Li karakteristike e litiumit. Vetitë fizike të litiumit: dendësia, përçueshmëria termike, kapaciteti i nxehtësisë

Litium(lat. Lithium), Li, element kimik i grupit I të sistemit periodik të Mendelejevit, numri atomik 3, masa atomike 6,941, i përket metaleve alkaline. Litiumi natyror përbëhet nga dy izotope të qëndrueshme - 6 Li (7.42%) dhe 7 Li (92.58%). Litiumi u zbulua në vitin 1817 nga kimisti suedez A. Arfvedson në mineralin petalit; emër nga greqishtja lithos - gur. Metali litium u mor për herë të parë në 1818 nga kimisti anglez G. Davy.

Shpërndarja e litiumit në natyrë. Litiumi është një element tipik i kores së tokës (përmbajtja 3.2 10 -3% në masë), ai grumbullohet në produktet më të fundit të diferencimit të magmës - pegmatitet. Ka pak Litium në mantel - në shkëmbinjtë ultrabazikë vetëm 5 10 -5% (në bazë 1,5 10 -3%, mesatar - 2 10 -3%, acid 4 10 -3%). Afërsia e rrezeve jonike të Li+, Fe 2+ dhe Mg 2+ lejon që Litiumi të hyjë në grilat e silikateve magneziano-hekur - piroksenet dhe amfibolat. Gjendet në granitoidet si një përzierje izomorfike në mika. Vetëm në pegmatite dhe në biosferë njihen 28 minerale të pavarura të litiumit (silikate, fosfate dhe të tjera). Të gjitha ato janë të rralla. Litiumi migron relativisht dobët në biosferë, roli i tij në lëndën e gjallë është më i vogël se ai i metaleve të tjerë alkali. Nga ujrat nxirret lehtësisht nga argjila, është relativisht i vogël në Oqeanin Botëror (1,5 10 -5%). Depozitat komerciale të litiumit shoqërohen si me shkëmbinjtë magmatikë (pegmatitet, pneumatolitë) ashtu edhe me biosferën (liqenet e kripës).

Vetitë fizike të litiumit. Litiumi kompakt është një metal i bardhë argjendi, i mbuluar shpejt me një shtresë gri të errët të përbërë nga nitridi LiaN dhe oksidi Li 2 O. Në temperaturë të zakonshme, Litiumi kristalizohet në një rrjetë kub me qendër trupin, a = 3,5098 Å. Rrezja atomike 1,57 Å, rrezja jonike Li + 0,68 Å. Nën -195 °C, rrjeta e litiumit është gjashtëkëndore e mbyllur. Litiumi është metali më i lehtë; dendësia 0,534 g / cm 3 (20 ° C); t pl 180,5°C, t b.p. 1317°C. Kapaciteti specifik i nxehtësisë (në 0-100 °C) 3,31 10 3 J / (kg K), domethënë 0,790 cal / (g gradë); koeficienti termik i zgjerimit linear 5,6·10 -5 . Rezistenca elektrike (20 °C) 9,29 10 -4 ohm m (9,29 μm cm); koeficienti i temperaturës së rezistencës elektrike (0-100 °C) 4,50 10 -3 . Litiumi është paramagnetik. Metali është shumë plastik dhe viskoz, përpunohet mirë duke shtypur dhe rrotulluar, tërhiqet lehtësisht në tel. Fortësia Mohs 0,6 (më e vështirë se Na dhe K), e lehtë për t'u prerë me thikë. Presioni i skadimit (15-20 ° C) 17 MN / m 2 (1,7 kgf / mm 2). Moduli i elasticitetit 5 Gn / m 2 (500 kgf / mm 2), qëndrueshmëria në tërheqje 116 MN / m 2 (11.8 kgf / mm 2), zgjatja relative 50-70%. Tymrat e litiumit e kthejnë flakën karmine të kuqe.

Vetitë kimike të litiumit. Konfigurimi i shtresës së jashtme elektronike të atomit të litiumit 2s 1 ; në të gjitha përbërjet e njohura është njëvalente. Kur ndërvepron me oksigjenin ose kur nxehet në ajër (digjet me një flakë blu), litiumi formon oksid Li 2 O (peroksidi Li 2 O 2 merret vetëm në mënyrë indirekte). Ai reagon më pak me ujë se metalet e tjera alkaline, me formimin e hidroksidit LiOH dhe hidrogjenit. Acidet minerale shpërndajnë fuqishëm Li (është i pari në një seri tensionesh, potenciali i tij normal i elektrodës është 3.02 V).

