Характеристика лития | Периодическая таблица химических элементов Д. И. Менделеева с историческими сведениями

Общая характеристика лития как элемента

Химический знак – Li

Относительная атомная масса – 6,941

В соединениях литий одновалентен, степень окисления в соединениях с неметаллами равна +1.

 

Литий как вещество

Способы получения лития:

• Восстановлением из гидрида лития при нагревании:

2LiH → 2Li + H₂

• Электролизом раствора гидрида лития:

2LiH_(ж) → 2Li + H₂

• Взаимодействием оксида лития с неметаллами:

2Li₂O + Si → 4Li + SiO₂

• Взаимодействием оксида лития с металлами:

Li₂O + Mg → 2Li + MgO

3Li₂O + 2Al → 6Li + Al₂O₃

 

Физические свойства лития:

• Мягкий, пластичный щелочной металл серебристо-белого цвета.
• Имеет металлический блеск.
• На воздухе покрывается оксидно-нитридной пленкой.
• Температура плавления равна 180,5°С и температура кипения равна 1336,6°С.

 

Химические свойства лития:

Литий весьма реакционноспособен и при химических реакциях, как правило, отдаёт электроны, превращаясь в положительно заряженный ион. Воспламеняется при умеренном нагревании, окрашивая пламя газовой горелки в тёмно-красный цвет.

Реагирует с водой, кислотами, неметаллами, аммиаком.

1. Наиболее энергично реагирует с галогенами, кислородом и серой (это обусловлено их высокой электроотрицательностью):

4Li + O₂ → 2Li₂O

2Li + S → Li₂S

2Li + Cl₂ → 2LiCl

2. Может окисляться ионами водорода или ионами других металлов

2Li + 2H₂O → 2LiOH + H₂

2Li + 2HCl → 2LiCl + H₂

3. Литий, взаимодействуя с аммиаком, образует амид и имид лития      

2Li + 2NH₃ → 2LiNH₂ + H₂

2Li + NH₃ → Li₂NH + H₂

        

Применение лития:

Сплав, содержащий в своем составе литий, является эффективным полупроводником для термоэлектропреобразователей.

Из лития изготавливают аноды химических источников тока (аккумуляторов, гальванических элементов и пр.). Нитрат лития используют в пиротехнике для окрашивания огней в красный цвет. Огромной прочностью обладает стекло, созданное из литий-алюминий-силиката. Сплавы лития с различными металлами – это новые перспективные материалы в авиации и космонавтике. Гафниат лития входит в состав специальной эмали, предназначенной для захоронения высокоактивных ядерных отходов. Применяется в ядерных реакторах как эффективный теплоноситель. В медицине соединения лития применяются в виде психотропных препаратов. Соединения лития широко применяют в текстильной промышленности (отбеливание тканей), пищевой (консервирование) и фармацевтической (изготовление косметики).

 

Источники

1. https://ru.wikipedia.org/wiki.

2. Лидин, Р. А. Химические свойства неорганических веществ / Р. А. Лидин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева. – М.: Химия, 2000.

3. Рудзитис, Г. Е. Химия. -}.7​N2e−,5e−. На внешнем (незавершенном) слое — пять электронов.

4) Элемент относится к группе неметаллов. Его простое вещество при обычных условиях находится в газообразном агрегатном состоянии. Формула простого вещества N2\mathrm{N_2}N2​.

5) Валентность азота в высшем оксиде равна V, так как это элемент V группы. Валентность в летучем водородном соединении равна III.

6) Формула высшего оксида — N2O5\mathrm{N_2O_5}N2​O5​. Он принадлежит к кислотным оксидам. Гидроксид, соответствующий ему, предел являет собой кислоту HNO3\mathrm{HNO_3}HNO3​.

7) Формула летучего водородного соединения — Nh4\mathrm{NH_3}Nh4​.

в) Алюминий

1) Название химического элемента — алюминий, химический знак Al, относительная масса 27.

2) Атомный (порядковый) номер в периодической системе 13, элемент 3-го периода (малого), IIIA-группы (главной).

3) Заряд ядра атома 13⁺, оно содержит 13 протонов; в ядре нуклида 1327Al  14\mathrm{_{13}^{27}Al\,\, 14}1327​Al14 нейтронов.

