Site Loader

Содержание

Литий-6 Википедия

Изото́пы лития — разновидности атомов (и ядер) химического элемента лития, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. На данный момент известны 9 изотопов лития и ещё 2 возбуждённых изомерных состояний некоторых его нуклидов, 10m1Li − 10m2Li.

В природе встречаются два стабильных изотопа лития: 6Li (7,5 %) и 7Li (92,5 %).

Наиболее устойчивый искусственный изотоп, 8Li, имеет период полураспада 0,8403 с.

Экзотический изотоп 3Li (трипротон), по-видимому, не существует как связанная система.

Происхождение[ | ]

7Li является одним из немногих изотопов, возникших при первичном нуклеосинтезе (то есть в период от 1 секунды до 3 минут после Большого Взрыва[1]) в количестве не более 10−9 от всех элементов.[2][3] Некоторое количество изотопа 6Li, как минимум в десять тысяч раз меньшее, чем 7Li, также образовано в первичном нуклеосинтезе

[1].

Примерно в десять раз больше 7Li образовались в звёздном нуклеосинтезе. Литий является промежуточным продуктом реакции ppII, но при высоких температурах активно преобразуется (англ.)русск. в гелий[4][5].

Наблюдаемые соотношения 7Li и 6Li не сходятся с предсказанием стандартной модели первичного нуклеосинтеза (standard BBN). Данное расхождение известно как «primordial lithium problem».[1][6]

Разделение[ | ]

Литий-6 имеет большее сродство с ртутью, чем литий-7. На этом основан процесс обогащения COLEX[7]. Альтернативный процесс — вакуумная дистилляция, происходящая при температурах около 550 °C.

Обычно разделение изотопов лития требовалось для военных ядерных программ (СССР, США, Китая). В настоящее время функционирующими мощностями по разделению обладают лишь Россия и Китай[7].

Применение[ | ]

Изотопы 6Li и 7Li обладают разными ядерными свойствами (сечение поглощения тепловых нейтронов, продукты реакций) и сфера их применения различна. Гафниат лития входит в состав специальной эмали, предназначенной для захоронения высокоактивных ядерных отходов, содержащих плутоний.

Литий-6[ | ]

Применяется в термоядерной энергетике.

При облучении нуклида 6Li тепловыми нейтронами получается радиоактивный тритий 3H:

3 6 Li + 0

Литий-6 Википедия

Изото́пы лития — разновидности атомов (и ядер) химического элемента лития, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. На данный момент известны 9 изотопов лития и ещё 2 возбуждённых изомерных состояний некоторых его нуклидов, 10m1Li − 10m2Li.

В природе встречаются два стабильных изотопа лития: 6Li (7,5 %) и 7Li (92,5 %).

Наиболее устойчивый искусственный изотоп, 8Li, имеет период полураспада 0,8403 с.

Экзотический изотоп 3Li (трипротон), по-видимому, не существует как связанная система.

Происхождение

7Li является одним из немногих изотопов, возникших при первичном нуклеосинтезе (то есть в период от 1 секунды до 3 минут после Большого Взрыва

[1]) в количестве не более 10−9 от всех элементов.[2][3] Некоторое количество изотопа 6Li, как минимум в десять тысяч раз меньшее, чем 7Li, также образовано в первичном нуклеосинтезе[1].

Примерно в десять раз больше 7Li образовались в звёздном нуклеосинтезе. Литий является промежуточным продуктом реакции ppII, но при высоких температурах активно преобразуется (англ.)русск. в гелий[4][5].

Наблюдаемые соотношения 7Li и 6Li не сходятся с предсказанием стандартной модели первичного нуклеосинтеза (standard BBN). Данное расхождение известно как «primordial lithium problem».

[1][6]

Разделение

Литий-6 имеет большее сродство с ртутью, чем литий-7. На этом основан процесс обогащения COLEX[7]. Альтернативный процесс — вакуумная дистилляция, происходящая при температурах около 550 °C.

Обычно разделение изотопов лития требовалось для военных ядерных программ (СССР, США, Китая). В настоящее время функционирующими мощностями по разделению обладают лишь Россия и Китай[7].

Применение

Изотопы 6Li и 7Li обладают разными ядерными свойствами (сечение поглощения тепловых нейтронов, продукты реакций) и сфера их применения различна. Гафниат лития входит в состав специальной эмали, предназначенной для захоронения высокоактивных ядерных отходов, содержащих плутоний.

Литий-6

Применяется в термоядерной энергетике.

При облучении нуклида 6Li тепловыми нейтронами получается радиоактивный тритий 3H:

3 6 Li + 0 1 n → 1 3 H + 2 4 He {\displaystyle {}_{3}^{6}{\textrm {Li}}+{}_{0}^{1}{\textrm {n}}\rightarrow {}_{1}^{3}{\textrm {H}}+{}_{2}^{4}{\textrm {He}}}

Благодаря этому литий-6 может применяться как замена радиоактивного, нестабильного и неудобного в обращении трития как в военных (термоядерное оружие), так и в мирных (управляемый термоядерный синтез) целях. В термоядерном оружии обычно применяется дейтерид лития-6 6LiD.

Перспективно также использование лития-6 для получения гелия-3 (через тритий) с целью дальнейшего использования в дейтерий-гелиевых термоядерных реакторах.

Литий-7

Применяется в ядерных реакторах[8]. Благодаря очень высокой удельной теплоёмкости и низкому сечению захвата тепловых нейтронов жидкий литий-7 (часто в виде сплава с натрием или цезием) служит эффективным теплоносителем. Фторид лития-7 в сплаве с фторидом бериллия (66 % LiF + 34 % BeF2) носит название «флайб» (FLiBe) и применяется как высокоэффективный теплоноситель и растворитель фторидов урана и тория в высокотемпературных жидкосолевых реакторах, и для производства трития.

Соединения лития, обогащённые по изотопу лития-7, применяются на реакторах PWR для поддержания водно-химического режима, а также в деминерализаторе первого контура. Ежегодная потребность США оценивается в 200—300 кг, производством обладают лишь Россия и Китай[7].

Таблица изотопов лития

Символ
нуклида
Z(p) N(n) Масса изотопа[9]
(а. е. м.)
Период
полураспада[10]
(T1/2)
Моды распада Спин и чётность
ядра[10]
Энергия возбуждения (кэВ)
3Li 3 0
4Li 3 1 4,02719(23) 91(9)⋅10−24 с
[6,03 МэВ]
p 2-
5Li 3 2 5,01254(5) 370(30)⋅10−24 с
[~1,5 МэВ]
p 3/2-
6Li 3 3 6,015122795(16) стабилен 1+
7Li 3 4 7,01600455(8) стабилен 3/2-
8Li 3 5 8,02248736(10) 840,3(9) мс β 2+
9Li 3 6 9,0267895(21) 178,3(4) мс β+n (50,8%), β (49,2%) 3/2-
10Li 3 7 10,035481(16) 2,0(5)⋅10−21 с
[1,2(3) МэВ]
n (1-,2-)
10m1Li 200(40) кэВ 3,7(15)⋅10−21 с 1+
10m2Li 480(40) кэВ 1,35(24)⋅10−21 с 2+
11Li 3 8 11,043798(21) 8,75(14) мс β+n (84,9%), β (8,07%), β+2n (4,1%), β+3n (1,9%), β+деление (1,027%) 3/2-
12Li 3 9 12,05378(107)# <10 нс n
13Li 3 10

Примечания

  1. 1 2 3 BD Fields, The Primordial Lithium Problem, Annual Reviews of Nuclear and Particle Science 2011
  2. Постнов К.А. Лекции по общей астрофизике для физиков (неопр.).; см Рис. 11.1
  3. ↑ http://www.int.washington.edu/PHYS554/2005/vanderplas.pdf
  4. ↑ Lecture 27: Stellar Nucleosynthesis Архивная копия от 28 мая 2015 на Wayback Machine // Университет Toledo — «The Destruction of Lithium in Young Convective Stars» slide 28
  5. ↑ Greg Ruchti, Lithium in the Cosmos — «Lithium is Fragile» slide 10
  6. ↑ Karsten JEDAMZIK, Big Bang Nucleosynthesis and the Cosmic Lithium Problem
  7. 1 2 3 PWR — литиевая угроза, ATOMINFO.RU (23.10.2013). Дата обращения 29 декабря 2013.
  8. ↑ Managing Critical Isotopes: Stewardship of Lithium-7 Is Needed to Ensure a Stable Supply, GAO-13-716 // U.S. Government Accountability Office, 19 September 2013; pdf
  9. ↑ Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — Bibcode: 2003NuPhA.729..337A.
  10. 1 2 Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode: 2003NuPhA.729….3A.

Водородная бомба Лаврентьева. — pn64 — ЖЖ


Всю статью комментировать не имеет смысла; по теме там достаточно мало и уныло, 90 % текста добавлено для солидности и наукообразности.


Поэтому — о водородной бомбе, Лаврентьеве, Сахарове, Гинзбурге и литии.

Начну с фрагмента, который особенно, что называется, зацепил:


«Идея использования термоядерного синтеза впервые зародилась у меня зимой 1948 года. Командование части поручило мне подготовить лекцию для личного состава по атомной проблеме. Вот тогда и произошел «переход количества в качество». Имея несколько дней на подготовку, я заново переосмыслил весь накопленный материал и нашел решение вопросов, над которыми бился много лет подряд: нашел вещество — дейтерид лития-6, способное сдетонировать под действием атомного взрыва, многократно его усилив, и придумал схему для использования в промышленных целях ядерных реакций на легких элементах. К идее водородной бомбы я пришел через поиски новых цепных ядерных реакций. Последовательно перебирая различные варианты, я нашел то, что искал. Цепь с литием-6 и дейтерием замыкалась по нейтронам. Нейтрон, попадая в ядро Li6, вызывает реакцию: n + Li6 = Не4 + Т + 4,8 МэВ.

Тритий, взаимодействуя с ядром дейтерия по схеме: Т + D = Не4 + n + 4,8 МэВ, возвращает нейтрон в среду реагирующих частиц.«


Это, якобы, из статьи самого О.А. Лаврентьева, «опубликованной в Сибирском физическом журнале N 2, 1996 г., с. 51-66, изданного тиражом 200 (двести) экземпляров.«


Если действительно Лаврентьев написал такое, то он, к сожалению, просто мелкий врун.


Поясняю.


Вот здесь есть письмо Лаврентьева от 29 июля 1950 года, направленное в ЦК:


Смотрим сразу на реакции:


Li63 + H21 = He42 + He42 + 500 млн ккал

Li73 + H11 = He42 + He42 + 400 млн ккал


Где здесь реакция «n + Li6 = Не4 + Т + 4,8 МэВ«?
Нету ее.


Однако, далее она упоминается: «в-третьих, будет иметь место реакция между ядрами Li63 и нейтронами (правда, эта реакция дает примерно в четыре раза меньше энергии, чем (Li63 — α — 2α)«.


Заметим, что в слова «тритий» в письме нет. Или я просто не вижу?


Итак, предложения, сформулированные в письме Лаврентьева, следующие:


1) Использовать в водородной бомбе гидрид лития (это действительно было реализовано практически).

2) Основное энерговыделение при взрыве дает реакция Li6 + D. — А вот это неверно. Вообще ни при чем.


Таким образом, апологеты и «правдоискатели» типа автора статьи по первой ссылке, просто ни фига не разбираются в теме.


Их постулаты —
1) Лаврентьев написал в 1950 г. письмо, где предложил использовать дейтерид лития.
2) В 1950 г. принято Постановление СМ СССР № 827-303сс/оп «О работах по созданию РДС-6».

А как известно, в РДС-6с использовался дейтерид лития.


Из этих фактов «эксперты» делают вывод о том, кто «действительно» автор советской водородной бомбы.
При этом у экспертов не хватает ума хотя бы взглянуть на даты документов — Постановление вышло 26 февраля 1950 г., письмо Лаврентьева отправлено в ЦК ВКП(б) 29 июля 1950 г.


Так что все эти разоблачительства яйца выеденного не стоят.


Но для памяти надо изложить эту историю более подробно, хотя и кратко.


Она состоит из двух частей — 1) «Слойка». 2) Дейтерид лития-6.


1) «Слойка».


Постановление № 827-303сс/оп было далеко не первым в серии директив о разработке водородной бомбы.


Наиболее известные из них:


Постановление СМ СССР № 1989-773сс/оп «О дополнении плана работ КБ-11» от 10 июня 1948 г.:


«1. Обязать КБ-11 (тт. Харитона и Зернова):

а) произвести до 1 января 1947 г. теоретическую и экспериментальную проверку данных о возможности осуществления следующих конструкций «РДС»: РДС-3, РДС-4, РДС-5 и до 1 июня 1949 г. по РДС-6.«


и


Постановление СМ СССР № 1990-774сс/оп «О дополнительных заданиях по плану специальных научно-исследовательских работ на 1948 год», 10 июня 1948 г.:


«5. Обязать Физический институт им. Лебедева АН СССР (т. Вавилов) организовать исследовательские работы по разработке теории горения вещества «120» по заданиям Лаборатории № 2 АН СССР (тт. Харитона и Зельдовича), для чего в двухнедельный срок создать в Институте специальную теоретическую группу работников под руководством чл.-кор. АН СССР Тамма и д.ф.-м.н. Беленького (зам. руководителя группы) с участием акад. Фока.«


В группу Тамма был включен и Сахаров.