Litiumi kombinohet me halogjenet (me jodin kur nxehet), duke formuar halogjene (më i rëndësishmi është kloruri i litiumit). Kur nxehet me squfur, Litiumi jep sulfur Li 2 S, dhe me hidrogjen, hidrid litium. Litiumi reagon ngadalë me azotin tashmë në temperaturën e dhomës, fuqishëm në 250 ° C për të formuar nitridin Li 2 N. Litiumi nuk ndërvepron drejtpërdrejt me fosforin, por fosfidet mund të merren në kushte të veçanta. Ngrohja e litiumit me karbon rezulton në karbit Li 2 C 2, silicid silikon-litium. Komponimet binare Litium - Li 2 O, LiH, Li 3 N, Li 2 C 2, LiCl dhe të tjera, si dhe LiOH janë shumë reaktive; kur nxehen ose shkrihen, ato shkatërrojnë shumë metale, porcelan, kuarc dhe materiale të tjera. Karbonati, fluori LiF, fosfati Li 3 PO 4 dhe komponimet e tjera të Litiumit janë të ngjashme në kushtet e formimit dhe vetitë me derivatet përkatëse të magnezit dhe kalciumit.

Litiumi formon komponime të shumta organolitiumi, gjë që përcakton rolin e tij të madh në sintezën organike.

Litiumi është një përbërës i shumë lidhjeve. Me disa metale (Mg, Zn, Al) formon tretësira të ngurta me përqendrim të konsiderueshëm, me shumë komponime ndërmetalike (LiAg, LiHg, LiMg 2, LiAl dhe shumë të tjera). Këto të fundit janë shpesh shumë të forta dhe refraktare dhe ndryshojnë pak në ajër; disa prej tyre janë gjysmëpërçues. Janë studiuar një sërë sistemesh binare dhe treshe që përfshijnë litiumin; lidhjet që u korrespondojnë tashmë kanë gjetur aplikim në teknologji.

Marrja e litiumit. Përbërjet e litiumit përftohen si rezultat i përpunimit hidrometalurgjik të koncentrateve - produkte të pasurimit të xeheve të litiumit. Minerali kryesor silikat - spodumeni përpunohet me metoda të gëlqeres, sulfateve dhe acidit sulfurik. E para bazohet në dekompozimin e spodumenit nga guri gëlqeror në 1150-1200 °C:

Li 2 O Al 2 O 3 4SiO 2 + 8CaCO 3 = Li 2 O Al 2 O 3 + 4 (2CaO SiO 2) + 8CO 2

Kur sinteri shpëlahet me ujë në prani të gëlqeres së tepërt, aluminati i litiumit dekompozohet për të formuar hidroksid litiumi:

Li 2 O Al 2 O 3 + CaOH 2 \u003d 2LiOH + CaO Al 2 O 3

Sipas metodës së sulfatit, spodumeni (dhe aluminosilikatet e tjera) sinterizohen me sulfat kaliumi:

Li 2 O Al 2 O 3 4SiO 2 + K 2 SO 4 = Li 2 SO 4 + K 2 O Al 2 O 3 4SiO 2

Sulfati i litiumit shpërndahet në ujë dhe karbonati i litiumit precipitohet nga tretësira e tij me sode:

Li 2 SO 4 + Na 2 CO 3 \u003d Li 2 CO 3 + Na 2 SO 4.

Sipas metodës së acidit sulfurik, fillimisht fitohet edhe tretësirë e sulfatit të Litiumit dhe më pas karbonatit të Litiumit; spodumeni dekompozohet me acid sulfurik në 250-300 °C (reaksioni është i zbatueshëm vetëm për β-modifikimin e spodumenit):

β-Li 2 O Al 2 O 3 4SiO 2 + H 2 SO 4 = Li 2 SO 4 + H 2 O Al 2 O 3 4SiO 2

Metoda përdoret për përpunimin e xeheve të pa pasuruara me spodumene nëse përmbajtja e tyre Li 2 O është jo më pak se 1%. Mineralet e fosfatit të litiumit dekompozohen lehtësisht nga acidet, megjithatë, sipas metodave më të reja, ato zbërthehen me një përzierje gipsi dhe gëlqereje në 950-1050 ° C, të ndjekura nga trajtimi ujor i ëmbëlsirave dhe reshjet nga solucionet e karbonatit të litiumit.

Metali litium përftohet nga elektroliza e një përzierjeje të shkrirë të klorureve të litiumit dhe kaliumit në 400-460 °C (raporti i peshës së përbërësve 1:1). Banjat e elektrolizës janë të veshura me magnezit, alundum, mullit, talk, grafit dhe materiale të tjera rezistente ndaj elektrolitit të shkrirë; Shufrat e grafitit shërbejnë si anodë, dhe shufrat e hekurit shërbejnë si katodë. Druri i metalit Litiumi përmban përfshirje mekanike dhe papastërti (K, Mg, Ca, Al, Si, Fe, por kryesisht Na). Përfshirjet hiqen me shkrirje, papastërtitë - duke rafinuar nën presion të reduktuar. Aktualisht, shumë vëmendje i kushtohet metodave metalotermike për prodhimin e litiumit.

