لیتیم

Lithium

عمومی نام, علامت اختصاری, شماره Lithium, Li, 3 گروه شیمیایی فلز قلیایی گروه, تناوب, بلوک 1(IA), 2 , s جرم حجمی, سختی 535 kg/m3, 0.6 رنگ سفید نقره ای ،خاکستری

خواص اتمی         وزن اتمی 6.941 amu شعاع اتمی (calc.) 145 «167» pm شعاع کووالانسی 134 pm شعاع واندروالس 182 pm ساختار الکترونی He]2s1] -e بازای هر سطح انرژی 2, 1 درجه اکسیداسیون "اکسید" 1 ( بازقوی) ساختار کریستالی بدنه مکعب مرکزی

خواص فیزیکی         حالت ماده جامد (غیر مغناطیسی) نقطه ذوب 453.69 K (356.97 °F) نقطه جوش 1615 K (2448 °F) حجم مولی  «ש 10-6 * 13.02«متر مکعب بر مول گرمای تبخیر 145.92 kJ/mol گرمای هم جوشی 3 kJ/mol فشار بخار 1.63 E-8 Pa (453.7K) سرعت صوت 6000 m/s (293.15K)

متفرقه       الکترونگاتیویته 0.98 (درجه پاولینگ) ظرفیت گرمایی ویژه 3582 J/(kg*K) رسانائی الکتریکی 10.8 106/m اهم رسانائی گرمایی 84.7 W/(m*K) 1st پتانسیل یونیزاسیون 520.2 kJ/mol 2nd پتانسیل یونیزاسیون 7298.1 kJ/mol 3rd پتانسیل یونیزاسیون 11815.0 kJ/mol

پایدارترین ایزوتوپها     iso NA نیمه عمر DM DE MeV DP 6Li 7.5% Li با 3 نوترون پایدار است 7Li 92.5% Li با 4نوترون پایدار ا ست 8Li {syn.} 838 ms β- 16.004 8Be β- + 2 α   none واحدهای  SI & STP استفاده شده مگر آنکه ذکر شده باشد.

لیتیم عنصر شیمیایی است با نشان Li و عدد اتمی 3 که در جدول تناوبی به همراه فلزات قلیایی در گروه 1 قرار دارد. این عنصر در حالت خالص فلزی نرم و به رنگ سفید خاکستری می باشد که به سرعت در معرض آب و آزمایش‌های مربوط به هوا اکسید شده و کدر می گردد.لیتیم سبک ترین عنصر جامد بوده و عمدتاًُ در آلیاژهای انتقال حرارت ، در باطریها بکار رفته و در بعضی از تثبیت کننده های حالت "mood stabilizers " مورد استفاده قرار می گیرد.

خصوصیات قابل توجه

لیتیم سبکترین فلزات و دارای چگالی به اندازه نصف چگالی آب است. این عنصر همانند همه فلزات قلیایی به راحتی در آب واکنش کرده و به سبب فعالیتش هرگز در طبیعت بصورت آزاد یافت نمی شود با این وجود هنوز هم واکنش پذیری آن از سدیم کمتر است. وقتی لیتیم روی شعله قرار گیرد رنگ زرشکی جالبی تولید می کند اما اگر به شدت سوخته شود شعله هایی سفید درخشان ایجاد می کند. هنچنین لیتیم، عنصری تک ظرفیتی است.

 

کاربردها

لیتیم به علت گرمای ویژه اش ( بالاتر از تمامی جامدات) در موارد انتقال حرارت مورد استفاده قرار می گیرد.به علت خاصیت electrochemical زیادش ، ماده مهمی در آند باطریها محسوب می شود.سایر کاربردها: نمکهای لیتیم مثل کربنات لیتیم ( Li2CO3) و سیترات لیتیم تثبیت کننده های حالت هستند که در درمان بیماریهای متضاد نقش دارند. لیتیم کلرید و لیتیم برمید به شدت رطوبت را جذب می کنند لذا در خشک کننده ها به کرات کاربرد دارند. استارات لیتیم یک ماده لیز کننده کلی در دمای بالا و برای تمامی مقاصد به شمار می رود. لیتیم عاملی آلیاژ ساز است که در تولید ترکیبات آلی مورد استفاده قرار گرفته و نیز دارای کاربردهای اتمی می باشد. گاهی اوقات از لیتیم در ساخت شیشه و سرامیک استفاده می گردد مانند شیشه های 200 اینچی تلســـــکوپ در Mt. Palomar. در فضاپیماها و زیردریائی برای خارج کردن دی اکسید کربن ازهوا از هیدروکسید لیتیم استفاده می شود. از آلیاژ این فلز با آلومینیم ، کادمیم ، مس و منگنز در ساخت قطعات هواپیماهای بلند پرواز استفاده می گردد.