В основе «слойки» две идеи — ионизационное обжатие и использование деления U-238 под действием термоядерных нейтронов (деление урана и давало основную часть ТЭ бомбы).


Как видим, в схеме бомбы Лаврентьева ни то, ни другое не присутствует.
Но технически неграмотных «экспертов» это не интересует. Ведь их задача — разоблачать, а не разбираться.


Работа по «слойке» шла некоторое время как чисто инициативная. Но вскоре руководители КБ-11, Лаборатории № 2, а затем и ПГУ осознают перспективы новой конструкции. Разработка «слойки» включается в официальный план уже КБ-11.


Фамилия «Сахаров» становится широко известной в узких кругах,  летом 1949 года Сахаров посещает КБ-11, где его знакомят с работами по РДС-1 и РДС-2. Вот с этих пор Сахаров и признается одним из основных людей советского атомного проекта.


В результате почти двухлетней работы «слойка» становится главной темой термоядерного направления. Постановление 26 февраля 1950 г. как раз это и фиксирует.


2) Дейтерид лития-6.


Откуда он вообще взялся?


Скорее всего, помогла разведка:


Выписка из информационного материала Службы внешней разведки по атомной проблеме, 13 октября 1947 г.:

«По-прежнему должно быть уделено большое внимание американским попыткам вызвать цепную реакцию только в качестве возбудителя реакции. В этом свете особое значение приобретает дейтериум, тритиум и литий.«


Заметим, что никаких указаний на то, по каким причинам можно использовать литий, какова его роль, нет.


Так вот, литием в качестве компонента термоядерного оружия в СССР начали заниматься не позже ноября 1947 года:


Из протокола № 97 заседания Научно-технического совета Первого главного управления при Совете Министров СССР, 3 ноября 1947 г.:

«По сообщению т. Зельдовича, результаты, полученные Институтом химической физики по исследованию реакций легких элементов в неравновесных условиях с использованием детонации, сводятся к следующему:

1) Для того, чтобы была возможна детонация в системе Li7 + D, необходимо, чтобы сечение реакции было по крайней мере в 6 раз больше измеренного, достигая 3,6*10-24см2 при энергии 1-3 миллиона вольт.«


Это еще не литий-6, а пока литий-7. Но рассматривается именно та реакция, которая в 1950 году будет приведена в письме Лаврентьева.


И здесь у него нет приоритета.


Недаром в отзыве Сахарова на письмо читаем:

«

В рассматриваемой работе намечены две идеи:

1) Использование ядерных реакций

Li7+H1 = 2He4 и Li6 + H2 = 2He4       (1)

в условиях теплового взрыва (под действием взрыва атомной бомбы) и в условиях управляемого медленного теплового горения.

<…>

По п.1) необходимо отметить, что реакции (1) не являются наиболее подходящими в условиях теплового взрыва, т.к. их эффективное сечение при тех температурах, которые осуществляются в условиях атомного взрыва, слишком малы.

«


Ну так естественно. Изучали еще в 1947 году.


Так что — мимо, тов. Лаврентьев.


И дальше.


О применении соединений лития, как дейтеросодержащего вещества (на что абсолютно правильно указывает Лаврентьев в письме) + (наконец, самое основное) — использование реакции Li6 + n для получения трития при взрыве.


И здесь приоритет не у Лаврентьева.
А у Гинзбурга:


Из отчета № 3 В.Л. Гинзбурга «Использование Li6D в «слойке». 2. Влияние взаимодействия между ядрами урана в «слойке», 3 марта 1949 г.:

«Можно, однако, добиться такого же повышения калорийности «слойки», как при замене всего или части дейтерия тритием, используя в качестве дейтеросодержащего вещества Li6D вместо D2O или дейтероэтана. Дело в том, что Li63 энергично захватывает нейтроны в результате реакции

Li63 + n -> He42 + H31 + 4,97 МэВ, (6)

при которой образуется тритий

<…>

Вычисление калорийности «слойки» Li6DU приводит, как показано в § 1, к значению K0 = 65,3 МэВ, т.е. получается выигрыш по сравнению с вариантом В в 2,9 раза.«


Итак, в итоге, в письме Лаврентьева 1950 года по поводу водородной бомбы есть только одна здравая идея — использования соединения лития, как дейтеросодержащего вещества.

Гинзбург предложил это в 1949 году. И это не главное.


Больше ничего полезного по поводу водородной бомбы нет.

Нет ни ионизационного сжатия, ни деления урана-238, ни генерации трития из лития-6 при взрыве.


А все эти идеи, к которым Лаврентьев и близко не подошел,  были в ходу еще с 1948-49 годов.

Изотопы лития — Википедия. Что такое Изотопы лития

Изото́пы лития — разновидности атомов (и ядер) химического элемента лития, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. На данный момент известны 9 изотопов лития и ещё 2 возбуждённых изомерных состояний некоторых его нуклидов, 10m1Li − 10m2Li.

В природе встречаются два стабильных изотопа лития: 6Li (7,5 %) и 7Li (92,5 %).

Наиболее устойчивый искусственный изотоп, 8Li, имеет период полураспада 0,8403 с.

Экзотический изотоп 3Li (трипротон), по-видимому, не существует как связанная система.

Происхождение

7Li является одним из немногих изотопов, возникших при первичном нуклеосинтезе (то есть в период от 1 секунды до 3 минут после Большого Взрыва[1]) в количестве не более 10−9 от всех элементов.[2][3] Некоторое количество изотопа 6Li, как минимум в десять тысяч раз меньшее, чем 7Li, также образовано в первичном нуклеосинтезе[1].

Примерно в десять раз больше 7Li образовались в звёздном нуклеосинтезе. Литий является промежуточным продуктом реакции ppII, но при высоких температурах активно преобразуется (англ.)русск. в гелий[4][5].

Наблюдаемые соотношения 7Li и 6Li не сходятся с предсказанием стандартной модели первичного нуклеосинтеза (standard BBN). Данное расхождение известно как «primordial lithium problem».[1][6]

Разделение

Литий-6 имеет большее сродство с ртутью, чем литий-7. На этом основан процесс обогащения COLEX[7]

. Альтернативный процесс — вакуумная дистилляция, происходящая при температурах около 550 °C.

Обычно разделение изотопов лития требовалось для военных ядерных программ (СССР, США, Китая). В настоящее время функционирующими мощностями по разделению обладают лишь Россия и Китай[7].

Применение

Изотопы 6Li и 7Li обладают разными ядерными свойствами (сечение поглощения тепловых нейтронов, продукты реакций) и сфера их применения различна. Гафниат лития входит в состав специальной эмали, предназначенной для захоронения высокоактивных ядерных отходов, содержащих плутоний.

Литий-6

Применяется в термоядерной энергетике.

При облучении нуклида

6Li тепловыми нейтронами получается радиоактивный тритий 3H:

3 6 Li + 0 1 n → 1 3 H + 2 4 He {\displaystyle {}_{3}^{6}{\textrm {Li}}+{}_{0}^{1}{\textrm {n}}\rightarrow {}_{1}^{3}{\textrm {H}}+{}_{2}^{4}{\textrm {He}}}

Благодаря этому литий-6 может применяться как замена радиоактивного, нестабильного и неудобного в обращении трития как в военных (термоядерное оружие), так и в мирных (управляемый термоядерный синтез) целях. В термоядерном оружии обычно применяется дейтерид лития-6 6LiD.

Перспективно также использование лития-6 для получения гелия-3 (через тритий) с целью дальнейшего использования в дейтерий-гелиевых термоядерных реакторах.

Литий-7

Применяется в ядерных реакторах[8]. Благодаря очень высокой удельной теплоёмкости и низкому сечению захвата тепловых нейтронов жидкий литий-7 (часто в виде сплава с натрием или цезием) служит эффективным теплоносителем. Фторид лития-7 в сплаве с фторидом бериллия (66 % LiF + 34 % BeF2) носит название «флайб» (FLiBe) и применяется как высокоэффективный теплоноситель и растворитель фторидов урана и тория в высокотемпературных жидкосолевых реакторах, и для производства трития.

Соединения лития, обогащённые по изотопу лития-7, применяются на реакторах PWR для поддержания водно-химического режима, а также в деминерализаторе первого контура. Ежегодная потребность США оценивается в 200—300 кг, производством обладают лишь Россия и Китай[7].

Таблица изотопов лития

Символ
нуклида
Z(p) N(n) Масса изотопа[9]
(а. е. м.)
Период
полураспада[10]
(T1/2)
Моды распада Спин и чётность
ядра[10]
Энергия возбуждения (кэВ)
3Li 3 0
4Li 3 1 4,02719(23) 91(9)·10−24 с
[6,03 МэВ]
p 2-
5Li 3 2 5,01254(5) 370(30)·10−24 с
[~1,5 МэВ]
p 3/2-
6Li 3 3 6,015122795(16) стабилен 1+
7Li 3 4 7,01600455(8) стабилен 3/2-
8Li 3 5 8,02248736(10) 840,3(9) мс β 2+
9Li 3 6 9,0267895(21) 178,3(4) мс β+n (50,8%), β (49,2%) 3/2-
10Li 3 7 10,035481(16) 2,0(5)·10−21 с
[1,2(3) МэВ]
n (1-,2-)
10m1Li 200(40) кэВ 3,7(15)·10−21 с 1+
10m2Li 480(40) кэВ 1,35(24)·10−21 с 2+
11Li 3 8 11,043798(21) 8,75(14) мс β+n (84,9%), β (8,07%), β+2n (4,1%), β+3n (1,9%), β+деление (1,027%) 3/2-
12Li 3 9 12,05378(107)# <10 нс n
13Li 3 10

Примечания

  1. 1 2 3 BD Fields, The Primordial Lithium Problem, Annual Reviews of Nuclear and Particle Science 2011
  2. Постнов К.А. Лекции по общей астрофизике для физиков. Архивировано 23 августа 2011 года.; см Рис. 11.1
  3. ↑ http://www.int.washington.edu/PHYS554/2005/vanderplas.pdf
  4. ↑ Lecture 27: Stellar Nucleosynthesis // Университет Toledo — «The Destruction of Lithium in Young Convective Stars» slide 28
  5. ↑ Greg Ruchti, Lithium in the Cosmos — «Lithium is Fragile» slide 10
  6. ↑ Karsten JEDAMZIK, Big Bang Nucleosynthesis and the Cosmic Lithium Problem
  7. 1 2 3 PWR — литиевая угроза, ATOMINFO.RU (23.10.2013). Проверено 29 декабря 2013.
  8. ↑ Managing Critical Isotopes: Stewardship of Lithium-7 Is Needed to Ensure a Stable Supply, GAO-13-716 // U.S. Government Accountability Office, 19 September 2013; pdf
  9. ↑ Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — Bibcode: 2003NuPhA.729..337A.
  10. 1 2 Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode: 2003NuPhA.729….3A.

Изотопы лития — Isotopes of lithium

Встречающийся в природе литий ( 3 Li) состоит из двух стабильных изотопов , лития-6 и лития-7, причем последний гораздо более распространен: около 92,5% атомов . Оба естественных изотопа имеют неожиданно низкую энергию связи ядра на нуклон (~ 5,3 МэВ ) по сравнению с соседними более легкими и тяжелыми элементами, гелием (~ 7,1 МэВ) и бериллием (~ 6,5 МэВ). Самым долгоживущим радиоизотопом лития является литий-8, период полураспада которого составляет всего 839,4 миллисекунды . Литий-9 имеет период полураспада 178,3 миллисекунды, а литий-11 имеет период полураспада около 8,75 миллисекунды. Все оставшиеся изотопы лития имеют период полураспада менее 10 наносекунд . Самым короткоживущим изотопом лития является литий-4, который распадается из-за испускания протона с периодом полураспада около 6977909999999999999 ♠9,1 × 10 -23 секунды, хотя период полураспада лития-3 еще не определен и, вероятно, быть намного короче, как гелий-2 (дипротон), который подвергается распаду протона за 6991100000000000000 ♠10 -9 с.

Литий-7 и литий-6 — два первичных нуклида, которые были произведены во время Большого взрыва , при этом литий-7 составлял 10 -9 всех первичных нуклидов, а количество лития-6 около 10 -13 . Также известно, что небольшой процент лития-6 образуется в ядерных реакциях некоторых звезд. Изотопы лития несколько разделяются во время различных геологических процессов, включая образование минералов (химическое осаждение и ионный обмен ). Литиевые ионы заменяют магний или железо в некоторых октаэдрических местах в глинах , и литий-6 иногда предпочтительнее , чем литий-7. Это приводит к некоторому обогащению литием-7 в геологических процессах.

Литий-6 является важным изотопом в ядерной физике , потому что , когда она бомбардировке нейтронами , тритий производится.

Диаграмма, показывающая содержание встречающихся в природе изотопов лития.

Разделение изотопов

Колекс разделение

Литий-6 имеет большее сродство к элементу ртути, чем литий-7 . Когда амальгама лития и ртути добавляется к растворам, содержащим гидроксид лития , литий-6 становится более концентрированным в амальгаме, а литий-7 — в растворе гидроксида.

Colex ( Col итпа бывших изменений) метод разделения использует это путем передачи встречного потока амальгамы и гидроксида через каскад ступеней. Фракцию лития-6 преимущественно дренируется ртути, но литий-7 протекает в основном с гидроксидом. В нижней части колонны литий (обогащенный литием-6) отделяется от амальгамы, а ртуть извлекается для повторного использования со свежим сырьем . Вверху раствор гидроксида лития подвергается электролизу с выделением фракции лития-7. Обогащение, получаемое с помощью этого метода, зависит от длины колонки и скорости потока.