Aplikimi i litiumit. Fusha më e rëndësishme e aplikimit të litiumit është inxhinieria bërthamore. Izotopi 6 Li është i vetmi burim industrial për prodhimin e tritiumit nga reaksioni:

6 3 Li + 1 0 n = 3 1 H + 4 2 He

Seksionet kryq për kapjen e neutroneve termike (σ) nga izotopet e Litiumit ndryshojnë ndjeshëm: 6 Li 945, 7 Li 0,033; për një përzierje natyrale 67 (në hambarë); kjo është e rëndësishme në lidhje me aplikimin teknik të Litiumit - në prodhimin e shufrave të kontrollit në sistemin e mbrojtjes së reaktorit. Litiumi i lëngshëm (në formën e izotopit 7 Li) përdoret si ftohës në reaktorët e uraniumit. Molten 7 LiF përdoret si tretës për përbërjet U dhe Th në reaktorët homogjenë. Konsumatori më i madh i komponimeve të Litiumit është industria e silikateve, e cila përdor mineralet e Litiumit, LiF, Li 2 CO 3 dhe shumë komponime të përgatitura posaçërisht. Në metalurgjinë e zezë, litiumi, komponimet dhe lidhjet e tij përdoren gjerësisht për deoksidimin, lidhjen dhe modifikimin e shumë llojeve të lidhjeve. Në metalurgjinë me ngjyra, lidhjet trajtohen me litium për të marrë një strukturë të mirë, duktilitet dhe rezistencë të lartë në tërheqje. Lidhjet e njohura të aluminit që përmbajnë vetëm 0,1% Litium - aeron dhe skleron; përveç lehtësisë, ato kanë forcë të lartë, duktilitet, rezistencë ndaj korrozionit dhe janë shumë premtuese për industrinë e avionëve. Shtimi i 0,04% Litium në lidhjet që përmbajnë plumb-kalcium rrit fortësinë e tyre dhe redukton fërkimin. Përbërjet e litiumit përdoren për të prodhuar yndyrna. Për sa i përket rëndësisë në teknologjinë moderne, Litiumi është një nga elementët e rrallë më të rëndësishëm.

Litium në trup. Litiumi përfshihet vazhdimisht në përbërjen e organizmave të gjallë, por roli i tij biologjik nuk është sqaruar mjaftueshëm. Është vërtetuar se në bimë, Litiumi rrit rezistencën ndaj sëmundjeve, rrit aktivitetin fotokimik të kloroplasteve në gjethe (domate) dhe sintezën e nikotinës (duhani). Aftësia për të përqendruar litiumin është më e theksuar në mesin e organizmave detarë në algat e kuqe dhe kafe, dhe midis bimëve tokësore - në përfaqësuesit e familjes Ranunculaceae (lule misri, gjalpë) dhe familjes Solanaceae (dereza). Tek kafshët, litiumi është i përqendruar kryesisht në mëlçi dhe mushkëri.

Litiumi (lat. Lithium; shënohet me simbolin Li) është element i nëngrupit kryesor të grupit të parë, periudha e dytë e sistemit periodik të elementeve kimike të tabelës periodike, me numër atomik 3. Substanca e thjeshtë litium (CAS numri: 7439-93-2) është një metal i butë alkali argjend-e bardhë.

Historia dhe origjina e emrit

Litiumi u zbulua në 1817 nga kimisti dhe mineralologu suedez A. Arfvedson, fillimisht në mineralin petalit (Li,Na), dhe më pas në spodumene LiAl dhe në lepidolit KLi 1.5 Al 1.5 (F,OH) 2 . Metali litium u zbulua për herë të parë nga Humphrey Davy në 1825.
Litiumi e mori emrin sepse gjendej te "gurët" (greqisht λίθος - gur). I quajtur fillimisht "lithion", emri modern u propozua nga Berzelius.

