ลิเทียม

ลิเทียม  เป็นธาตุมีสัญลักษณ์ Li และเลขอะตอม 3 ในตารางธาตุ ตั้งอยู่ในกลุ่ม 1 ในกลุ่มโลหะแอลคาไล ลิเทียมบริสุทธิ์ เป็นโลหะที่อ่อนนุ่ม และมีสีขาวเงิน ซึ่งถูกออกซิไดส์เร็วในอากาศและน้ำ
ลิเทียมเป็นธาตุของแข็ง ที่เบาที่สุด และใช้มากในโลหะผสมสำหรับการนำความร้อน ในแบตเตอรี่ไฟฟ้า ถ่านไฟฉายและเป็นส่วนผสมในยาบางชนิดที่เรียกว่า "mood stabilizer"
คุณลักษณะพื้นฐาน.
ลิเทียมเป็นโลหะที่เบาที่สุดในบรรดาโลหะทั้งหมด และมีความหนาแน่นเพียงครึ่งเท่าของน้ำ และลิเทียมยังมีคุณสมบัติของโลหะแอลคาไลน์เอิร์ธ ในหมู่ 2 ด้วย ลิเทียมเป็นโลหะสีเงิน อ่อนนิ่มมากจนตัดด้วยมีดที่คมได้ ลิเทียมมีคุณสมบัติอย่างโลหะแอลคาไลทั้งหมด นั่นคือ มีวาเลนซ์อิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว และสามารถสูญเสียอิเล็กตรอนตัวนี้ไปเป็นไอออนบวก ทำให้มีอิเล็กตรอนในระดับชั้นพลังงานที่ไม่ครบถ้วน เนื่องจากกรณีดังกล่าว ทำให้ลิเทียมทำปฏิกิริยาในน้ำได้ง่าย และไม่ปรากฏโดยอิสระในธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม ลิเทียมยังถือว่าทำปฏิกิริยายากกว่าโซเดียม ซึ่งมีคุณสมบัติทางเคมีที่คล้ายกัน
เมื่ออังลิเทียมไว้เหนือเปลวไฟ มันจะให้สีแดงเข้มออกมา แต่เมื่อเผาไหม้โดยตรง เปลวไฟจะเป็นสีขาวสว่างจ้า โลหะลิเทียมจะติดไฟและไหม้เมื่อกระทบกับออกซิเจนและน้ำ นอกจากนี้ยังนับเป็นโลหะเพียงชนิดเดียวที่ทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนที่อุณหภูมิห้อง ลิเทียมนั้นมีความจุความร้อนจำเพาะที่ 3,582 J/(kg·K) และมีช่วงอุณหภูมิที่กว้างเมื่ออยู่ในรูปของเหลว ซึ่งทำให้เป็นสารเคมีที่มีประโยชน์ใช้งานได้
ลิเทียมที่อยู่ในรูปโลหะบริสุทธิ์จะติดไฟได้ง่ายและระเบิดได้ค่อนข้างง่าย เมื่อแตะกับอากาศ และโดยเฉพาะกับน้ำ ไฟจากลิเทียมนั้นดับได้ยาก ต้องอาศัยสารเคมีเฉพาะที่ผลิตมาสำหรับการดับไฟนี้โดยตรง สำหรับโลหะลิเทียมยังสึกกร่อนง่าย และต้องจับต้องอย่างระมัดระวังเป็นพิเศษ เพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงกับผิวหนัง การเก็บรักษาควรเก็บไว้ในรูปของสารประกอบที่ไม่ทำปฏิกิริยา เช่น แนพธา (naphtha) หรือไฮโดรคาร์บอน สารประกอบลิเทียมนั้นไม่มีบทบาทเชิงชีววิทยาในธรรมชาติ และถือว่าเป็นพิษพอสมควร เมื่อใช้เป็นยา จะต้องคอยตรวจสอบอย่างระมัดระวัง เพราะลิเทียมไอออน (Li+) จะทำให้เลือดมีความเข้มข้นมากขึ้น
การประยุกต์ใช้.
เนื่องจากความร้อนจำเพาะที่สูงมากที่สุดในบรรดาของแข็งใด ๆ ทำให้มีการใช้ลิเทียมในการถ่ายเทความร้อน นอกจากนี้ยังใช้เป็นโลหะขั้วแอโนดของแบตเตอรีที่สำคัญ ทั้งนี้เพราะศักย์ทางไฟฟ้าเคมีที่สูงนั่นเอง ขณะเดียวกัน การที่มีน้ำหนักแห้งกว่าเซลล์มาตรฐานทั่วไป แบตเตอรีเหล่านี้จึงให้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า (3 โวลต์ ขณะที่แบตเตอรีแบบอื่นให้แรงดัน 1.5 โวลต์) การใช้งานอื่น ๆ ได้แก่
ประวัติ.