Вакуумная перегонка

Литий нагревают до температуры около 550  ° C в вакууме . Атомы лития испаряются с поверхности жидкости и собираются на холодной поверхности, расположенной на несколько сантиметров над поверхностью жидкости. Поскольку атомы лития-6 имеют большую длину свободного пробега , они предпочтительно собираются.

Теоретическая эффективность разделения составляет около 8,0%. Для получения более высоких степеней разделения можно использовать многоступенчатый процесс.

Литий-4

Литий-4 содержит три протона и один нейтрон . Это самый короткоживущий изотоп лития с периодом полураспада около 91 йоктосекунды, 6977909999999999999 ♠9,1 × 10 -23 секунды и распадается с испусканием протона до гелия-3 . Литий-4 может образовываться как промежуточное соединение в некоторых реакциях ядерного синтеза .

Литий-6

Литий-6 ценен как исходный материал для производства трития (водорода-3) и как поглотитель нейтронов в реакциях ядерного синтеза. Природный литий содержит около 7,5% лития-6, остальное — литий-7. Было выделено большое количество лития-6 для размещения в водородных бомбах . К настоящему времени выделение лития-6 в крупных термоядерных державах прекращено , но его запасы остаются в этих странах. Литий-6 — один из трех стабильных изотопов со спином 1, остальные — дейтерий и азот-14 , и имеет наименьший ненулевой электрический квадрупольный момент ядра среди всех стабильных ядер.

Литий-7

Литий-7 является гораздо более распространенным изотопом, составляющим около 92,5 процента всего природного лития. Атом лития-7 содержит три протона, четыре нейтрона и три электрона. Из-за своих ядерных свойств литий-7 менее распространен во Вселенной, чем гелий , бериллий , углерод , азот или кислород , хотя все четыре последних имеют более тяжелые ядра .

Промышленное производство лития-6 приводит к образованию отходов, которые обогащены литием-7 и обеднены литием-6. Этот материал был продан на коммерческой основе, и часть его попала в окружающую среду. Относительное содержание лития-7, превышающее его естественное значение на 35 процентов, было измерено в грунтовых водах карбонатного водоносного горизонта под ручьем Вест-Вэлли в Пенсильвании , ниже по течению от завода по переработке лития. В обедненном литии относительное содержание лития-6 может быть уменьшено до 20 процентов от его номинального значения, что дает атомную массу разряженного лития, которая может находиться в диапазоне от примерно 6,94 Да до примерно 7,00 Да. Следовательно, изотопный состав лития может несколько варьироваться в зависимости от его источника. Точная атомная масса образцов лития не может быть измерена для всех источников лития.

Литий-7 используется в составе расплавленного фторида лития в жидкосолевых реакторах : жидко- фторидных ядерных реакторах . Большое сечение поглощения нейтронов лития-6 (около 940 барн ) по сравнению с очень маленьким сечением нейтронов у лития-7 (около 45 миллибарн ) делает высокое отделение лития-7 от природного лития серьезным требованием для возможное использование в реакторах на основе фторида лития.

Гидроксид лития-7 используется для подщелачивания теплоносителя в реакторах с водой под давлением .

Некоторое количество лития-7 было произведено за несколько пикосекунд, которое содержит лямбда-частицу в своем ядре, в то время как атомное ядро, как обычно считается, содержит только нейтроны и протоны.

Литий-11

Считается, что у лития-11 есть ядро гало, состоящее из ядра из трех протонов и восьми нейтронов, два из которых находятся в ядерном гало. Он имеет исключительно большое поперечное сечение 3,16 фм

2 , сравнимое с поперечным сечением 208 Pb . Он распадается бета-излучением до 11 Be , который затем распадается несколькими способами (см. Таблицу ниже).

Литий-12

Литий-12 имеет значительно более короткий период полураспада — около 10 наносекунд. Он распадается с испусканием нейтронов на 11 Li, который распадается, как упоминалось выше.

Список изотопов


символ нуклида
Z (
п
)
N (
п
)
 
изотопная масса (u)
 
период полураспада
[ ширина резонанса ]

режим (ы) распада
дочерний
изотоп (ы)
ядерный
спин и
четность
репрезентативный
изотопный
состав
(мольная доля)
диапазон естественной
вариации
(мольная доля)
энергия возбуждения
4
Ли
3 1 7000402719000000000 ♠4,027 19 (23) 6977909999999999999 ♠91 (9) × 10 −24  с
[ 6987966112421661000 ♠6,03 МэВ ]
п 3
Он
2-
5
Ли
3 2 7000501254000000000 ♠5,012 54 (5) 6978370000000000000 ♠370 (30) × 10 -24  с
[~ 6987240326473050000 ♠1,5 МэВ ]
п 4
Он
3 / 2-
6
Ли
3 3 7000601512288740000 ♠6.015 122 8874 (15) Стабильный 1+ [ 6998759000000000000 ♠0,0759 (4) ] 6998722500000000000 ♠0,072 25 — 6998771400000000000 ♠0,077 14

Ли
6987570836256200256 ♠3 562 0,88 (10) кэВ 6983559999999999999 ♠5,6 (14) × 10 −17  с ЭТО 6
Ли
0+
7
Ли
3 4 7000701600343700000 ♠7.016 003 437 (5) Стабильный 3 / 2- [ 6999924100000000000 ♠0,9241 (4) ] 6999922750000000000 ♠0,922 75 — 6999927860000000000 ♠0,927 86
8
Ли
3 5 7000802248625000000 ♠8,022 486 25 (5) 6999839400000000000 ♠839,40 (36) мс β 8
Быть
2+
9
Ли
3 6 7000902679019000000 ♠9.026 790 19 (20) 6999178300000000000 ♠178,3 (4) мс β , n (50,8%) 8
Быть
3 / 2-
β (49,2%) 9
Быть
10
Ли
3 7 7001100354830000000 ♠10,035 483 (14) 6979199999999999999 ♠2,0 (5) × 10 −21  с
[ 6987192261178440000 ♠1,2 (3) МэВ ]
п 9
Ли
(1−, 2−)
10 мл
Ли
6986320435297400000 ♠200 (40) кэВ 6979370000000000000 ♠3,7 (15) × 10 −21  с 1+
10м2
Ли
6986769044713760000 ♠480 (40) кэВ 6979135000000000000 ♠1,35 (24) × 10 −21  с 2+
11
Ли
3 8 7001110437236000000 ♠11.043 7236 (7) 6997875000000000000 ♠8,75 (14) мс β , n (86,3%) 10
Быть
3 / 2-
β (5,978%) 11
Быть
β , 2n (4,1%) 9
Быть
β , 3n (1,9%) 8
Быть
β , α (1,7%) 7
Он
, 4
Он
β , деление (0,009%) 8
Ли
, 3
ЧАС
β , деление (0,013%) 9
Ли
, 2
ЧАС
12
Ли
3 9 7001120526100000000 ♠12,052 61 (3) < 6992100000000000000 ♠10 нс п 11
Ли
13
Ли
3 10 7001130611700000000 ♠13,061 17 (8) 6979329999999999999 ♠3,3 (12) × 10 −21  с 2n 11
Ли
3 / 2- #
  1. ^ Жирный шрифт для стабильных изотопов
  2. ^ Одно из немногих стабильных нечетно-нечетных ядер
  3. ^ Произведено в нуклеосинтезе Большого взрыва и расщеплении космических лучей
  4. ^ Немедленно распадается на дваатома 4 He для чистой реакции 8 Li → 2 4 He + e
  5. ^ Немедленно распадается на дваатома 4 He, в результате чего возникает чистая реакция 9 Li → 2 4 He + 1 n + e
  6. ^ Имеет 2нейтрона гало
  7. ^ Немедленно распадается на дваатома 4 He, в результате чего возникает чистая реакция 11 Li → 2 4 He + 3 1 n + e

Ноты

  • Точность определения содержания изотопов лития и общего атомного веса ограничена вариациями. Приведенные диапазоны должны быть применимы к любому нормальному земному материалу.
  • Известны исключительные образцы лития из геологии, в которых изотопный состав находится за пределами указанного диапазона. Неопределенность атомной массы может превышать указанное значение для таких образцов.
  • Коммерчески доступные образцы лития могли быть подвергнуты нераскрытому или случайному разделению изотопов. Могут быть обнаружены существенные отклонения от заданной атомной массы и изотопного состава.
  • В обедненном литии (с удаленным 6 Li) относительное содержание лития-6 может быть уменьшено до 20 процентов от его нормального значения, что дает измеренную атомную массу в диапазоне от 6,94 Да до 7,00 Да.
  • Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но частично или полностью рассчитаны на основе общих тенденций. Значения вращения со слабыми аргументами присваивания заключены в скобки.
  • Неопределенности даны в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр. Значения неопределенности обозначают одно стандартное отклонение от нормы, за исключением изотопных составов и стандартных атомных масс из ИЮПАК, которые используют большие неопределенности.
  • Необычный изотоп лития-11 имеет ядерный ореол из двух слабо связанных нейтронов, что объясняет важную разницу в его ядерном радиусе.
  • Массы нуклидов приведены Комиссией IUPAP по символам, единицам, номенклатуре, атомным массам и фундаментальным константам (SUNAMCO).
  • Содержание изотопов дано Комиссией ИЮПАК по изотопному содержанию и атомному весу (CIAAW).

Цепи распада

В то время как β распад на изотопы бериллия (часто в сочетании с излучением одного или нескольких нейтронов) преобладает над более тяжелыми изотопами лития, 10 Li и 12 Li распадаются с испусканием нейтронов на 9 Li и 11 Li соответственно из-за их расположения над капельная линия нейтронов . Литий-11 также может распадаться посредством множественных форм деления. Известно, что более легкие изотопы лития (< 6 Li) распадаются только при испускании протонов. Режимы распада двух изомеров 10 Li неизвестны.

Ли34→91 ysОн23+ЧАС11Ли35→370 ysОн24+ЧАС11Ли38→840,3 РСБыть48+е-Ли39→178,3 РСБыть48+п01+е-Ли39→178,3 РСБыть49+е-Ли310→2 zsЛи39+п01Ли311→8,75 РСБыть410+п01+е-Ли311→8,75 РСБыть411+е-Ли311→8,75 РСБыть49+2п01+е-Ли311→8,75 РСБыть48+3п01+е-Ли311→8,75 РСОн47+Он24+е-Ли311→8,75 РСЛи38+ЧАС13+е-Ли311→8,75 РСЛи39+ЧАС12+е-Ли312→< 10 нсЛи311+п01{\ displaystyle {\ begin {array} {l} {} \\ {\ ce {^ {4} _ {3} Li -> [91 ~ {\ ce {ys}}] {^ {3} _ {2 } He} + {^ {1} _ {1} H}}} \\ {\ ce {^ {5} _ {3} Li -> [370 ~ {\ ce {ys}}] {^ {4} _ {2} He} + {^ {1} _ {1} H}}} \\ {\ ce {^ {8} _ {3} Li -> [840.3 ~ {\ ce {ms}}] {^ {8} _ {4} Be} + e ^ {-}}} \\ {\ ce {^ {9} _ {3} Li -> [178,3 ~ {\ ce {ms}}] {^ {8} _ {4} Be} + {^ {1} _ {0} n} + e ^ {-}}} \\ {\ ce {^ {9} _ {3} Li -> [178.3 ~ {\ ce { ms}}] {^ {9} _ {4} Be} + e ^ {-}}} \\ {\ ce {^ {10} _ {3} Li -> [2 ~ {\ ce {zs}} ] {^ {9} _ {3} Li} + {^ {1} _ {0} n}}} \\ {\ ce {^ {11} _ {3} Li -> [8.75 ~ {\ ce { мс}}] {^ {10} _ {4} Be} + {^ {1} _ {0} n} + e ^ {-}}} \\ {\ ce {^ {11} _ {3} Ли -> [8.75 ~ {\ ce {ms}}] {^ {11} _ {4} Be} + e ^ {-}}} \\ {\ ce {^ {11} _ {3} Li -> [ 8.75 ~ {\ ce {ms}}] {^ {9} _ {4} Be} +2 {^ {1} _ {0} n} + e ^ {-}}} \\ {\ ce {^ { 11} _ {3} Li -> [8.75 ~ {\ ce {ms}}] {^ {8} _ {4} Be} +3 {^ {1} _ {0} n} + e ^ {-} }} \\ {\ ce {^ {11} _ {3} Li -> [8.75 ~ {\ ce {ms}}] {^ {7} _ {4} He} + {^ {4} _ {2 } He} + e ^ {-}}} \\ {\ ce {^ {11} _ {3} Li -> [8.75 ~ {\ ce {ms}}] {^ {8} _ {3} Li} + {^ {3} _ {1} H} + e ^ {-}}} \\ {\ ce {^ {11} _ {3} Li -> [8.75 ~ {\ ce {ms}}] {^ {9} _ {3} Li} + {^ {2} _ {1} H} + e ^ {-}}} \\ {\ ce {^ {12} _ {3} Li -> [<~ 10 ~ {\ ce {ns}}] {^ {11} _ {3} Li} + {^ {1} _ {0} n}}} \\ {} \ end {array}}}