Të qenit në natyrë

Gjeokimia e litiumit Gjeokimikisht, litiumi i përket elementëve litofilë me jon të madh, duke përfshirë kaliumin, rubidiumin dhe ceziumin. Përmbajtja e litiumit në koren e sipërme kontinentale është 21 g/t, në ujin e detit 0,17 mg/l.
Mineralet kryesore të litiumit janë mika lepidoliti - KLi 1.5 Al 1.5 (F, OH) 2 dhe spodumene pirokseni - LiAl. Kur litiumi nuk formon minerale të pavarura, ai zëvendëson në mënyrë izomorfike kaliumin në mineralet e përhapura shkëmbore.
Depozitat e litiumit kufizohen në ndërhyrje të granitit të metaleve të rralla, në lidhje me të cilat zhvillohen pegmatitet me litium ose depozitat komplekse hidrotermale, që përmbajnë gjithashtu kallaj, tungsten, bismut dhe metale të tjera. Vlen të përmenden shkëmbinjtë specifikë të ongoniteve - granitet me topaz magmatik, përmbajtje të lartë të fluorit dhe ujit dhe përqendrime jashtëzakonisht të larta të elementëve të ndryshëm të rrallë, përfshirë litiumin.
Një lloj tjetër depozitash litiumi janë shëllirat e disa liqeneve shumë të kripura. Depozitat Depozitat e litiumit janë të njohura në Rusi (më shumë se 50% e rezervave të vendit janë të përqendruara në depozitat e metaleve të rralla të rajonit Murmansk), Bolivi, Argjentinë, Meksikë, Afganistan, Kili, SHBA, Kanada, Brazil, Spanjë, Suedi, Kinë, Australi, Zimbabve, Kongo.

Faturë

Aktualisht, për të marrë litiumin metalik, mineralet e tij natyrore ose zbërthehen me acid sulfurik (metoda e acidit), ose sinterohen me CaO ose CaCO 3 (metoda alkaline), ose trajtohen me K 2 SO 4 (metoda e kripës) dhe më pas shpëlahen me ujë. Në çdo rast, karbonati i litiumit i dobët i tretshëm Li 2 CO 3 izolohet nga tretësira që rezulton, e cila më pas shndërrohet në klorur LiCl. Elektroliza e shkrirjes së klorurit të litiumit kryhet në një përzierje me KCl ose BaCl 2 (këto kripëra shërbejnë për uljen e pikës së shkrirjes së përzierjes). 2LiCl = 2Li + Cl 2 Më pas, litiumi që rezulton pastrohet me distilim me vakum.

Vetitë fizike

Litiumi është një metal i bardhë argjendtë, i butë dhe i urtë, më i fortë se natriumi, por më i butë se plumbi. Mund të përpunohet duke shtypur dhe rrotulluar.
Nga të gjithë metalet alkali, litiumi ka pikat më të larta të shkrirjes dhe vlimit (180,54 dhe 1340°C, respektivisht), dhe densitetin më të ulët në temperaturën e dhomës nga çdo metal (0,533 g/cm³, pothuajse gjysma e asaj të ujit).
Madhësia e vogël e atomit të litiumit çon në shfaqjen e vetive të veçanta të metalit. Për shembull, përzihet me natriumin vetëm në temperatura nën 380 ° C dhe nuk përzihet me kaliumin e shkrirë, rubidiumin dhe ceziumin, ndërsa çiftet e tjera të metaleve alkali përzihen me njëra-tjetrën në çdo raport.

Vetitë kimike

Litiumi është një metal alkalik, por relativisht i qëndrueshëm në ajër. Litiumi është metali alkali më pak aktiv; praktikisht nuk reagon me ajrin e thatë (dhe madje edhe oksigjenin e thatë) në temperaturën e dhomës. Për këtë arsye, litiumi është i vetmi metal alkalik që nuk ruhet në vajguri (përveç kësaj, dendësia e litiumit është aq e ulët sa do të notojë në të) dhe mund të ruhet në ajër për një kohë të shkurtër.
Në ajrin e lagësht, ai reagon ngadalë me azotin në ajër, duke u shndërruar në nitrid Li 3 N, hidroksid LiOH dhe karbonat Li 2 CO 3. Në oksigjen, kur nxehet, digjet, duke u shndërruar në oksid Li 2 O. Ekziston një veçori interesante që në intervalin e temperaturës nga 100 ° C deri në 300 ° C, litiumi mbulohet me një film të dendur oksidi dhe më pas nuk oksidohet.
Në vitin 1818, kimisti gjerman Leopold Gmelin zbuloi se litiumi dhe kripërat e tij ngjyrosin flakën karmine të kuqe, e cila është një shenjë cilësore për përcaktimin e litiumit. Temperatura e ndezjes është rreth 300 °C. Produktet e djegies irritojnë mukozën e nazofaringit.
Me qetësi, pa shpërthim dhe ndezje, reagon me ujin, duke formuar LiOH dhe H2. Ai gjithashtu reagon me alkool etilik (me formimin e një alkoolati), me hidrogjen (në 500-700 ° C) me formimin e hidridit të litiumit, me amoniak dhe me halogjene (me jod - vetëm kur nxehet). Në 130 °C, ai reagon me squfurin për të formuar sulfid. Në një vakum në temperatura mbi 200 °C, ai reagon me karbonin (duke formuar acetilenid). Në 600-700 °C, litiumi reagon me silikon për të formuar një silicid. I tretshëm kimikisht në amoniak të lëngshëm (−40 °C), formohet një tretësirë blu.
Litiumi ruhet në eter nafte, parafinë, benzinë dhe/ose vaj mineral në kanaçe të mbyllura hermetikisht. Metali litium shkakton djegie kur bie në kontakt me lëkurën e lagur, mukozën dhe sytë.