-.}17​Cl2e−,8e−,7e−. На внеш нем (незавершенном) слое семь электронов.

4) Элемент относится к группе неметаллов. Его простое вещество при обычных условиях находится в газообразном агрегатном состоянии. Формула простого вещества — Cl2\mathrm{Cl_2}Cl2​.

5) Валентность хлора в высшем оксиде равна VII, так как это элемент VII-А группы. Валентность в летучем водородном соединении равна I.

6) Формула высшего оксида — Cl2O7\mathrm{Cl_2O_7}Cl2​O7​. Он принадлежит к кислотным оксидам. Гидроксид, соответствующий ему, представляет собой кислоту — HClO4\mathrm{HClO_4}HClO4​.

7) Формула летучего водородного соединения — HCl\mathrm{HCl}HCl.

Уникальные характеристики лития

Основной химический состав неорганических солей лития в основном подобен химическому составу натрия и калия. Однако есть некоторые существенные отличия, которые делают литий уникальным.

Ядро лития

В семействе щелочных металлов литий ведет себя не так, как обычно, и это связано с его уникальным ядром.

Атомы лития имеют три протона, три или четыре нейтрона и три электрона. Атомы натрия имеют 11 протонов, 12 нейтронов и 11 электронов. Атомы калия имеют 19протонов, 20 нейтронов и 19 электронов.

В каждом из этих атомов протоны и нейтроны находятся в ядре, а электроны находятся в орбитальных облаках, окружающих ядро.

Когда мы рассматриваем химию растворов этих ионов металлов, важно, чтобы мы не думали о них как о маленьких положительно заряженных шариках, потому что происходит гораздо больше, чем просто положительно-отрицательные взаимодействия.

Ионы щелочных металлов

В ионах щелочных металлов большую роль в поведении иона играет само ядро.

Кроме того, на ядерное воздействие влияет то, насколько хорошо оно экранировано окружающими его электронами.

Например, у калия 19 протонов, поэтому в ионном состоянии у него 18 электронов. Поэтому 95% заряда протона «экранируется» электронами в ионе.

Ионы лития имеют два электрона и три протона. Только 66% его протонов уравновешены электронами в ионе. Поэтому ядро ​​лития плохо экранировано.

Из-за этого нейтральные кислородсодержащие молекулы сильно притягиваются к ионам лития, что объясняет странное поведение лития в растворимости.

Li+ имеет тенденцию удерживать вокруг себя больше воды, чем другие ионы щелочных металлов.

Металлоорганическая химия

Область металлоорганической химии — это область, в которой вступают в игру уникальная структура и химический состав лития. Литийорганические соединения, такие как бутиллитий, C4 H9 Li, обладают высокой реакционной способностью.

Литийорганические реагенты можно использовать для добавления химических групп в очень определенные места на очень сложных молекулах, таких как прекурсоры лекарств.

Многие из этих химических веществ очень чувствительны к изменениям температуры, поэтому одним из ключевых преимуществ литийорганических соединений является их высокая реакционная способность в экстремально холодных условиях.

Они также могут быть разработаны для проведения очень специфических реакций практически без побочных реакций.

Высокая эффективность реакции лития

Сочетание высокой специфичности и высокой реакционной способности может привести к очень высокой эффективности реакции. Литийорганические соединения использовались для производства различных лекарств, таких как статины.

Литийорганические соединения также используются в качестве некоторых полимерных инициаторов. Они могут инициировать полимерные реакции и продолжать строить полимер, добавляя другие молекулы в цепь, поэтому они в основном образуют «живой конец», который можно удлинить.

Эта технология используется во многих продуктах, включая резину для шин с большим пробегом и гладкую резину.

Уникальное будущее лития

Перед литиевой промышленностью стоит задача увеличения производства необработанного лития до невиданного ранее уровня при одновременном создании инновационных продуктов с использованием передовых технологий, которые минимизируют углеродный след, экономят воду и сохраняют экосистему.

Прямая экстракция лития

Используя конструкцию мобильной установки и его запатентованные инженерные решения, прямая экстракция лития обеспечивает более высокую степень извлечения лития при переработке более 90% соляной воды, используемой обратно в салар.