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Meija, J .; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 88 (3): 265–91. DOI : 10,1515 / пак-2015-0305 .
  2. BD Fields «Изначальная проблема лития» , Ежегодный обзор ядерной науки и науки о частицах 2011 г.
  3. ^ «Изотопы лития» . Проверено 20 октября 2013 года .
  4. ^ Чандракумар, Н. (2012). Спин-1 ЯМР . Springer Science & Business Media. п. 5. ISBN 9783642610899 .  
  5. ^ TB Coplen, JA Hopple, JK Böhlke, HS Peiser, SE Rieder, HR Krouse, KJR Rosman, T. Ding, RD Vocke, Jr., KM Révész, A. Lamberty, P. Taylor, P. De Bièvre. «Компиляция минимальных и максимальных соотношений изотопов отдельных элементов в природных земных материалах и реагентах», Отчет Геологической службы США об исследованиях водных ресурсов 01-4222 (2002). Как цитируется в TB Coplen; и другие. (2002). «Вариации изотопного состава отдельных элементов (технический отчет IUPAC)» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 74 (10): 1987–2017. DOI : 10,1351 / pac200274101987 .
  6. ^ Холден, Норман Э. (январь – февраль 2010 г.). «Влияние обедненного 6 Li на стандартный атомный вес лития» . Международный союз чистой и прикладной химии . Проверено 6 мая 2014 .
  7. ^ Управление критическими изотопами: управление литием-7 необходимо для обеспечения стабильных поставок, GAO-13-716 // Счетная палата правительства США , 19 сентября 2013 г .; pdf
  8. ^ Эмсли, Джон (2001). Природа Строительные блоки: AZ Руководство по элементам . Издательство Оксфордского университета. С. 234–239. ISBN 978-0-19-850340-8 .  
  9. ^ Brumfiel, Geoff (1 марта 2001). «Невероятно сокращающееся ядро». Физический обзор . 7 . DOI : 10.1103 / PhysRevFocus.7.11 .
  10. ^ Ван, М .; Audi, G .; Кондев Ф.Г .; Хуанг, WJ; Naimi, S .; Сей, Х. (2017), «Оценка AME2016 атомной массы (II) , таблицы, графики, и ссылка.» (PDF) , китайский Физик С , 41 (3): 030003-1-030003-442, DOI : 10,1088 / 1674-1137 / 41/3/030003
  11. ^ Audi, G .; Кондев Ф.Г .; Wang, M .; Хуанг, WJ; Наими, С. (2017), « Оценка ядерных свойств N UBASE 2016» (PDF) , Chinese Physics C , 41 (3): 030001–1–030001–138, Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A , doi : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030001
  • Изотопные массы из:
    • Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), » Оценка ядерных свойств и свойств распада N UBASE » , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 …. 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
  • Изотопные составы и стандартные атомные массы из:
  • Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников. См. Примечания к редактированию на странице обсуждения этой статьи .
    • Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), » Оценка ядерных свойств и свойств распада N UBASE » , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 …. 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
    • Национальный центр ядерных данных . «База данных NuDat 2.x» . Брукхейвенская национальная лаборатория .
    • Холден, NE (2004). «11. Таблица изотопов». В Лиде, Дэвид Р. Справочник CRC по химии и физике (85-е изд.). Бока-Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN  978-0-8493-0485-9 .

внешние ссылки

Льюис, штат Джорджия; Макдональд, RT (1936). «Разделение изотопов лития». Журнал Американского химического общества . 58 (12): 2519–2524. DOI : 10.1021 / ja01303a045 .

Термоядерная бомба и дейтерид лития — Троицкий вариант — Наука

Наш комментарий к выступлению В.Е. Фортова

О том, что при реакции соединения ядер тяжелых изотопов водорода — дейтерия и трития — должна высвободиться энергия, во много раз большая, чем при распаде ядер урана, знали намного раньше, чем начались работы по созданию водородной бомбы. Но на пути этого превращения лежало одно неразрешимое, казалось, противоречие. Для того чтобы смогли слиться ядра дейтерия и трития, нужна температура порядка 50 млн градусов. Но для того чтобы реакция пошла, нужно еще, чтобы атомы столкнулись. Вероятность такого столкновения (и последующего слияния) тем больше, чем плотнее «упакованы» атомы в веществе. Расчеты показали, что это возможно только в том случае, если вещество находится хотя бы в жидком состоянии. А изотопы водорода становятся жидкостями лишь при температурах, близких к абсолютному нулю.

Фото В.Гинзбурга и И.Фабелинского из архива А.ЛеонтовичаФото В.Гинзбурга и И.Фабелинского из архива А.Леонтовича

Американцы взорвали первый термоядерный заряд на атолле Эниветок 1 ноября 1952 г. Однако следует заметить, что американская «бомба» представляла собой лабораторный образец, фактически «дом, наполненный жидким дейтерием», выполненный в виде специальной конструкции. В проекте советской водородной бомбы, разработанной группой И.Е. Тамма и А.Д. Сахарова, изначально рассматривалось использование не жидкого дейтерия или тяжелой воды, а твердого соединения дейтерида лития. Эта идея связывается, и безусловно правильно связывается, с именем В.Л. Гинзбурга. Как утверждает в своих воспоминаниях один из непосредственных участников этого проекта В.И. Ритус, Виталий Лазаревич на его прямой вопрос, кто вообще предложил использовать именно дейтерид лития, т.е. твердое вещество, а не тяжелую воду, ответил: «Я не знаю». Далее он пишет: «Что же касается самой идеи использовать в качестве носителя дейтерия твердое вещество — дейтерид лития, а не тяжелую воду, то в какой-то степени она тривиальна. Почему? Потому что в любом химическом справочнике или даже Большой советской энциклопедии в статье на слово «литий» написано, что гидрид лития используется для безбаллонной транспортировки водорода. Иначе говоря, если вы хотите перевезти из одного места в другое какое-то количество водорода, то вместо того, чтобы везти сжатый водород в баллоне, удобнее взять твердое вещество — гидрид лития, перевезти его в нужное вам место, полить его там водичкой, и один килограмм LiH даст вам 2,8 м3 водорода». Иными словами, свой вклад В.Л. Гинзбург видит в следующем: кто-то уже сказал, что дейтерий нужно вносить в виде дейтерида лития — твердого вещества, а не в виде тяжелой воды. Однако основной изотоп лития 7Li, наиболее распространенный в природе, подавляет термоядерную реакцию. Виталий Лазаревич предложил использовать дейтерид лития, содержащий шестой изотоп лития 6Li, который охотно делится нейтроном n + Li — 4Не + t + 4.8 МэВ с выделением энергии. Более того, образующийся тритий вступает в термоядерную реакцию с дейтерием и снова с выделением энергии: t + d — n + 4Не + 17.6 МэВ. Существенно при этом, что сечение этой реакции в 100 раз больше сечения dd-реакции. Таким образом, предложение Гинзбурга состояло в том, чтобы очищать литий от его основного, седьмого изотопа и вносить дейтерий в виде твердого вещества 6LiD. Для реализации этой идеи в СССР были построены заводы по разделению изотопов лития.

Советская водородная бомба на основе 6LiD была взорвана 12 августа 1953 г. раньше, чем американская на атолле Бикини в 1954 г. Термоядерным топливом в устройстве американской водородной бомбы служила смесь 40% дейтерида лития-6 и 60% дейтерида лития-7. Таким образом, предложение Виталия Лазаревича, а также предложения Андрея Дмитриевича о методах сжатия термоядерного топлива, опередили американские исследования в этой области и позволили СССР достигнуть ядерного паритета с США. Следует отметить, что оба они считали до конца своих дней свое участие в этой работе делом правильным и нужным для своей страны и своего народа. Это мнение неоднократно высказывалось А.Д. Сахаровым (в том числе и во времена перестройки) примерно в такой форме: в то время и в той ситуации это было совершенно необходимо, иначе мир мог бы погрузиться в хаос. Монопольное обладание термоядерным оружием дает огромное преимущество над остальным миром и тем самым является огромным соблазном.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Литий-7 Википедия

Изото́пы лития — разновидности атомов (и ядер) химического элемента лития, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. На данный момент известны 9 изотопов лития и ещё 2 возбуждённых изомерных состояний некоторых его нуклидов, 10m1Li − 10m2Li.

В природе встречаются два стабильных изотопа лития: 6Li (7,5 %) и 7Li (92,5 %).

Наиболее устойчивый искусственный изотоп, 8Li, имеет период полураспада 0,8403 с.

Экзотический изотоп 3Li (трипротон), по-видимому, не существует как связанная система.

Происхождение[ | ]

7Li является одним из немногих изотопов, возникших при первичном нуклеосинтезе (то есть в период от 1 секунды до 3 минут после Большого Взрыва[1]) в количестве не более 10−9 от всех элементов.[2][3] Некоторое количество изотопа 6Li, как минимум в десять тысяч раз меньшее, чем 7Li, также образовано в первичном нуклеосинтезе[1].

Примерно в десять раз больше 7Li образовались в звёздном нуклеосинтезе. Литий является промежуточным продуктом реакции ppII, но при высоких температурах активно преобразуется (англ.)русск. в гелий[4][5].

Наблюдаемые соотношения 7Li и 6Li не сходятся с предсказанием стандартной модели первичного нуклеосинтеза (standard BBN). Данное расхождение известно как «primordial lithium problem».[1][6]

Разделение[ | ]

Литий-6 имеет большее сродство с ртутью, чем литий-7. На этом основан процесс обогащения COLEX[7]. Альтернативный процесс — вакуумная дистилляция, происходящая при температурах около 550 °C.

Обычно разделение изотопов лития требовалось для военных ядерных программ (СССР, США, Китая). В настоящее время функционирующими мощностями по разделению обладают лишь Россия и Китай[7].

Применение[ | ]

Изотопы 6Li и 7Li обладают разными ядерными свойствами (сечение поглощения тепловых нейтронов, продукты реакций) и сфера их применения различна. Гафниат лития входит в состав специальной эмали, предназначенной для захоронения высокоактивных ядерных отходов, содержащих плутоний.

Литий-6[ | ]

Применяется в термоядерной энергетике.

При облучении нуклида 6Li тепловыми нейтронами получается радиоактивный тритий 3H:

3 6 Li + 0

изотопов лития — Повторно опубликовано в Википедии // WIKI 2

Встречающийся в природе литий ( 3 Li) состоит из двух стабильных изотопов, лития-6 и лития-7, причем последний гораздо более распространен: около 92,5% атомов. Оба естественных изотопа имеют неожиданно низкую энергию связи ядра на нуклон (~ 5,3 МэВ) по сравнению с соседними более легкими и тяжелыми элементами, гелием (~ 7,1 МэВ) и бериллием (~ 6,5 МэВ). Самым долгоживущим радиоизотопом лития является литий-8, период полураспада которого составляет всего 839.4 миллисекунды. Литий-9 имеет период полураспада 178,3 миллисекунды, а литий-11 имеет период полураспада около 8,75 миллисекунды. Все оставшиеся изотопы лития имеют период полураспада менее 10 наносекунд. Самым короткоживущим изотопом лития является литий-4, который распадается из-за испускания протона с периодом полураспада около 9,1 × 10 −23 секунд, хотя период полураспада лития-3 еще предстоит определить, и вероятно, будет намного короче, как гелий-2 (дипротон), который подвергается распаду протона за 10 −9 с.

Литий-7 и литий-6 — два первичных нуклида, которые были произведены во время Большого взрыва, при этом литий-7 составляет 10 −9 всех первичных нуклидов, а количество лития-6 составляет около 10 −13 . . [2] Также известно, что небольшой процент лития-6 образуется в результате ядерных реакций в некоторых звездах. Изотопы лития несколько разделяются во время различных геологических процессов, включая образование минералов (химическое осаждение и ионный обмен). Ионы лития замещают магний или железо в определенных октаэдрических частях глин, и литий-6 иногда предпочтительнее лития-7.Это приводит к некоторому обогащению литием-7 в геологических процессах.

Литий-6 — важный изотоп в ядерной физике, потому что при бомбардировке нейтронами образуется тритий.

A chart showing the abundances of the naturally-occurring isotopes of lithium.

Диаграмма, показывающая содержание встречающихся в природе изотопов лития.