Elementi kimik Litium fitoi famë falë zbulimit të Johann August Arfvedson në 1817 si pjesë e një aluminosilikati, petalit. Më pas "alkali i ndezshëm" u gjet në minerale të tjera me origjinë natyrore. Është një metal i bardhë me një shkëlqim argjendi që mund të pritet me thikë. Në tabelën periodike, ajo zë vendin e tretë dhe emërtohet Li (nga latinishtja Lithium).

Përshkrimi i shkurtër i elementit kimik Litium

Numri rendor (atomik) i një elementi në sistemin periodik të elementeve kimike të Mendelejevit është tre. Në kushte normale, Li metalik ka densitetin më të ulët nga të gjitha metalet e njohura. Përveç kësaj, ajo udhëheq familjen e metaleve alkali për sa i përket pikave të shkrirjes dhe vlimit.

Fakte historike

Mostra e parë metalike u mor nga Sir Humphrey Davy në procesin e dekompozimit të shkrirjes së hidroksidit të litiumit nga rryma elektrike. Së bashku me rezultatin e parë të elektrolizës së litiumit, Leopold Gmelin, duke eksperimentuar me kripërat që përmbajnë litium, vuri në dukje ngjyrosjen e flakës në një ngjyrë të errët karmine.

Vetitë kimike të litiumit

Litiumi shfaq veti "kapriçioze" kur përzihet me natrium, nuk reagon fare me shkrirjet e kaliumit, rubidiumit dhe ceziumit. Në temperaturën e dhomës, litiumi nuk ndërvepron me ajrin e thatë ose hidrogjenin. Ndryshe nga metalet e tjera alkali, ai nuk mund të ruhet në vajguri. Për këtë qëllim, vaji Sherwood, parafina, benzina e gazit ose vaji mineral përdoren në enë kallaji të mbyllura.

Në temperaturat mbi 100, por nën 300 gradë Celsius, në sipërfaqen e litiumit formohet një film mbrojtës oksid, i cili parandalon ndërveprimin e mëtejshëm të kimikatit. element me mjedisin, edhe në ajër të lagësht. Forma metalike e elementit digjet kur bie në kontakt me një sipërfaqe të lagësht të lëkurës ose mukozës.

Aplikimi i litiumit

Vetë elementi dhe përbërjet e tij përdoren gjerësisht për prodhimin e qelqit, si veshje për porcelanin. Metalurgjia me ngjyra dhe me ngjyra përdorin litium për t'u dhënë forcë dhe duktilitet lidhjeve, në prodhimin e lubrifikantëve. Industria e tekstilit e përdor këtë element si zbardhues pëlhurash, industria ushqimore si konservues dhe industria farmaceutike e përdor me sukses në preparatet kozmetike.

Litiumi i lëngshëm ka gjetur aplikimin e tij në reaktorët bërthamorë, tritiumi radioaktiv përftohet duke përdorur izotopin e litium-6. Metali alkali ka gjetur aplikim të gjerë në industrinë kimike si katalizator për shumë procese, një përbërës i lidhjeve nga të cilat bëhen katoda të ftohta, si dhe anoda të burimeve aktuale.

Fluoridi i litiumit në formën e kristaleve të vetme përdoret për të krijuar lazer me precizion të lartë me një efikasitet prej 80%. Komponime të ndryshme me litium përdoren në zbulimin e defekteve, piroteknikë, radio elektronike dhe optoelektronikë.

Kripërat e litiumit janë një substancë psikotrope, efekti pozitiv i së cilës në gjendjen mendore të një personi u konfirmua vetëm në mesin e shekullit të 20-të. Karbonati i litiumit është përdorur me sukses për të trajtuar njerëzit me çrregullim bipolar, depresion maniak dhe tendenca për vetëvrasje.

Kjo shpjegon shkallën e ulët të krimit në zonat ku litiumi gjendet në një masë të madhe në ujin e pijshëm. Mekanizmi i veprimit të elementit ende nuk është kuptuar keq, por ka sugjerime se një efekt pozitiv arrihet nga funksioni rregullues i aktivitetit të disa prej enzimave të përfshira në transferimin e joneve të natriumit dhe kaliumit në tru. Bilanci i Na dhe K është drejtpërdrejt përgjegjës për gjendjen e psikikës. Pra, është vërtetuar se te njerëzit e prirur ndaj depresionit, ka një përmbajtje të tepërt të natriumit në qeliza dhe litiumi barazon pamjen jonike.