สารเพทาไลต์ (Petalite) ซึ่งมีลิเทียมเป็นส่วนประกอบ ถูกค้นพบเป็นครั้งแรก โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวบราซิล ชื่อโฮเซ โบนิฟาเชียว เด อันดราดา เอ ซิลวา (José Bonifácio de Andrada e Silva) เมื่อปลายคริสต์ทศวรรษ ขณะเดินทางไปยังสวีเดน ส่วนลิเทียมนั้นถูกค้นพบครั้งแรกเมื่อ ค.ศ. 1817 โดย โยฮันน์ อาร์ฟเวดสัน (Johann Arfvedson) โดยเขาได้ค้นพบธาตุชนิดใหม่นี้ในแร่สปอดูมีน (spodumene) และเลปิโดไลต์ (lepidolite) ในสินแร่เพทาไลต์ (petalite) 
LiAl (Si2O5)2 ที่เขาวิเคราะห์ในช่วงที่ทำการสำรวจตามปกติจากแร่บางอย่างในเหมืองแห่งหนึ่งของเกาะอูโทของประเทศสวีเดน และเมื่อ ค.ศ. 1818 คริสเตียน กเมลิน (Christian Gmelin) เป็นคนแรกที่ได้สังเกตเห็นว่าเกลือลิเทียมจะให้เปลวไฟสีแดงเข้ม นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองพยายามที่จะแยกธาตุออกจากเกลือดังกล่าว แต่ก็ไม่ประสบความสำเร็จ 
การแยกธาตุลิเทียมยังไม่สำเร็จ กระทั่งวิลเลียม โทมัส เบรนด์ (William Thomas Brande) และเซอร์ฮัมฟรีย์ เดวี (Humphrey Davy) ได้ใช้วิธีการแยกสลายด้วยไฟฟ้ากับลิเทียมออกไซด์ เมื่อ ค.ศ. 1818 ต่อมา บุนเสน (Bunsen) และมาทีสเสน (Matiessen) ได้แยกโลหะส่วนใหญ่ออกด้วยการแยกสลายลิเทียมคลอไรด์ด้วยไฟฟ้า เมื่อ ค.ศ. 1855 
สำหรับการผลิตโลหะลิเทียมในเชิงพาณิชย์เพิ่งประสบความสำเร็จ เมื่อ ค.ศ. 1923 โดยบริษัทแห่งหนึ่งของเยอรมนี ชื่อ เมทัลเกเซลชาฟท์ (Metallgesellschaft) ด้วยการใช้วิธีแยกสลายด้วยไฟฟ้าเช่นเดียวกัน แต่ใช้สารตั้งต้นเป็นลิเทียมคลอไรด์ และโพแตสเซียมคลอไรด์ที่หลอมละลาย เมื่อได้ธาตุบริสุทธิ์ออกมา ก็ได้ตั้งชื่อว่า ลิเทียม (กรีก "λιθοσ" ("ลิธอส") หมายถึง หิน) เพราะค้นพบมาจากแร่ ขณะที่โลหะอัลคาไลอื่น ๆ ทั่วไป ค้นพบเป็นครั้งแรกจากเนื้อเยื่อของพืช
การปรากฏ.
ในโลกมีลิเทียมแพร่หลาย แต่ไม่ปรากฏในธรรมชาติในรูปอิสระ เพราะความสามารถทำปฏิกิริยาที่สูงมาก จึงมักพบเป็นส่วนประกอบกับธาตุชนิดอื่น หรือสารประกอบอื่น ๆ ลิเทียมเป็นส่วนประกอบย่อยของหินอัคนีเกือบทุกชนิด และยังพบในแอ่งน้ำกร่อยในธรรมชาติจำนวนมากด้วย ลิเทียมนับเป็นธาตุที่พบได้มากเป็นอันดับที่ 31 โดยมีอยู่มากในแร่ต่าง ๆ เช่น สปอดูมีน เลปิโดไลต์ และแอมบลิโกไนต์ ในเปลือกโลกยังมีลิเทียมเป็นส่วนประกอบถึง 65 ส่วนต่อล้านส่วน (ppm)
นับตั้งแต่สิ้นสุด สงครามโลกครั้งที่สอง มีการผลิตลิเทียมเพิ่มขึ้นมาก โลหะชนิดนี้ถูกแยกจากธาตุอื่น ๆ ในหินอัคนี และยังถูกสะกัดออกจากน้ำในน้ำพุแร่ต่าง ๆ แร่สำคัญที่มีลิเทียมเป็นส่วนประกอบได้แก่ เลปิโดไลต์ สปอดูมีน เปทาไลต์ และแอมบลิโกไนต์ 