Энциклопедия YouTube

  • 1/5

    Просмотры:

    589

    210504

    125 023

    707

    642210

  • ✪ изотопы лития 4,6,7

  • ✪ Что такое изотопы? | Химия | FuseSchool

  • ✪ U.S. Катастрофа с ядерной бомбой (разоблаченная Совершенно секретная операция)

  • ✪ Как определить количество каждого изотопа

Содержание

Список изотопов

Нуклид [3]
[n 1]
Z N Изотопная масса (Да) [4]
[n 2] [n 3]
Период полураспада

[ширина резонанса]

Распад
Режим
[n 4]
Дочь
изотоп
[n 5]
Спин и четность

[n 6] [n 7]
Природная численность (мольная доля)
Энергия возбуждения Нормальная пропорция Диапазон изменения
3
Li
3 0 3.030775 # [5] с 2
He
4
Li
3 1 4.02719 (23) 91 (9) × 10 −24 с
[6,03 МэВ]
с 3
He
2−
5
Li
3 2 5.01254 (5) 370 (30) × 10 −24 с
[~ 1,5 МэВ]
с 4
He
3 / 2-
6
Li
[n 8]
3 3 6.0151228874 (15) Стабильный 1+ 0,0759 (4) 0,07225–0,07714
6 м
Li
3562.88 (10) кэВ 5,6 (14) × 10 −17 с IT 6
Li
0+
7
Li
[n 9]
3 4 7.016003437 (5) Стабильный 3 / 2- 0,9241 (4) 0,92275–0,92786
8
Li
3 5 8.02248625 (5) 839,40 (36) мс β 8
Be
[n 10]
2+
9
Li
3 6 9.02679019 (20) 178,3 (4) мс β , n (50,8%) 8
Be
[n 11]
3 / 2-
β (49.2%) 9
Be
10
Li
3 7 10,035483 (14) 2,0 (5) × 10 −21 с
[1,2 (3) МэВ]
п 9
Li
(1–, 2–)
10м1
Li
200 (40) кэВ 3.7 (15) × 10 −21 с 1+
10м2
Li
480 (40) кэВ 1,35 (24) × 10 −21 с 2+
11
Li
[n 12]
3 8 11.0437236 (7) 8,75 (14) мс β , n (86,3%) 10
Be
3 / 2-
β (5,978%) 11
Be
β , 2н (4,1%) 9
Be
β , 3n (1.9%) 8
Be
[n 13]
β , α (1,7%) 7
He
, 4
He
β , деление (0,009%) 8
Li
, 3
H
β , деление (.013%) 9
Li
, 2
H
12
Li
3 9 12.05261 (3) <10 нс п 11
Li
13
Li
3 10 13. Немедленно распадается на два атома 4 He для суммарной реакции 11 Li → 2 4 He + 3 1 n + e
  • В обедненном литии (с удаленным 6 Li) относительное содержание лития-6 может быть уменьшено до 20 процентов от его нормального значения, что дает измеренную атомную массу в диапазоне от 6,94 Да до 7,00 Да.

Разделение изотопов

Отделение Colex

Литий-6 имеет большее сродство к элементу ртуть, чем литий-7.Когда амальгама лития и ртути добавляется к растворам, содержащим гидроксид лития, литий-6 становится более концентрированным в амальгаме, а литий-7 — в растворе гидроксида.

Метод разделения Colex ( col umn ex change) использует это путем пропускания противотока амальгамы и гидроксида через каскад ступеней. Фракция лития-6 предпочтительно отводится ртутью, но литий-7 течет в основном с гидроксидом.В нижней части колонны литий (обогащенный литием-6) отделяется от амальгамы, а ртуть извлекается для повторного использования со свежим сырьем. Вверху раствор гидроксида лития подвергается электролизу с выделением фракции лития-7. Обогащение, получаемое с помощью этого метода, зависит от длины колонки и скорости потока.

Вакуумная перегонка

Литий нагревают до температуры около 550 ° C в вакууме. Атомы лития испаряются с поверхности жидкости и собираются на холодной поверхности, расположенной на несколько сантиметров над поверхностью жидкости.Поскольку атомы лития-6 имеют большую длину свободного пробега, они предпочтительно собираются.

Теоретическая эффективность разделения составляет около 8,0%. Для получения более высоких степеней разделения можно использовать многоступенчатый процесс.

Литий-3

Литий-3 , также известный как трипротон , будет состоять из трех протонов и нулевых нейтронов. О нем сообщили как о несвязанном протоне в 1969 году, но этот результат не был принят, и его существование, таким образом, не доказано. [6] О других резонансах, приписываемых 3 Li, не сообщалось, и ожидается, что он распадется за счет мгновенного испускания протона (так же, как дипротон, 2 He). [7]

Литий-4

Литий-4 содержит три протона и один нейтрон. Это самый короткоживущий изотоп лития с периодом полураспада около 91 йоктосекунды, 9,1 × 10 −23 секунд и распадается с испусканием протона до гелия-3. [5] Литий-4 может образовываться как промежуточное соединение в некоторых реакциях ядерного синтеза.

Литий-6

Литий-6 ценен как исходный материал для производства трития (водорода-3) и как поглотитель нейтронов в реакциях ядерного синтеза. Природный литий содержит около 7,5% лития-6, остальное — литий-7. Было выделено большое количество лития-6 для размещения в водородных бомбах. Выделение лития-6 к настоящему времени прекращено в крупных термоядерных державах [ цитирование необходимо ] , но его запасы остаются в этих странах.

Реакция синтеза D-T (между дейтерием и тритием) была исследована как возможный источник энергии, так как в настоящее время это единственная реакция синтеза с достаточным выходом энергии для осуществимой реализации. В этом сценарии для получения необходимого количества трития потребуется обогащенный литий-6. Обилие лития-6 является потенциальным ограничивающим фактором в этом сценарии, хотя другие источники лития (например, морская вода) также могут быть использованы. [8]

Литий-6 — один из трех стабильных изотопов со спином 1, остальные — дейтерий и азот-14, [9] и имеет наименьший ненулевой электрический квадрупольный момент ядра среди всех стабильных ядер.

Литий-7

Литий-7 на сегодняшний день является наиболее распространенным изотопом, составляющим около 92,5 процента всего природного лития. Атом лития-7 содержит три протона, четыре нейтрона и три электрона. Из-за своих ядерных свойств литий-7 менее распространен во Вселенной, чем гелий, бериллий, углерод, азот или кислород, хотя все четыре последних имеют более тяжелые ядра.

В результате промышленного производства лития-6 образуются отходы, обогащенные литием-7 и обедненные литием-6.Этот материал был продан на коммерческой основе, и часть его попала в окружающую среду. Относительное содержание лития-7, превышающее его естественное значение на 35 процентов, было измерено в грунтовых водах карбонатного водоносного горизонта под ручьем Вест-Вэлли в Пенсильвании, ниже по течению от завода по переработке лития. В обедненном литии относительное содержание лития-6 может быть уменьшено всего до 20 процентов от его номинального значения, что дает атомную массу выгруженного лития [требуется осветление ] лития, которая может колебаться от примерно 6.От 94 Да до примерно 7,00 Да. Следовательно, изотопный состав лития может несколько варьироваться в зависимости от его источника. Точная атомная масса образцов лития не может быть измерена для всех источников лития. [10]

Литий-7 используется в составе расплава фторида лития в жидкосолевых реакторах: жидко-фторидных ядерных реакторах. Большое сечение поглощения нейтронов литием-6 (около 940 барн [11] ) по сравнению с очень малым нейтронным сечением лития-7 (около 45 миллибарн), высокое отделение лития-7 от природного лития является строгим требованием для возможного использования в реакторах с фторидом лития.

Гидроксид лития-7 используется для подщелачивания теплоносителя в реакторах с водой под давлением. [12]

Некоторое количество лития-7 было произведено за несколько пикосекунд, которое содержит лямбда-частицу в своем ядре, тогда как обычно считается, что атомное ядро ​​содержит только нейтроны и протоны. [13] [14]

Литий-11

Литий-11 , как полагают, обладает ядром гало, состоящим из ядра из трех протонов и восьми нейтронов, два из которых находятся в ядерном гало.Он имеет исключительно большое поперечное сечение 3,16 фм 2 , сравнимое с таковым у 208 Pb. Он распадается под действием бета-излучения до 11 Be, который затем распадается несколькими способами (см. Таблицу ниже).

Литий-12

Литий-12 имеет значительно более короткий период полураспада — около 10 наносекунд. Он распадается с испусканием нейтронов на 11 Li, который распадается, как упоминалось выше.

Цепи распада

В то время как β распад на изотопы бериллия (часто в сочетании с излучением одного или нескольких нейтронов) преобладает в более тяжелых изотопах лития, 10 Li и 12 Li распадаются с испусканием нейтронов на 9 Li и 11 Li соответственно из-за их расположения за нейтронной капельной линией.Литий-11 также может распадаться посредством множественных форм деления. Известно, что более легкие изотопы лития (< 6 Li) распадаются только при испускании протонов. Режимы распада двух изомеров 10 Li неизвестны.

Ли 3 4 → 91 ys Он 2 3 + ЧАС 1 1 Ли 3 5 → 370 ys Он 2 4 + ЧАС 1 1 Ли 3 8 → 840,3 РС Быть 4 8 + е — Ли 3 9 → 178,3 РС Быть 4 8 + п 0 1 + е — Ли 3 9 → 178.3 РС Быть 4 9 + е — Ли 3 10 → 2 zs Ли 3 9 + п 0 1 Ли 3 11 → 8,75 РС Быть 4 10 + п 0 1 + е — Ли 3 11 → 8,75 РС Быть 4 11 + е — Ли 3 11 → 8,75 РС Быть 4 9 + 2 п 0 1 + е — Ли 3 11 → 8,75 РС Быть 4 8 + 3 п 0 1 + е — Ли 3 11 → 8,75 РС Он 2 7 + Он 2 4 + е — Ли 3 11 → 8.{1} _ {0} n}}} \\ {} \ end {массив}}}

См. Также

Список литературы

.Литий

— Википедия

Eigenschaften
Allgemein
Имя, Символ, Ordnungszahl Литий, Li, 3
Elementkategorie Алкалиметалл
Gruppe, Период, Блок 1, 2, с
Aussehen silbrig weiß / grau
CAS-номер 7439-93-2
EG-Nummer 231-102-5
ECHA-InfoCard 100.028.274
Massenanteil an der Erdhülle 60 страниц на миллион [1] 27. Häufigkeit
Атомар [2]
Atommasse 6,94 (6 938–6 997) [3] [4] u
Атомрадиус (беречнет) 145 (167) вечера
Ковалентер Радиус 128 вечера
Ван-дер-Ваальс-Радиус 182 вечера
Электроненконфигурация [He] 2s 1
1.Ionisierungsenergie 5,39171495 (4) эВ [5] ≈ 520,22 кДж / моль [6]
2. Ionisierungsenergie 75,6400964 (13) эВ [5] ≈ 7298,16 кДж / моль [6]
3. Ionisierungsenergie 122,4543581 (8) эВ [5] ≈ 11815,05 кДж / моль [6]
Physikalisch [2]
Агрегацустанд фест
Modifikationen 1
Кристаллструктур kubisch raumzentriert
Дихте 0,534 г / см³ (20 ° C) [7]
Mohshärte 0,6
Магнетизм paramagnetisch ( Χ m = 1,4 · 10 −5 ) [8]
Schmelzpunkt 453,69 К (180,54 ° С)
Siedepunkt 1603 К [9] (1330 ° С)
Molares Volumen 13,02 · 10 −6 м 3 · моль −1
Verdampfungswärme 136 кДж / моль [9]
Schmelzwärme 3 кДж · моль −1
Schallgeschwindigkeit 6000 м · с −1 при 293,15 К
Spezifische Wärmekapazität 3482 [1] Дж · кг −1 · K −1
Austrittsarbeit 2,9 эВ [10]
Elektrische Leitfähigkeit 10,6 · 10 6 А · В −1 · м −1
Wärmeleitfähigkeit 85 Вт · м −1 · K −1
Chemisch [2]
Oxidationszustände +1
Нормальный потенциал −3,04 В
Elektronegativität 0,98 (Полинг-Скала)
Изотоп
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
Sicherheitshinweise
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Литий (abgeleitet von altgriechisch λίθος líthos ‚Stein ‘; Aussprache [liːti̯ʊm] [14] [15] [16] или auch) ist ein chemisches Element mit dem Symbol Li und der Ordnungszahl 3. Es ist ein Element der 1. IUPAC-Gruppe, der Gruppe der Alkalimetalle, und gehört zur zweiten Periode des Periodensystems der Elemente.Литий содержится в Leichtmetall und besitzt die geringste Dichte der unter Standardbedingungen festen Elemente.

Lithium kommt in der Natur aufgrund seiner hohen Reaktivität nicht elementar vor. Bei Raumtemperatur ist es nur in völlig trockener Luft über längere Zeit stable, reagiert aber langsam zu Lithiumnitrid. In feuchter Luft bildet sich an der Oberfläche schnell eine mattgraue Lithiumhydroxid-Schicht aus. Wie all Alkalimetalle reagiert elementares Lithium schon in Berührung mit der Hautfeuchtigkeit und führt so zu schweren Verätzungen und Verbrennungen.Viele Lithiumverbindungen, die in wässriger Lösung Lithiumionen bilden, sind im Gegensatz zu den entsprechenden Natrium- und Kaliumverbindungen als gesundheitsschädlich gekennzeichnet.

Als Spurenelement ist Lithium in Form seiner Salze ein häufiger Bestandteil von Mineralwasser. Im menschlichen Organismus sind geringe Mengen Lithium vorhanden; das Element ist jedoch nicht essenziell und hat keine bekannte biologische Funktion. Jedoch haben einige Lithiumsalze eine medizinische Wirkung und werden in der Lithiumtherapie bei bipolaren Affektstörungen, Manie, Depressionen und Cluster-Kopfschmerzen eingesetzt (siehe Medizin).

