonal dengan magnesium, unsur dengan jari-jari atom dan ion yang sama. Kemiripan kimia antara kedua logam tersebut meliputi pembentukan nitrida melalui reaksi dengan, pembentukan oksida () dan peroksida () bila dibakar di, garam dengan kelarutan yang mirip, serta ketidakstabilan termal karbonat dan nitridanya. Logam ini bereaksi dengan gas hidrogen pada suhu tinggi menghasilkan litium hidrida (LiH).
Senyawa biner lainnya yang dikenal meliputi halida (LiF, LiCl, LiBr, LiI), sulfida (), superoksida (), dan karbida (). Banyak senyawa anorganik lainnya diketahui dimana litium bergabung dengan anion membentuk garam: borat, amida, karbonat, nitrat, atau borohidrida (). Litium aluminium hidrida () umumnya digunakan sebagai reduktor dalam sintesis organik.
Beberapa pereaksi organolitium diketahui memiliki ikatan langsung antara atom karbon dan atom litium, yang secara efektif membentuk karbanion. Ini adalah basa dan nukleofil yang sangat kuat. Dalam banyak senyawa organolitium ini, ion litium cenderung digabungkan ke dalam gugus simetri yang lebih tinggi, hal yang relatif umum untuk kation alkali. LiHe, senyawa van der Waals dengan interaksi yang sangat lemah, telah terdeteksi pada suhu yang sangat rendah.
Litium alami terdiri dari dua isotop stabil, Li dan Li. Isotop Li lebih melimpah (kelimpahan alami 92.5%). Kedua isotop alami tersebut memiliki anomali energi ikatan nuklir per nukleon yang rendah (dibandingkan dengan unsur tetangganya pada tabel periodik, helium dan berilium); litium adalah satu-satunya unsur bernomor atom kecil yang bisa menghasilkan energi bersih melalui