 

لیتیم را ( واژه یونانی lithos به معنی سنگ) Johann Arfvedson در سال 1817 کشف کرد. Arfvedson این عنصر جدید را هنگامیکه در سوئد مشغول تجزیه و تحلیل بود با مواد معدنی اسپادومین و لپدولیت دریک کانی پتالیت 5 LiAl(Si2O2)(؟) کشف نمود. Christian Gmelin در سال 1818 اولین کسی بود که شاهد قرمزرنگ شدن نمک لیتیم در شعله آتش بود. اما هر دوی این افراد در جداسازی این عنصر از نمکش ناکام شدند. این عنصر را برای اولین بار W.T. Brande و Humphrey Davy با استفاده از الکترولیز اکسید لیتیم جدا کردند. تولید تجاری فلز لیتیم در سال 1923 بوسیله شرکت آلمانیMetallgesellschaft AG و با استفاده از الکترولیز کلرید لیتیم و کلرید پتاسیم مذاب محقق گشت. ظاهراً نام لیتیم به این علت انتخاب شد که این عنصر در یک ماده معدنی کشف شد در حالیکه سایر فلزات قلیایی اولین بار در بافتهای گیاهی دیده شدند.

تاریخچه

 

لیتیم بسیار پراکنده است اما به علت واکنش پذیری زیادی که دارد در طبیعت بصورت آزاد وجود ندارد و همیشه بصورت ترکیب با یک یا چند عنصر یا ترکیب دیگر دیده می شود. این فلز بخش کوچکی ازکلیه سنگهای آذرین را تشکیل داده و نیز در بسیاری از شورابهای طبیعی وجود دارد. تولید لیتیم از پایان جنگ جهانی دوم به شدت افزایش یافت. این فلز در سنگهای آذرین از سایر ناصر جدا می شود و از آب چشمه های معدنی هم بدست می آید. لپدولیت ، اسپادومین ، پتالیت و امبلی گونیت مهمترین مواد معدنی حاوی لیتیم هستند. در آمریکا لیتیم را از شورابهای واقع در Searles Lake خشکیده در کالیفرنیا ، مناطقی از Nevada و نقاط دیگر بازیافت می کنند.این فلز که همانند سدیم ، پتاسیم وسایر اعضاء گروه فلزات قلیایی ظاهری سیمگون دارد ، با روش الکترولیز از یک مخلوط لیتیم و کلرید پتاسیم گداخته تولید می شود. قیمت هر پوند لیتیم در سال 1997 300 دلار آمریکا بود. جداسازی آن بصورت زیر است: کاتد: *Li+* + e → Li آند: -Cl-* → 1/2 Cl2 (gas) + e

پیدایش

 

لیتیم بطور طبیعی متشکل از 2 ایزوتوپ پایدار Li-7 و Li-6 است که Li-7 فراوان تر است ( وفور طبیعی 5/92%).6 رادیوایزوتوپ هم برای آن وجود دارد که پایدار ترین آنها Li-8 با نیمه عمر 838 هزارم ثانیه و Li-9 با نیمه عمــــــــــــــــر 3/178 هزارم ثانیه می باشد.مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو نیمه عمرهایی کمتر از 5/8 هزارم ثانیه داشته یا ناشناخته اند. ایزوتوپهای لیتیم از نظر وزن اتمی بین amu027/4 ( Li-4) تا amu0438/11 (Li-11) قرار دارند.حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوان ترین ایزوتوپ ( Li-7) ارسال پروتون ( با یک مورد فروپاشی آلفا) و حالت اولیه بعد از آن ارسال بـا می باشد ( با تعدادی ارسال نوترون).محصول فروپاشی اولیه قبل از Li-7 ، ایزوتوپهای عنصر 2 ( هلیم) و محصول اولیه بعد از آن ایزوتوپهای عنصر 4 (برلیم) است. لیتیم 7 یکی از عناصر primordialاست (تولید شده در نوکلئوسنتز انفجار بزرگ). ایزوتوپهای لیتیم طی یک سری فرآیندهای طبیعی مختلف از جمله تشکیل مواد معدنی (رسوب شیمیایی)، متابولیسم، جابجائی یونی، (در برخی از خاکهای معدنی که Li-6 به Li-7 ترجیح داده شده است در مکانهای octahedral لیتیم جایگزین منیزیم و آهن می شود) ، hyperfiltration و دگرگونی صخره ها ، بطور اساسی شکسته می شوند.

ایزوتوپها

 

لیتیم همانند فلزات قلیایی دیگر در حالت خالص شدیداً آتش زا و در معرض آزمایش‌های مربوط به هوا و مخصوصاً آب تا حدی انفجاری است. این فلز همچنین خورنده بوده لذا باید توجه خاص داشت و از تماس آن با پوست بدن اجتناب کرد. در صورت ذخیره باید آنرا درهیدروکربن مایع قابل اشتعالی مانند نفت نگهداری نمود. لیتیم هیچگونه نقش بیولوژیکی نداشته و تا حدی سمی محسوب می شود.

هشدارها