Литий-Stücke, zum Schutz vor Окисление в парафиноле

Als Entdecker des Lithiums gilt der Schwede Johan August Arfwedson, der im Jahr 1817 die Anwesenheit eines fremden Elements in Petalit (Li [4] Al [4] [Si 4 O 10 ]) und bald darauf аух в сподумене (LiAl [Si 2 O 6 ]) и лепидолите (K (Li, Al) 3 [(Al, Si) 4 O 10 ] (F, OH) 2 ) feststellte, als er Mineralienfunde von der Insel Utö в Schweden analysierte.Sein akademischer Lehrer Jöns Jakob Berzelius schlug Lithion , eine Ableitung zu griech. λίθος líthos ‚Stein‘, als Namen vor, der entsprechend den Bezeichnungen der andern beiden damals bekannten Alkalimetallen Natrium und Kalium auf das Material hinweist, aus dem es gewonnen hatisierzierzónder, 9018lichin der. [18]

1818 war es der deutsche Chemiker Christian Gottlob Gmelin, der bemerkte, dass Lithiumsalze eine rote Flammenfärbung ergeben.Beide Wissenschaftler scheiterten in den folgenden Jahren mit Versuchen, dieses Element zu isolieren. Dies gelang erstmals William Thomas Brande und Sir Humphry Davy im Jahr 1818 mittels eines elektrolytischen Verfahrens aus Lithiumoxid (Li 2 O). Роберт Бунзен и Август Маттиссен в 1855 г. после электролиза хлористого лития (LiCl) больше Менген переименовал литий. Im Jahr 1917 synthetisierte Wilhelm Schlenk aus organischen Quecksilberverbindungen die ersten lithiumorganischen Verbindungen. [19]

Mit der ersten kommerziellen Производство началось в 1923 году deutsche Metallgesellschaft in der Hans-Heinrich-Hütte в Лангельсхайме-им-Гарце, включая Schmelze aus Lithium- und Kaliumchlorid (KCl) elektrolysiert wurde.

Bis kurz nach dem Zweiten Weltkrieg gab es bis auf die Anwendung als Schmiermittel (Mineralöl, angedickt mit Lithiumstearat) und in der Glasindustrie (Lithiumcarbonat or Lithiumoxid) kaum Anwendungen für Lithium. Dies änderte sich, als in den Vereinigten Staaten Tritium, das sich aus Lithium gewinnen lässt, für den Bau von Wasserstoffbomben benötigt wurde.Человек начал свое существование в Кингс-Маунтин (Северная Каролина). [20] Durch die auf Grund der kurzen Tritium-Halbwertszeit benötigten großen Lithium-Mengen wurde zwischen 1953 und 1963 ein großer Vorrat von Lithium angehäuft, das erst nach dem Ende des Kalten Krieges ab 1993 auf den Markt gebra. [20] Neben dem Bergbau wurde nun auch die billigere Gewinnung aus Salzlaugen wichtig. Größere Mengen Lithium werden mittlerweile für Batterien, für die Polymerisation von Elastomeren, in der Bauindustrie und für die Organische Synthese von Pharmazeutika und Agrochemikalien eingesetzt.Seit 2007 sind Primärbatterien und Akkumulatoren ( Sekundärbatterien ) das wichtigste Segment. [21]

Vorkommen auf der Erde [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

Литий в шляпе на Erdkruste einen Anteil von etwa 0,006%. [22] Es kommt damit etwas seltener als Zink sowie häufiger as Kobalt, Zinn und Blei in der Erdkruste vor. Obwohl Lithium häufiger als beispielsweise Blei ist, ist seine Gewinnung durch die stärkere Verteilung schwierig. [23] Im Trinkwasser und einigen Nahrungsmitteln wie Fleisch, Fisch, Eiern und Milchprodukten ist Lithium enthalten. Итак, энтальтенируйте 100 г Fleisch etwa 100 мкг лития. [24] Verschiedene Pflanzen wie beispielsweise Tabak oder Hahnenfuß nehmen Lithiumverbindungen aus dem Boden auf und reichern sie an. Der durchschnittliche Anteil an der Trockenmasse von Pflanzen liegt zwischen 0,5 ppm и 3 ppm. Im Wasser der Weltmeere содержит небольшую концентрацию на уровне 180 частей на миллиард и им Flusswasser на уровне 3 частей на миллиард.

Abbau und Reserven [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

Mengenmäßig wurden 2015 außerhalb der USA 35,000 Тонн Литий gewonnen und überwiegend als Lithiumcarbonat (Li 2 CO 3 ) gehandelt; die Reserven in den vorhandenen Minen werden auf rund 16 Millionen Tonnen geschätzt (Стенд: März 2018). [25] Das Weltvorkommen aus kontinentalen Solen, geothermischen Solen, aus dem Hectorit-Mineral, Ölfeld-Solen и aus dem magmatischen Gestein Pegmatit wird auf 53,8 Millionen Tonnen geschätzt. [26]

Die größten Ressourcen sind в Аргентине (9,8 млн. Тонн), Боливене (9 млн. Тонн), Чили (8,4 млн. Тонн), Китае (7 млн. Тонн), США (6,8 млн. Тонн). Tonnen) и Australien (5 млн. Тонн) sowie Kanada und Kongo. В Европе и Португалии (100 000 тонн) die größten Vorkommen. В Brasilien und Mexiko gibt es Ressourcen von jeweils 180 000 Tonnen. [26]

Primäre Lagerstätten [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

Компонент лития в собственном минерале в литиево-пегматитовом вор.Die wichtigsten Minerale sind dabei Amblygonit (LiAl [PO 4 ] F), Лепидолит (K (Li, Al) 3 [(Al, Si) 4 O 10 ] (F, OH) 2 ), Петалит (Кастор; LiAl [Si 4 O 10 ]) и сподумен (трифан; LiAl [Si 2 O 6 ]). Diese Minerale haben einen Lithiumgehalt von bis zu 9% (bei Amblygonit). Andere, seltenere Lithiumerze sind Kryolithionit (Li 3 Na 3 [AlF 6 ] 2 ), das den größten Lithiumgehalt аллер Mineralien aufweist, Triphylin (Li (Fe II , Mn 4 ]) и циннвальдит (K (Li, Fe, Al) 3 [(Al, Si) 4 O 10 ] (F, OH) 2 ).Lithiummineralien kommen in vielen Silikat-Gesteinen vor, aber meist nur in geringen Konzentrationen. Es gibt keine großen Lagerstätten. Da die Gewinnung von Lithium aus diesen Mineralien mit großem Aufwand verbunden ist, spielen sie heutzutage bei der Gewinnung von Lithium или Lithiumverbindungen eine untergeordnete Rolle, dies könnte sich jedoch aufgrundärdern erwartet. Abbauorte sind vor allem die Greenbushes- und Mt.-Cattlin-Minen в Западной Австралии, в deren Pegmatit-Gesteinen eine hohe Lithiumkonzentration vorliegt and in denen Lithium als Nebenprodukt der Tantalgewinnung anfällt.Auch in einigen anderen Ländern wie Kanada und Russland, bis 1998 auch in Bassemer City, North Carolina, wird Spodumen zur Lithiumgewinnung abgebaut. [27]

Europa besitzt Li-reiche Pegmatitfelder auf der Kärntner Weinebene im Bezirk Wolfsberg, in der finnischen Region Österbotten, im Erzgebirge sowie zwischen Spanien (Almendra) and Portugal (Distrikt Guarda, Boticas). [28] [29]

Die Lagerstätten in Österreich und Finnland werden durch Global Strategic Metals bzw.Keliber entwickelt und könnten ab 2021 den Betrieb aufnehmen. В Österreich an der Koralpe im Lavanttal haben Probestollen ein viel größeres Vorkommen von lithiumhaltigem Grundgestein ergeben, welches auf 22 Millionen Tonnen geschätzt wird. Damit is eines der ersten Lithium Abbauprojekte Europas und könnte 20 Jahre betrieben werden. [30] [31] Das Vorkommen bei Zinnwald im Erzgebirge wird durch die Deutsche Lithium exploret. [32] [33]

Sekundäre Lagerstätten [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

Lithiumsalze, insbesondere Lithiumchlorid, kommen verbreitet auch в Зальцлаугене, Meist Salzseen, vor.Die Konzentration kann bis zu einem Prozent Betragen. Neben der Konzentration des Lithiums ist für die Qualität der Salzlauge das Mengenverhältnis von Magnesium zu Lithium wichtig. Derzeit wird Lithium vor allem в Чили (Salar de Atacama, die mit 0,16% mit den höchsten bekannten Lithiumgehalt aufweist [23] ), Argentinien (Salar de Hombre Muerto), den Vereinigten Staaten von Amerika (Silver Peak, Nevada) und der Volksrepublik China (Chabyêr Caka, Tibet; Taijinaier-See, Qinghai) gewonnen.Im bolivianischen Salzsee Salar de Uyuni mit geschätzt 5,4 Millionen Tonnen Lithium lagern möglicherweise die größten Ressourcen. [26] [34] Das Staatsunternehmen Yacimientos de Litio Bolivianos investiert seit 2018 mit deutschen und chinesischen Partnern verstärkt in seine Industrialisierung, einschließlich der benachbarten Salar de Coipasa und Laguna Pastos Grandes. Es gibt weitere lithiumhaltige Salzseen, die zum Stand Апрель 2019 г. noch nicht zum Industriellen Abbau genutzt werden, beispielsweise в Китае, Аргентине и Афганистане.2016 wurde bekannt, dass im Paradox-Becken im US-Bundesstaat Utah schon in den 1960ern bei Ölexplorationsbohrungen hochsalinares Tiefengrundwasser (Sole) angetroffen wurde, aus dem sich, nachinnaligen lie Analysen, bis zu 1700 mg [35]

Als Kuppelprodukte bei der Lithiumgewinnung werden häufig Kaliumcarbonat (Pottasche), Borax, Cesium und Rubidium gewonnen.

Aufgrund der erwarteten starken Nachfrage nach Lithium für Batterien von Elektrofahrzeugen prüfen derzeit einige Unternehmen den Abbau von lithiumhaltigen Mineralien und Salzlaugen in Verschiedenen Regionen der Welt inklusive. [36] Erforscht wird auch die Lithiumgewinnung aus Meerwasser. In den Weltmeeren sind ca. 230 Мрд. Tonnen Lithium gelöst. 2018 stellten Forscher eine Extraktionsmethode vor, bei der Lithium über solarbetriebene Elektrolyse aus Meerwasser gewonnen werden kann. Als einen Vorteil gegenüber herkömmlicher Gewinnung nannten sie, dass bei dem Prozess direkt metallisches Lithium anfällt und deshalb auf die (komplexe und energieaufwändige) Weiterverarbeitung verzichtet werden kannium, wie srgelunge bei de Lithium, не имеющий традиций. [37]

Vorkommen außerhalb der Erde [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

Nach dem Urknall ist neben Wasserstoff- und Heliumisotopen auch eine nennenswerte Menge des Isotops 7 Li entstanden. Dieses ist aber zum größten Teil heute nicht mehr vorhanden, da in Sternen Lithium mit Wasserstoff im Prozess der Proton-Proton-Reaktion II fusioniert und so verbraucht wurde. [38] In Braunen Zwergen sind Masse und Temperatur jedoch nicht hoch genug für eine Wasserstofffusion; ihre Masse erreicht nicht die dazu notwendige Größe von etwa 75 Jupitermassen.Das beim Urknall entstandene Lithium blieb somit в größeren Mengen nur в Braunen Zwergen erhalten. Литий ist aus diesem Grund auch extraterrestrisch ein verhältnismäßig seltenes Element, kann aber zum Nachweis Brauner Zwerge dienen. [39]

Die Verteilung von Lithium in verschiedenen Sternen ist stark unterschiedlich, auch wenn das Alter, die Masse und die Metallizität ähnlich sind. Es wird angenommen, dass Planeten einen Einfluss auf den Lithiumgehalt eines Sterns besitzen.Besitzt ein Stern keine Planeten, so ist der Lithiumgehalt hoch, während Sterne wie die Sonne, die von Planeten umgeben sind, einen nur geringen Lithiumgehalt aufweisen, был auch als Lithium Dip bezeichnet wird. Als Ursache wird vermutet, dass die Gezeitenkräfte von Planeten zu einer stärkeren Durchmischung von äußeren und inneren Schichten в Sternen beitragen, так dass mehr Lithium in einen Bereich gelangt, der heißierenug ist. [40]

Литиевый wird vorwiegend aus Salzwasser (Grundwasser, Salzseen) durch Verdunstung gewonnen.Selten ist die Gewinnung aus Gesteinen im offenen Tagebau.

Aus Salzwasser [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

Zur Lithiumgewinnung wird salzhaltiges Grundwasser an die Oberfläche gepumpt und über eine Kette von Verdunstungsteichen geleitet, in denen über mehrere Monate die Verdunstung an der Sonne stattfindet. Hat das Lithiumchlorid in den Teichen die nötige Konzentration erreicht, wird die Lösung in eine Aufbereitungsanlage gepumpt, wo unerwünschtes Bor oder Magnesium extrahiert und ausgefiltert werden.Dann wird sie mit Natriumcarbonat behandelt. Das dabei ausgefällte Lithiumcarbonat wird gefiltert und getrocknet. Überschüssige Rest-Sole wird в den Salzsee zurückgepumpt. [41] In trockenen Gegenden wie Chile wird durch die Grundwasserverwendung das Austrocknen der Landschaft gefördert. [42] [43]

Aus lithiumhaltigen Salzlösungen wird durch Verdunsten des Wassers und Zugabe von Natriumcarbonat (Soda) Lithiumcarbonat ausgefällt. Dazu wird die Salzlake zunächst so lange an der Luft eingeengt, bis der Lithiumgehalt 0,5% überschreitet.Durch Zugabe von Natriumcarbonat fällt daraus das schwerlösliche Lithiumcarbonat aus:

2 L я C л + N а 2 C О 3 ⟶ L я 2 C О 3 ↓ + 2 N а C л {\ Displaystyle \ mathrm {2 \ LiCl \ + Na_ {2} CO_ {3} \ \ longrightarrow \ Li_ {2} CO_ {3} \ downarrow + \ 2 \ NaCl}} .

