Литий

Литий (от греч. lithos — камень) — химический элемент I группы периодической системы Д. И. Менделеева, порядковый номер 3, атомная масса 6,941, относится к щелочным металлам. В природе встречается два стабильных изотопа: 6Li (7,42%) и 7Li (92,58%). Открыт шведским учёным Ю. А. Арведсоном в 1817 году в минерале петалите, а металлический литий был впервые получен в 1818 году английским учёным Г. Дэви.

Li — серебристо белый металл, кристаллизуется в кубической объемно-центрической решётке, а=0,35098 н. м. Ниже -1950С стабильная гексагональная модификация. Литий — самый лёгкий металл. Плотность 539 кг/м3 (200С); tпл. 180,50С; tкип. 13400С; коэффициент теплопроводности 70,8 Вт/м.К; удельная теплоёмкость 3,31.103 Дж/кг.К; удельное электрическое сопротивление 9,29.10-8 Ом.м; температурный коэффициент электрического сопротивления 4,50.10-3 К-1; температурный коэффициент линейного расширения 5,6.10-5 К-1; твёрдость по Моосу 0,6; модуль упругости 5 ГПа; предел прочности при растяжении 116 МПа; относительное удлинение 50-70%.

Проявляет степень окисления +1. На воздухе покрывается плёнкой Li3N и Li2O, при нагревании горит голубым пламенем. Известен также пероксид Li2O2. С водой реагирует с образованием гидроксида LiOH и водорода. Литий взаимодействует с галогенами, водородом, серой и т. д., даёт соответственно гомогениды, гидрид, сульфид и т. д. В специфических условиях могут быть получены различные фосфиды. Эти соединения и гидроксид очень реакционно способны. Растворяясь в неорганических кислотах, литий даёт соли. Литий образует многочисленные литийорганические соединения. Известны твёрдые растворы лития с некоторыми металлами (Mg, Zn, Al), а со многими другими он образует интерметаллические соединения (например, LiAg, LiHg). Попадая в организм, литий вызывает слабость, головокружение, сонливость, потерю аппетита.

Среди распространённых в земной коре элементов, литий занимает 3,2.10-3%. При дифференциации магматических расплавов, литий накапливается в наиболее поздних продуктах — пегматитах. При выветривании литий захватывается глинами, его сравнительно мало в Мировом океане. Кларк лития в океанической воде 1,5.10-5. Установлено 28 минералов лития, среди них наиболее распространены сподумен, петалит, лепидолит, амблигонит. Близость ионных радиусов Li, Mg, Fe позволяет литию изоморфно входить в решётки железомагнезиальных силикатов.

В биосфере литий играет меньшую роль, чем натрий, калий.

Металлический литий получают электролизом расплавленной смеси хлоридов лития и калия при 400-4600С, с последующей очисткой от примесей вакуумной дистилляцией, ректификацией или зонной плавкой. Важнейшая область использования лития — ядерная энергетика (изготовление регулирующих стержней в системе защиты реакторов). Жидкий 7Li применяется в качестве теплоносителя в ядерных реакторах. В металлургии литий используют для получения на основе Mg и Al литийсодержащих сплавов; его добавление улучшает пластичность, повышает прочность, устойчивость к коррозии.