ในสหรัฐอเมริกามีการค้นพบลิเทียมในแอ่งน้ำกร่อย ในรัฐเนวาดา ทุกวันนี้ลิเทียมที่ผลิตขึ้นในเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ขุดได้มาจากแหล่งน้ำกร่อยในประเทศชิลี โลหะชนิดนี้ซึ่งมีสีเงิน เช่นเดียวกับโซเดียม โพแทสเซียม และโลหะอัลคาไลอื่น ๆ ถูกผลิตขึ้นด้วยการแยกสลายทางไฟฟ้า จากส่วนผสมของโพแตสเซียมคลอไรด์ และลิเทียมที่หลอมละลาย ลิเทียมในรูปโลหะบริสุทธิ์นั้นมีตลาดซื้อขายที่แคบ และข้อมูลด้านราคาก็หายาก เมื่อ ค.ศ. 1998 มีราคาอยู่ที่ 43 ดอลลาร์สหรัฐ ต่อน้ำหนัก 1 ปอนด์ (หรือ 95 ดอลลาร์สหรัฐ ต่อน้ำหนัก 1 กิโลกรัม) ประเทศชิลีนับเป็นผู้ผลิตโลหะลิเทียมบริสุทธิ์รายใหญ่ของโลกในตอนนี้เพียงรายเดียว
"การแยก" (* ข้างล่าง) :
แคโทด: <math>\mbox{Li}^{+}\mbox{*} + \mbox{e}^{-} \to \mbox{Li*}</math>
แอโนด: <math>\mbox{Cl}^{-}\mbox{*} \to \frac{1}{2}\mbox{Cl}_2 (\mbox{gas}) + e^-</math>
ไอโซโทป.
ลิเทียมที่ปรากฏในธรรมชาตินั้น ประกอบด้วยไอโซโทปที่เสถียร 2 ตัว คือ Li–6 และ Li–7 โดยที่ Li–7 มีอยู่เป็นสัดส่วนที่สูงกว่ามาก (92.5%) สำหรับไอโซโทปกัมมันตรังสีอื่น ๆ 7 ตัวนั้น ตัวที่เสถียรมากที่สุดคือ Li–8 ซึ่งมีค่าครึ่งชีวิต 838 มิลลิวินาที และ Li–9 มีค่าครึ่งชีวิต 178.3 มิลลิวินาที ส่วนไอโซโทปกัมมันตรังสีที่เหลือ มีครึ่งชีวิตน้อยกว่า 8.6 มิลลิวินาที สำหรับไอโซโทปที่มีครึ่งชีวิตสั้นที่สุด คือ 4Li ซึ่งสลายไปโดยการปลดปล่อยโปรตอน และมีครึ่งชีวิตเพียง 7.58043x10-23 วินาที
ลิเทียม -7 นั้น นับเป็นธาตุเริ่มต้น (primordial elements) ที่เกิดขึ้นในช่วงบิกแบง (Big Bang nucleosynthesis) ไอโซโทปของลิเทียมจะแตกตัวอย่างชัดเจนในกระบวนการทางธรรมชาติที่หลากหลาย ได้แก่ การเกิดแร่ (การตกตะกอนทางเคมี) เมตาบอลิซึม การแลกเปลี่ยนไอออน (Li นั้นถูกใช้แทนแมกนีเซียม และเหล็กในแร่ดินรูปทรงแปดหน้า โดยที่ Li-6 นั้นมักพบได้มากกว่า Li-7) การกรองแบบ hyperfiltration และการเปลี่ยนแปลงของหิน
แร่ลิเทียมในประเทศไทย.
กระทรวงอุตสาหกรรม เผยข้อมูลว่าพบแหล่งแร่ลิเทียมที่มีศักยภาพในไทย 2 แหล่ง ได้แก่ แหล่งเรืองเกียรติ และแหล่งบางอีตุ้ม บริเวณภาคใต้ของไทย จากการค้นพบในครั้งนี้ ไทยยังค้นพบแหล่งแร่โซเดียมในพื้นที่ภาคอีสานปริมาณสำรองอีกจำนวนมากโดยงานวิจัยเผยถึงศักยภาพของแหล่งลิเทียมในจังหวัดพังงา คือลิเทียมที่อยู่ในแร่เลพิโดไลต์ (lepidolite) มีลักษณะเป็นแผ่นสีม่วงอมชมพูพบในหินเพกมาไทต์ (pegmatite) พบมีความสมบูรณ์ของลิเทียมสูงเฉลี่ยประมาณ 0.4 % และถือเป็นแหล่งแร่คุณภาพสูงเหนือแหล่งแร่ลิเทียมหลายแห่งทั่วโลก