Zur Gewinnung von Metallischem Lithium wird das Lithiumcarbonat zunächst mit Salzsäure umgesetzt. Dabei entstehen Kohlenstoffdioxid, das als Gas entweicht, und gelöstes Lithiumchlorid. Diese Lösung wird im Vakuumverdampfer eingeengt, bis das Chlorid auskristallisiert:

.Литий

— Википедия

Литий-Stücke, zum Schutz vor Окисление в парафиноле

Als Entdecker des Lithiums gilt der Schwede Johan August Arfwedson, der im Jahr 1817 die Anwesenheit eines fremden Elements in Petalit (Li [4] Al [4] [Si 4 O 10 ]) und bald dara аух в сподумене (LiAl [Si 2 O 6 ]) и лепидолите (K (Li, Al) 3 [(Al, Si) 4 O 10 ] (F, OH) 2 ) feststellte, als er Mineralienfunde von der Insel Utö в Schweden analysierte.Sein akademischer Lehrer Jöns Jakob Berzelius schlug Lithion , eine Ableitung zu griech. λίθος líthos ‚Stein‘, als Namen vor, der entsprechend den Bezeichnungen der andern beiden damals bekannten Alkalimetallen Natrium und Kalium auf das Material hinweist, aus dem es gewonnen wurdeße, und deratingesetzierzierzünte 900, und ér [18]

1818 war es der deutsche Chemiker Christian Gottlob Gmelin, der bemerkte, dass Lithiumsalze eine rote Flammenfärbung ergeben.Beide Wissenschaftler scheiterten in den folgenden Jahren mit Versuchen, dieses Element zu isolieren. Dies gelang erstmals William Thomas Brande und Sir Humphry Davy im Jahr 1818 mittels eines elektrolytischen Verfahrens aus Lithiumoxid (Li 2 O). Роберт Бунзен и Август Маттиссен в 1855 г. после электролиза хлористого лития (LiCl) больше Менген переименовал литий. Im Jahr 1917 synthetisierte Wilhelm Schlenk aus organischen Quecksilberverbindungen die ersten lithiumorganischen Verbindungen. [19]

Mit der ersten kommerziellen Produktion начало 1923 г. в немецком металлургическом предприятии в районе Ганса-Генриха-Хютте в Лангельсхайме-им-Гарце, в соответствии с электролизером лития и хлорида калия (KCl).

Bis kurz nach dem Zweiten Weltkrieg gab es bis auf die Anwendung als Schmiermittel (Mineralöl, angedickt mit Lithiumstearat) und in der Glasindustrie (Lithiumcarbonat or Lithiumoxid) kaum Anwendungen für Lithium. Dies änderte sich, als in den Vereinigten Staaten Tritium, das sich aus Lithium gewinnen lässt, für den Bau von Wasserstoffbomben benötigt wurde.Человек начал свое существование в Кингс-Маунтин (Северная Каролина). [20] Durch die auf Grund der kurzen Tritium-Halbwertszeit benötigten großen Lithium-Mengen wurde zwischen 1953 und 1963 ein großer Vorrat von Lithium angehäuft, das erst nach dem Ende des Kalten Krieges abbrachuf den Markt. [20] Neben dem Bergbau wurde nun auch die billigere Gewinnung aus Salzlaugen wichtig. Größere Mengen Lithium werden mittlerweile für Batterien, für die Polymerisation von Elastomeren, in der Bauindustrie und für die Organische Synthese von Pharmazeutika und Agrochemikalien eingesetzt.Seit 2007 sind Primärbatterien und Akkumulatoren ( Sekundärbatterien ) das wichtigste Segment. [21]

Vorkommen auf der ErdeBearbeiten

Литий в шляпах на Erdkruste einen Anteil von etwa 0,006%. [22] Es kommt damit etwas seltener as Zink sowie häufiger als Kobalt, Zinn und Blei in der Erdkruste vor. Obwohl Lithium häufiger als beispielsweise Blei ist, ist seine Gewinnung durch die stärkere Verteilung schwierig. [23] Im Trinkwasser und einigen Nahrungsmitteln wie Fleisch, Fisch, Eiern und Milchprodukten ist Lithium enthalten.Итак, энтальтенируйте 100 г Fleisch etwa 100 мкг лития. [24] Verschiedene Pflanzen wie beispielsweise Tabak oder Hahnenfuß nehmen Lithiumverbindungen aus dem Boden auf und reichern sie an. Der durchschnittliche Anteil an der Trockenmasse von Pflanzen liegt zwischen 0,5 ppm и 3 ppm. Im Wasser der Weltmeere содержит небольшую концентрацию на уровне 180 частей на миллиард и им Flusswasser на уровне 3 частей на миллиард.

Abbau und ReservenBearbeiten

Mengenmäßig wurden 2015 außerhalb der USA 35.000 тонн лития gewonnen und überwiegend als Lithiumcarbonat (Li 2 CO 3 ) gehandelt; die Reserven in den vorhandenen Minen werden auf rund 16 Millionen Tonnen geschätzt (Стенд: März 2018). [25] Das Weltvorkommen aus kontinentalen Solen, geothermischen Solen, aus dem Hectorit-Mineral, Ölfeld-Solen и aus dem magmatischen Gestein Pegmatit wird auf 53,8 Millionen Tonnen geschätzt. [26]

Die größten Ressourcen sind in Argentinien (9,8 Mio.Тоннен), Боливиен (9 млн тонн), Чили (8,4 млн тонн), Китай (7 млн ​​тонн), США (6,8 млн тонн) и Австралия (5 млн тонн) sowie Kanada und Kongo . В Европе и Португалии (100 000 тонн) die größten Vorkommen. В Brasilien und Mexiko gibt es Ressourcen von jeweils 180 000 Tonnen. [26]

Primäre LagerstättenBearbeiten

Литиевый коммт в собственном минерале в Литий-Пегматитен вор. Die wichtigsten Minerale sind dabei Amblygonit (LiAl [PO 4 ] F), лепидолит (K (Li, Al) 3 [(Al, Si) 4 O 10 ] (F, OH) 2 ), Петалит (Кастор; LiAl [Si 4 O 10 ]) и сподумен (трифан; LiAl [Si 2 O 6 ]).Diese Minerale haben einen Lithiumgehalt von bis zu 9% (bei Amblygonit). Andere, seltenere Lithiumerze sind Kryolithionit (Li 3 Na 3 [AlF 6 ] 2 ), das den größten Lithiumgehalt аллер Mineralien aufweist, Triphylin (Li (Fe II II) 4 ]) и циннвальдит (K (Li, Fe, Al) 3 [(Al, Si) 4 O 10 ] (F, OH) 2 ). Lithiummineralien kommen in vielen Silikat-Gesteinen vor, aber meist nur in geringen Konzentrationen.Es gibt keine großen Lagerstätten. Da die Gewinnung von Lithium aus diesen Mineralien mit großem Aufwand verbunden ist, spielen sie heutzutage bei der Gewinnung von Lithium или Lithiumverbindungen eine untergeordnete Rolle, dies könnte sich jedoch aufgrundärdern erwartet. Abbauorte sind vor allem die Greenbushes- und Mt.-Cattlin-Minen в Западной Австралии, в deren Pegmatit-Gesteinen eine hohe Lithiumkonzentration vorliegt and in denen Lithium als Nebenprodukt der Tantalgewinnung anfällt.Auch in einigen anderen Ländern wie Kanada und Russland, bis 1998 auch in Bassemer City, North Carolina, wird Spodumen zur Lithiumgewinnung abgebaut. [27]

Europa besitzt Li-reiche Pegmatitfelder auf der Kärntner Weinebene im Bezirk Wolfsberg, in der finnischen Region Österbotten, im Erzgebirge sowie zwischen Spanien (Almendra) und Portugal (Distriktascript). [28] [29]

Die Lagerstätten in Österreich und Finnland werden durch Global Strategic Metals bzw.Keliber entwickelt und könnten ab 2021 den Betrieb aufnehmen. В Österreich an der Koralpe im Lavanttal haben Probestollen ein viel größeres Vorkommen von lithiumhaltigem Grundgestein ergeben, welches auf 22 Millionen Tonnen geschätzt wird. Damit is eines der ersten Lithium Abbauprojekte Europas und könnte 20 Jahre betrieben werden. [30] [31] Das Vorkommen bei Zinnwald im Erzgebirge wird durch die Deutsche Lithium explooriert. [32] [33]

Sekundäre LagerstättenBearbeiten

Lithiumsalze, insbesondere Lithiumchlorid, kommen verbreitet auch в Зальцлаугене, Meist Salzseen, vor.Die Konzentration kann bis zu einem Prozent Betragen. Neben der Konzentration des Lithiums ist für die Qualität der Salzlauge das Mengenverhältnis von Magnesium zu Lithium wichtig. Derzeit wird Lithium vor allem в Чили (Salar de Atacama, die mit 0,16% mit den höchsten bekannten Lithiumgehalt aufweist [23] ), Argentinien (Salar de Hombre Muerto), den Vereinigten Staaten von Amerika (Silver Peak) und der Volksrepublik China (Chabyêr Caka, Tibet; Taijinaier-See, Qinghai) gewonnen.Im bolivianischen Salzsee Salar de Uyuni mit geschätzt 5,4 Millionen Tonnen Lithium lagern möglicherweise die größten Ressourcen. [26] [34] Das Staatsunternehmen Yacimientos de Litio Bolivianos investiert seit 2018 mit deutschen und chinesischen Partnern verstärkt in seine Industrialisierung, einschließlich der benachbarten Salar de Coipasa Grandes Laguna und Laguna. Es gibt weitere lithiumhaltige Salzseen, die zum Stand Апрель 2019 г. noch nicht zum Industriellen Abbau genutzt werden, beispielsweise в Китае, Аргентине и Афганистане.2016 wurde bekannt, dass im Paradox-Becken im US-Bundesstaat Utah schon in den 1960ern bei Ölexplorationsbohrungen hochsalinares Tiefengrundwasser (Sole) angetroffen wurde, aus dem sich, nachinnaligen lie Analysen, bis zu 1700 mg [35]

Также купленные продукты на основе литиевых углеводородов производятся Kaliumcarbonat (Pottasche), Borax, Cesium und Rubidium gewonnen.

Aufgrund der erwarteten starken Nachfrage nach Lithium für Batterien von Elektrofahrzeugen prüfen derzeit einige Unternehmen den Abbau von lithiumhaltigen Mineralien und Salzlaugen in verschiedenen Regionen der Welt inklusive Europa. [36] Erforscht wird auch die Lithiumgewinnung aus Meerwasser. In den Weltmeeren sind ca. 230 Мрд. Tonnen Lithium gelöst. 2018 stellten Forscher eine Extraktionsmethode vor, bei der Lithium über solarbetriebene Elektrolyse aus Meerwasser gewonnen werden kann. Als einen Vorteil gegenüber herkömmlicher Gewinnung nannten sie, dass bei dem Prozess direkt metallisches Lithium anfällt und deshalb auf die (komplexe und energieaufwändige) Weiterverarbeitung verzichtet werden kannium, wie srgelunge bei de Lithium, не имеющий традиций. [37]

Vorkommen außerhalb der ErdeBearbeiten

Nach dem Urknall ist neben Wasserstoff- und Heliumisotopen auch eine nennenswerte Menge des Isotops 7 Li entstanden. Dieses ist aber zum größten Teil heute nicht mehr vorhanden, da in Sternen Lithium mit Wasserstoff im Prozess der Proton-Proton-Reaktion II fusioniert und so verbraucht wurde. [38] In Braunen Zwergen sind Masse und Temperatur jedoch nicht hoch genug für eine Wasserstofffusion; ihre Masse erreicht nicht die dazu notwendige Größe von etwa 75 Jupitermassen.Das beim Urknall entstandene Lithium blieb somit в größeren Mengen nur в Braunen Zwergen erhalten. Литий ist aus diesem Grund auch extraterrestrisch ein verhältnismäßig seltenes Element, kann aber zum Nachweis Brauner Zwerge dienen. [39]

Die Verteilung von Lithium in verschiedenen Sternen ist stark unterschiedlich, auch wenn das Alter, die Masse und die Metallizität ähnlich sind. Es wird angenommen, dass Planeten einen Einfluss auf den Lithiumgehalt eines Sterns besitzen.Besitzt ein Stern keine Planeten, so ist der Lithiumgehalt hoch, während Sterne wie die Sonne, die von Planeten umgeben sind, einen nur geringen Lithiumgehalt aufweisen, был auch als Lithium Dip bezeichnet wird. Als Ursache wird vermutet, dass die Gezeitenkräfte von Planeten zu einer stärkeren Durchmischung von äußeren und inneren Schichten в Sternen beitragen, так dass mehr Lithium in einen Bereich gelangt, der heißierenug ist. [40]

.Литий

— Википедия

Литий
↓ Periodická tabulka ↓
Lithium v parafínu

Литий против парафина

Обекне
Název, značka, číslo Литий, Li, 3
Cizojazyčné názvy лат. Литий
Скупина, период, блок 1.скупина, 2. период, блок с.
Chemická skupina Алкаликовый кови
Koncentrace v zemské kře 20–65 частей на миллион
Koncentrace v mořské vodě 0,18 мг / л
Koncentrace ve vzduchu 0,000524%
Вжлед Stříbřitě kovová látka
Identifikace
Registrační číslo CAS 7439-93-2
Атомовая власть
Relativní atomová hmotnost 6.941
Atomový poloměr 152 вечера
Kovalentní poloměr 128 вечера
Van der Waalsův poloměr 182 вечера
Elektronová konfigurace [He] 2s 1
Oxidační čísla + я
Elektronegativita (Паулингова ступница) 0,98
Ionizační energie
První 520,2 кДж / моль
Druhá 7298,1 кДж / моль
Třetí 11815,0 кДж / моль
Látkové vlastnosti
Krystalografická soustava Krychlová
Molární objem 13,02 × 10 −6 м 3 / моль
Mechanické vlastnosti
Hustota 534 кг / м 3
Skupenství Pevné
Тврдост 0,6
Tlak syté páry 100 Па за 99К
Rychlost zvuku 6000 м / с
Termické vlastnosti
Tepelná vodivost 84,8 Вт⋅м −1 K −1
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání 180,54 ° С (453,69 К)
Теплота вару 1342 ° С (1615,15 К)
Skupenské teplo tání 3,00 кДж / моль
Skupenské teplo varu 147,1 кДж / моль
Měrná tepelná kapacita 3582 Дж кг −1 K −1
Elektromagnetické vlastnosti
Elektrická vodivost 1,17 × 10 7 См / м
Měrný elektrický odpor 92,8 нОм · м −1 (20 ° C)
Стандартный электродный потенциал 3,04 В
Magnetické chování Paramagnetický
Lithium spectrum visible.png
Безпечность
Vysoce hořlavý
Vysoce hořlavý ( F ) Žíravý
íravý ( C )
R-věty R14 / 15, R34
S-věty S1 / 2, S8, S43, S45
NFPA 704 NFPA 704.svg

0

3

2

Вт

Изотопия
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 ° C, 100 кПа).