Vetia e litiumit për të reduktuar depresionin dhe rrezikun e vetëvrasjes pasqyrohet në punën e Nirvana dhe Evanescence. Diskografia e tyre përfshin këngë psikedelike të quajtura Lithium.

Roli i litiumit në aktivizimin e qelizave të fjetura të palcës kockore është shpresa e mjekësisë moderne në luftën kundër kancerit të gjakut. Është vërtetuar eksperimentalisht se litiumi ka një efekt të dobishëm në zonat e prekura nga herpesi gjenital. Përdorimi i Li në trajtimin kompleks të hipertensionit dhe diabetit u vu re pozitivisht. Efektive pa dyshim në parandalimin e sklerozës dhe sëmundjeve të sistemit kardiovaskular.

Duke qenë i pranishëm në lubrifikantë, litiumi bën të mundur eksplorimin e Antarktidës në temperatura kritike të ulëta. Pa këtë element, teknika thjesht do të dështojë. Konsiderohet si një përbërës i karburantit të ngurtë të raketës, sepse rezultati i djegies së 1 kg Li të ngurtë është më shumë se dhjetë mijë kilokalori, që është pothuajse pesë herë më shumë se rezultati i djegies së 1 kg vajguri.

Elementi nr. 3, i quajtur litium (nga greqishtja λιτοσ - gur), u zbulua në 1817.

Kimisti suedez I.A. Arfvedson, një student i Berzelius-it të famshëm, analizoi një mineral të gjetur në minierën e hekurit Uto. Ai shpejt zbuloi se ky mineral ishte një aluminosilikat tipik dhe zbuloi se sa silikon, alumin dhe oksigjen kishte në të - këta tre elementë më të zakonshëm përbënin 96% të peshës së mineralit.

Tani mbeti për të zbuluar natyrën kimike të substancave që përbëjnë 4% të mbetur. Këto substanca, kur ndahen nga Si, Al dhe O 2 dhe treten në ujë, i dhanë tretësirës veti alkaline. Mbi këtë bazë, Arfwedson sugjeroi që minerali përmban një lloj metali alkali. Një nga kripërat e këtij metali ishte gjashtë herë më e tretshme në ujë sesa kripërat e ngjashme të kaliumit dhe natriumit. Dhe duke qenë se në atë kohë njiheshin vetëm dy metale alkali, Arfwedson mendoi se kishte zbuluar një element të ri si natriumi dhe kaliumi.

Në pamje, minerali në të cilin u gjet elementi i ri ishte një gur si një gur, dhe për këtë arsye Berzelius i sugjeroi Arfvedson që elementi i ri të quhej litium. Ai, me sa duket, nuk debatoi, sepse ky emër ka mbijetuar deri më sot. Në shumicën e gjuhëve evropiane, si në latinisht, elementi #3 quhet Lithium.

Historia e elementit #3 nuk përfundon këtu. Ky është një element shumë i veçantë, dhe jo vetëm sepse litiumi është i pari midis metaleve për sa i përket lehtësisë dhe nxehtësisë specifike, si dhe për sa i përket pozicionit në serinë e tensioneve metalike. Mund të thuhet se historia e litiumit vazhdon, qoftë edhe vetëm sepse disa përbërës të litiumit, dhe në të vërtetë vetë metali, kohët e fundit kanë fituar një rëndësi të jashtëzakonshme për fatin e të gjithë botës.

Prandaj fjala “histori” në nëntitujt e këtij shkrimi na duket e justifikuar.

histori antike

Njëherë e një kohë, në kohët parahistorike, ekzistonte një sintezë e elementeve të universit. Disi më vonë, por edhe në të kaluarën e largët pafundësisht, pati procese të formimit të planetit tonë. Në këtë fazë, litiumi ka depërtuar në më shumë se 150 minerale, nga të cilat rreth 30 janë bërë minerale të vetë litiumit. Vetëm pesë kanë fituar rëndësi industriale: spodumeni LiAl, lepidoliti Kli 1,5 Al 1,5 (F, OH) 2, petaliti - një mineral në të cilin u zbulua për herë të parë litiumi, LiAl, amblygonite LiAl (F, OH) dhe zinnwaldite KLi (Fe , Mg) Al (F, OH) 2 .

Gjeografikisht, rezervat industriale të elementit nr. 3 u shpërndanë në mënyrë të barabartë: ka depozita industriale të mineraleve të litiumit në të gjitha kontinentet. Më të rëndësishmet prej tyre janë në Kanada, SHBA, BRSS, Spanjë, Suedi, Brazil, Australi dhe gjithashtu në vendet e Afrikës së Jugut.

Histori e lashtë

Fjala "e lashtë" përdoret këtu shumë me kusht - do të flasim për kohë jo aq të largëta.