Доктор Джон Бурба (президент и главный исполнительный директор IBAT, также известный как «Крестный отец лития») создал эту технологию извлечения лития, которая удовлетворяет экологические и промышленные потребности в эффективности.

Кроме того, прямая экстракция лития также сокращает время выхода на рынок, поэтому она не только экологически безопасна, но и осуществима с коммерческой точки зрения.

Инвестиции в литий

При таком резком росте спроса на литий у тех, кто хочет инвестировать в будущее чистой энергии, появляется возможность.

Литий позволяет увидеть реальность устойчивого производства возобновляемой энергии.

Хотите узнать, как инвестировать в рынок лития, или хотите узнать больше о процессе прямого извлечения лития?

Мы будем рады продолжить общение. Нажмите ниже, чтобы связаться с нами!

Химические и физические характеристики лития и его реакции с кислородом

Свойства самого легкого металла

[Депозитные фотографии]

Литий (Li) — химический элемент с атомным номером 3 и атомной массой 6,941. Литий встречается в природе в виде двух стабильных нуклидов 6Li (7,6 % по массе) и 7Li (92,4 %). В таблице Менделеева литий находится во втором периоде, в первой группе, и элемент относится к категории щелочных металлов. В соединениях литий проявляет степень окисления +1. В виде простого элемента литий представляет собой ковкий, мягкий, легкий металл серебристого цвета.

[Депозитные фотографии]

Химические и физические характеристики лития

Литий — самый легкий из всех металлов с плотностью 0,534 г/см3. Он плавится при температуре 180,5 градусов по Цельсию и кипит при температуре 1330 градусов по Цельсию.

Литий обладает высокой активностью, в обычных условиях металл вступает в реакцию с кислородом и азотом воздуха. По этой причине на воздухе литий быстро окисляется с образованием темного налета из продуктов взаимодействия, и уравнения реакций 

4Li + O₂ = 2Li₂O,

6Li + N₂ = 2Li₃N.

Кусочки лития, плавающие в масле [Викимедиа]

Открытие лития и местонахождение элемента в природе

Литий был открыт шведским ученым Арфведсоном в 1817 году – химик сначала нашел элемент в минерале петалите, а затем в сподумене и лепидолите. Металл получил свое название, так как он был найден в «камнях» (греческое слово «камень» — «литос»). В 1818 г. немецкий химик К. Г. Гмелин впервые наблюдал красное пламя, характерное для солей лития. В 1821 году английский химик Уильям Томас Бранде выделил металл электролизом. Литий впервые был получен в больших количествах в 1855 г. электролизом расплавленного хлорида. Уравнение реакции:

2LiCl = 2Li + Cl₂.

Литий широко распространен в земной коре, составляя около 3% ее массы. Основными минералами, содержащими литий, являются петалит, сподумен, лепидолит и амблигонит.

лепидолит [Депозитные фотографии]

Литий содержится в нескольких породообразующих минералах и присутствует в минерализованных водах и рассоле некоторых озер.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше о свойствах лития и других металлов.

Литий – реакция с кислородом, применение металла

Щелочные металлы и их соединения широко используются в технике. Литий используется в ядерной энергетике. Изотоп 6Li служит промышленным источником для производства трития, а изотоп 7Li используется как теплопроводник. LiF используется при выплавке алюминия. Литий и его соединения также используются в качестве добавки к ракетному топливу.

[Flickr, Creative commons by Steve Jurvetson находится под лицензией CC BY 2.0]

Смазки, содержащие соединения лития, сохраняют свои свойства при высоких температурах. Гидроксид лития присутствует в электролите щелочных аккумуляторов, увеличивая срок их службы в два-три раза. Литий также используется в керамической, стекольной и других отраслях химической промышленности. Вообще, по своей значимости в современной технике этот металл является одним из важнейших элементов. Реакция лития с кислородом приводит к образованию оксида лития Li₂O — бесцветного кристаллического вещества с температурой плавления 1438 градусов Цельсия и температурой кипения около 2600 градусов Цельсия. Оксид лития получают прямым окислением металлического лития при температуре более 200 градусов Цельсия, а также разложением гидроксида лития LiOH, нитрата лития LiNO₃ и карбоната лития LiNO₃.