Литий (chemická značka Li ) je nejlehčí z řady alkalických kovů, značně reaktivní, stříbřitě lesklého vzhledu.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti [редактировать | редактировать здрой]

Plamenová zkouška lithné soli

Jedná se o velmi lehký a měkký kov (ještě měkčí než mastek), který lze krájet nožem. Dobře vede elektrický гордится теплом. Литий má nejmenší hustotu ze všech pevných prvků, je lehčí než voda a petrolej a plave na nich.Ve srovnání s ostatními kovy má lithium poměrně nízké teploty tání a var. В plynném lithiu se vyskytují vedle jednoatomových částic i dvouatomové molkuly lithia. Páry lithia mají hnědou barvu. Roztok vzniklý rozpuštěním lithia v kapalném amoniaku má temně modrou barvu.

Přírodní lithium obsahuje около 7,5% изотопу 6 Li a 92,5% 7 Li. Poměr izotopů není stálý a závisí na geologických poměrech původního zdroje. Lehčí izotop 6 Li dobře zachycuje Neutrony za vzniku tritia a hélia.Tato reakce 6 Li je k produkci těžkého vodíkového izotopu využívána, ať už pro civilní potřeby a nebo jako lithiumdeuterid v termonukleární zbrani, kde z lithia sěsto zaveli zavelní zavelní zaguarénée zeravénée zaži de zuží. Těžší izotop 7 Li má naopak účinný průřez záchytu Neutronu Malý a soli 7 Li proto mohou sloužit jako inertní médium v ​​jaderné technologii. 7 LiOH slouží k alkalizaci chladicí vody v některých typech jaderných reaktorů.Známé jsou např. taveninové palivové kompozice fluoridů uranu, plutonia či nejmoderněji toria, ve kterých 7 LiF účinně snižuje bod tání takové směsi, aniž by ze systému vychytával нейтроны. Вжледем к тому, он роздил hmotností obou lithiových izotopů je procentně významný, obohacování lithia vcelku není obtížné. Používají se dvě hlavní metody:

  1. využití rozdílné afinity 6 Li a 7 Li ke rtuti, kdy se lithný amalgám v protiproudu k vodnému roztoku LiOH, obohacuje lehčím izotopemá todnámáze
  2. díky relativně vysoké tenzi par lithia a nízkému bodu varu lze izotopy separovat i modifikovanou destilací, kdy těkající páry jsou obohaceny lehčím izotopem a v taveniná zůstám a v taveniná zůstám.

Obě technologie mají pochopitelně původ v poválečném vojenském výzkumu s cílem připravit 6 LiD pro zbraně a neabsorbující soli 7 Lijsou od vlastn.

Литий, как показано на рисунке выше, имеет свои владения, оставшиеся щелочные ковы, але в большом количестве, так как подобный властем ков щелочные земли. Rychle reaguje s kyslíkem i vodou a v přírodě se s ním proto setkáváme pouze ve formě sloučenin, za vyšší teploty slučuje přímo s dusíkem na nitrid lithný Li 3 N.Ze skupiny alkalických kovů je lithium nejméně reaktivní, avšak jako jediný alkalický kov se slučuje za vyšší teploty přímo s uhlíkem na karbid Li 2 C em 2 90í42 6silic 2 на k. Elementární kovové lithium lze dlouhodobě uchovávat např. překryté vrstvou alifatických uhlovodíků jako petrolej nebo nafta. Литий в яко-кислотном остатке с щелочной кислотой в окислительной стойке Li + . Soli lithia barví plamen karmínově červeně.

Было обьективно 1817 švédským chemikem Johannem Arfvedsonem v nerostu petalitu. Brzy na to bylo lithium dokázáno a objeveno i ve spodumenu a lepidolitu. Подобность Лития с другими щелочными щелочными элементами, созданными Иоганном Арфведсоном. Литий dostalo název z řeckého lithos — kámen. Черве zbarvení plamene lithia pozoroval poprvé Leopold Gmelin roku 1818. Чистый литий был poprvé připraveno Робертем Вильгельмем Bunsenem и Michaelem Matthiessenem в roce 1855 elektrolýzé roztavenénho chlorine.

NFPA 704.svg Петалит — (Li, Na) AlSi 4 O 10

Ve vesmíru patří lithium přes svoji velmi nízkou atomovou hmotnost mezi poměrně vzácné prvky — na jeden jeho atom připadá přesibližně 1 miliarda atomů vodíku. Při termonukleárních reakcích horkých hvězd vzniká totiž jen přechodně a brzy se zpětně štěpí na lehčí prvky. Литий на Zemi tudíž nepochází z protoplanetárního disku (na rozdíl od většiny prvků), ale vznikalo až jaderným rozpadem těžších kovů.

В земском источнике лития, содержащемся в множестве 20–60 мг / кг, морская вода выказывает прмерный обсах лития 0,18 мг / л в подобном розовом растворе.Kvli velké elektropozitivitě se Lithium vyskytuje jen ve sloučeninách jako příměs různých hornin (рудийная лития, покрытая около 1–6% лития). Nejznámější minerály obsahující lithium jsou aluminosilikáty lepidolit KLi 2 [AlSi 3 O 6 (OH, F) 4 ] (OH, F) 2 9042 O 2 9042 6, 9042 O 2 9042 6 Li, 9042 , трифилин LiFe [PO 4 ], петалит (Li, Na) AlSi 4 O 10 , амблигонит: (Li, Na) Al (PO4) (F, OH) ацинвалдит: KLiFeAl [(F, OH ) 2 AlSi3O10].

Největší rezervy lithia v roce 2017 (часть Геологической службы США): [1] 1. Аргентина 9,8 млн. т, 2. Боливия 9 мил. т, 3. Чили 8,4 млн. т, 4. Чина 8,4 мил. t, 5. Austrálie 5 mil. т. Polovina známých zásob lithia leží v Bolívii na dně solných pánví — největší z nich je Salar de Uyuni.

Biologický význam [редактировать | редактировать здрой]

Lithium je přítomné v tělech rostlin, jivočichů a dalších organ jen ve stopovém (extrémně nízkém) множства и правдеподобнее там, чем химикы выходят на подобный, яко jiné jinévéméné.V lidské krvi je přítomno lithium v ​​koncentraci pouhých cca 70 нмоль / литр. [2] Je sporné, zda má pro funkci organmu nějaký význam; koncentrace lithia, které se používají k léčbě maniodeprestivity, jsou o 3-4 řády vyšší, než je jeho přirozená koncentrace v krvi. Pri experimentálním krmení zvířat potravou с nízkým тысячелистника Лития былы pozorovány některé vývojové poruchy snížený Vek dožití [2] [3] Литий TaKé против nízkých koncentracích stimuluje ржавчину rostlin, některé druhy хо však pravděpodobně aktivně zakoncentrovávají ве svých pletivech až делают hladiny 1 мг / г вахи. [4]

Při výrobě se vychází z rudy spodumenu, který se zahřívá na 1 100 ° C, aby došlo ke změně modifikace, která má menší hustotu. Ta se promývá kyselinou sírovou při 250 ° C и z výluhu se získává síran lithný. Ten reaguje s uhličitanem sodným za vzniku nerozpustného uhličitanu lithného, ​​který je následně rozpuštěn v kyselině chlorovodíkové za vzniku chloridu lithného.

Кововый литий-прмысловой слой připravit elektrolýzou roztaveného chloridu lithného, ​​protože je istý chlorid nejlépe získatelný a má relativně nízkou teplotu tání.K přípravě lithia je možno použít i snadněji tavitelnou směs chloridu lithného a chloridu draselného.

elezná katoda 2 Li + + 2 e → 2 Li
Grafitová anoda 2 Cl → Cl 2 + 2 e

В лаборатории lze k přípravě lithia použít i elektrolýza chloridu lithného rozpuštěného v pyridinu.

NFPA 704.svg Elementární lithium — пелетки NFPA 704.svg
  • Organické soli lithia se používají ve farmaceutickém průmyslu jako součásti uklidňujících lék tlumících afekt.
  • Литий для изготовления специальных стекол и керамики, для использования на солнечных батареях, а также на конструкциях жестких телескопов.

Anorganické sloučeniny [редактировать | редактировать здрой]

NFPA 704.svg NFPA 704.svg NFPA 704.svg
  • Hydroxid lithný LiOH je bílá krystalická látka, středně silně zásaditá, která se na rozdíl od ostatních alkalických hydroxidů rozpouští ve vodě a lihu o poznání hůní hů. Vzniká reakcí oxidu lithného s vodou nebo reakcí kovového lithia s vodou, která je poměrně bouřlivá a exotermní, kromě uvedeného hydroxidu lithného při ní dochází ve vývoji plynnuji.
Соли [редактировать | редактировать здрой]

Lithné soli jsou ze však solí alkalických kovů obecně nejméně rozpustné ve vodě (Paradox u lithných solí tvoří chlorečnan lithný, který je nejrozpustnější anorganickě v ° 100 мл. Напроти тому себе вшак литнэ соли вельми добрже розпоушти в jiných polárních rozpouštědlech než voda (například kapalný amoniak nebo etanol).

Organické sloučeniny [редактировать | редактировать здрой]

Mezi organické sloučeniny lithia patří zejména lithné soli organických kyselin a lithné alkoholáty.K dalším lithným sloučeninám patří organické komplexy lithných sloučenin — komplexy s crown ethery (koronandy), криптаты. Zcela zvláštní skupinu organických lithných sloučenin tvoří organokovové sloučeniny.

Kovové lithium je hodně reaktivní, a oxiduje i na vzduchu. Aby se tomuto jevu zabránilo, uchovává se obvykle v petroleji. Пржи манипуляций с литием себе музеи поуживат охранные руки, литий незреаговало на поврчу воды с водой на гидроксид литиний, ктеры велики небезпечны.

Při vdechování prachu kovového lithia dochází k podráždění či až k bolesti nosu a dýchacích cest, dále taky může vzniknout plicní edém.

Справка [редактировать | редактировать здрой]

  1. https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/lithium/mcs-2018-lithi.pdf [онлайн]. Геологическая служба США, 2018-01 [цит. 2018-03-11]. [НАС. Геологическая служба, сводки по минеральным ресурсам, январь 2018 г. Dostupné online].
  2. a b АНДЕРСОН, Чарльз Э. Литий в растениях . Příprava vydání Ricardo O. Bach PhD, Винсент С. Галличкио PhD MT (ASCP). [s.l.]: Springer New York Dostupné онлайн. ISBN 9781461279679, ISBN 9781461233244. DOI: 10.1007 / 978-1-4612-3324-4_3. С. 25–46. (англичанин) DOI: 10.1007 / 978-1-4612-3324-4_3.
  3. DEMLING, J.H .; EGLAU, M.C .; AUTENRIETH, T. О физиологической функции лития с психиатрической точки зрения. Медицинские гипотезы . Roč. 57, чис. 4, с. 506–509. Dostupné в сети.DOI: 10.1054 / mehy.2001.1375.
  4. ARAL, Hal; ВЕЧКИО-САДУС, Анжелика. Токсичность лития для человека и окружающей среды — обзор литературы. Экотоксикология и экологическая безопасность . 2008-07-01, roč. 70, г. 3, с. 349–356. Dostupné online [цит. 2016-03-26]. DOI: 10.1016 / j.ecoenv.2008.02.026.

Literatura [редактировать | редактировать здрой]

  • Коттон Ф. А., Уилкинсон Дж.: Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
  • Holzbecher Z.: Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
  • Jursík F .: Anorganická chemie nekovů . 1. выд. 2002. ISBN 80-7080-504-8
  • .
  • Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
  • Н. Н. Гринвуд — А. Эрншоу, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

Externí odkazy [редактировать | редактировать здрой]

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.