Njerëzimi ka qenë i njohur me litiumin për pak më shumë se një shekull e gjysmë, dhe kjo pjesë e tregimit tonë do të përfshijë vitet nga 1817 deri në 1920. Kjo është koha e njohjes së litiumit si një individ kimik, koha e marrjes dhe studimit komponimet e tij të shumta dhe përdorimi jo shumë i përhapur i disa prej tyre.

Menjëherë pas zbulimit të Arfvedson, shumë kimistë u interesuan për elementin e ri. Në 1818, kimisti gjerman L. Gmelin zbuloi se kripërat e litiumit ngjyrosin një flakë të pangjyrë karmine. Së shpejti, vetë Arfvedson zbuloi litiumin në spodumene, i cili më vonë u bë minerali më i rëndësishëm i elementit nr. 3, dhe në lepidolit. Në 1825, Jens Jakob Berzelius gjeti litium në ujërat e burimeve minerale gjermane. Shumë shpejt u bë e qartë se ky element gjendet edhe në ujin e detit (7 10 6%).

Litiumi metalik u përftua për herë të parë nga shkencëtari i shquar anglez Humphry Davy në vitin 1818. Më pas doli se litiumi është shumë i lehtë, pothuajse dy herë më i lehtë se uji dhe se ka një shkëlqim të ndritshëm metalik. Por kjo shkëlqim i litiumit të bardhë argjendi mund të shihet vetëm nëse metali merret në vakum: si të gjithë metalet alkali, litiumi oksidohet shpejt nga oksigjeni atmosferik dhe shndërrohet në një oksid - kristale kubike pa ngjyrë. Li 2 O lehtë, por më pak energjik se oksidet e metaleve të tjera alkali, kombinohet me ujë, duke u shndërruar në alkali - LiOH. Dhe këto kristale janë të pangjyrë. Hidroksidi i litiumit është më pak i tretshëm në ujë sesa hidroksidet e kaliumit dhe natriumit. Kripërat e litiumit të acideve hidrohalike gjithashtu duken si kristale pa ngjyrë.

Jodidi i litiumit, bromidi dhe kloruri i litiumit janë shumë higroskopik, delikues në ajër dhe shumë të tretshëm në ujë. Fluoridi i litiumit, ndryshe nga ata, tretet shumë pak në ujë dhe praktikisht nuk tretet fare në tretës organikë. Edhe në shekullin e kaluar, kjo substancë filloi të përdoret në metalurgji si një përbërës i shumë flukseve.

Litiumi metalik u përftua për herë të parë në sasi të konsiderueshme në 1855 (në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri) nga kimisti gjerman R. Bunsen dhe anglezi O. Mathyssen. Ashtu si Davy, ata morën litium me elektrolizë, vetëm elektroliti në eksperimentet e tyre ishte një shkrirje jo e hidroksidit të litiumit, por e klorurit të litiumit. Kjo metodë është ende metoda kryesore industriale për marrjen e elementit nr.3. Vërtetë, tani një përzierje e LiCl dhe KCl vendoset në banjën elektrolitike dhe karakteristika të tilla aktuale zgjidhen në mënyrë që vetëm litiumi të depozitohet në katodë. Klori i çliruar në anodë është një nënprodukt i vlefshëm.

Ka mënyra të tjera për të marrë litium metalik, por ato ende nuk mund të konkurrojnë seriozisht me atë elektrolitik.

Në shekullin e 19-të komponimet e litiumit janë marrë pothuajse me të gjithë elementët e sistemit periodik dhe me disa substanca organike. Por vetëm disa prej tyre kanë gjetur zbatim praktik. Më 1912...1913. prodhimi botëror i litiumit dhe i përbërjeve të tij nuk i kalonte 40...50 tonë.

Më 1919, një broshurë nga V.S. Syrokomsky "Zbatimi i elementeve të rrallë në industri". Ai përmban, veçanërisht, rreshtat e mëposhtëm: "Litiumi gjen përdorimin e tij kryesor për momentin në mjekësi, ku karbonati i litiumit dhe acidi salicilik shërbejnë si një mjet për të tretur acidin urik të lëshuar në trupin e njeriut gjatë përdhes dhe disa sëmundjeve të tjera ... ”

Historia e Mesjetës

"Mesjetat" e historisë së litiumit janë vetëm tre dekada, vitet 20, 30 dhe 40 të shekullit tonë. Gjatë këtyre viteve, litiumi dhe përbërjet e tij erdhën në shumë industri, kryesisht në metalurgji, sintezë organike, prodhimin e silikateve dhe baterive.

Litiumi ka një prirje për oksigjen, hidrogjen dhe azot. Kjo e fundit është veçanërisht e rëndësishme, pasi asnjë element nuk reagon me azotin aq aktiv sa litiumi. Ky reagim, megjithëse ngadalë, vazhdon tashmë në temperaturën e dhomës dhe në 250 ° C rrjedha e tij përshpejtohet ndjeshëm. Litiumi është bërë një mjet efektiv për heqjen e gazrave të tretur nga metalet e shkrirë. Gize, bronzi, metali monel (metali monel është një aliazh "natyror" i shkrirë nga xehet e bakrit-nikelit), si dhe lidhjet e bazuara në magnez, alumin, zink, plumb dhe disa metale të tjera janë të lidhura me shtesa të vogla të litiumit.

Është vërtetuar se, në parim, litiumi përmirëson vetitë e çeliqeve - zvogëlon madhësinë e "kokrrave", rrit forcën, por vështirësitë e futjes së këtij aditiv (litiumi është praktikisht i pazgjidhshëm në hekur dhe, për më tepër, vlon në një temperatura 1317 ° C) pengoi futjen e gjerë të litiumit në prodhimin e çeliqeve të lidhur.

Komponimet e litiumit nevojiten gjithashtu në industrinë e silikateve. Ata e bëjnë masën e qelqit më viskoze, gjë që thjeshton teknologjinë dhe, përveç kësaj, i japin xhamit forcë dhe rezistencë më të madhe ndaj korrozionit atmosferik. Syzet e tilla, ndryshe nga ato të zakonshmet, transmetojnë pjesërisht rrezet ultravjollcë; prandaj ato përdoren në teknologjinë televizive. Dhe në prodhimin e pajisjeve optike, kristalet e fluorit të litiumit, transparente ndaj valëve ultrashkurtër deri në 1000 A, filluan të përdoren gjerësisht.

Komponimet metalike të litiumit dhe organolitit filluan të përdoren në industrinë kimike. Në veçanti, litiumi elementar i shpërndarë imët përshpejton shumë reaksionin e polimerizimit të izoprenit, dhe litiumit butil - divinil.

Për sa i përket vetive kimike, litiumi i ngjan jo vetëm (dhe jo aq shumë) metaleve të tjerë alkali, por edhe magnezit. Komponimet e organolitit përdoren në të njëjtin vend me përbërjet organomagnezium (në reaksionet Grignard), por përbërjet e elementit nr. 3 janë reagentë më aktivë se reagentët përkatës Grignard.

Gjatë Luftës së Dytë Botërore, një përbërës i litiumit, i njohur qysh në shekullin e kaluar, u bë një material strategjik. Po flasim për hidridin e litiumit - kristale pa ngjyrë që marrin një ngjyrë kaltërosh gjatë ruajtjes.

Nga të gjitha hidridet e metaleve alkaline dhe alkaline tokësore, hidridi i litiumit është përbërësi më i qëndrueshëm. Megjithatë, si hidridet e tjera, LiH reagon dhunshëm me ujin. Kjo prodhon hidroksid litium dhe gaz hidrogjeni. Ky përbërës filloi të shërbente si dritë (është vërtet shumë e lehtë - një dendësi prej 0,776) dhe një burim portativ hidrogjeni - për mbushjen e balonave dhe pajisjeve të shpëtimit në rast të aksidenteve të avionëve dhe anijeve në det të hapur. Nga një kilogram hidrid litiumi, përftohen 2.8 m 3 hidrogjen ...

Në të njëjtën kohë, kërkesa për një përbërës tjetër të elementit #3, hidroksidi i tij, filloi të rritet me shpejtësi. Siç doli, shtimi i kësaj substance në elektrolitin e baterive alkaline rrit kapacitetin e tyre me rreth një të pestën dhe jetën e tyre të shërbimit me 2-3 herë.

Nga fillimi i Luftës së Dytë Botërore, prodhimi i koncentrateve të litiumit në vendet kapitaliste kishte arritur në 3000 tonë.Për një element të tillë të shpërndarë si litiumi, kjo është shumë. Por e njëjta shifër do të duket qesharake e vogël nëse e krahasojmë me të dhënat e vitit 1957 - 250 mijë tonë (pa përfshirë BRSS). Kjo rritje e shpejtë shpjegohet kryesisht me faktin se në vitet 1950 litiumi u bë një metal "atomik" dhe, si të thuash, një atomik i gjithanshëm.

Histori e re

Në këtë kohë, reaktorët bërthamorë ose, siç quheshin atëherë, kaldaja bërthamore, tashmë funksiononin në shumë vende. Për shumë arsye, projektuesit e këtyre kaldajave nuk ishin të kënaqur me ujin që duhej të përdorej si bartës i nxehtësisë.

U shfaqën reaktorë në të cilët nxehtësia e tepërt hiqej nga metalet e shkrirë, kryesisht natriumi dhe kaliumi.

Por në krahasim me këto metale, litiumi ka shumë përparësi. Së pari, është më e lehtë. Së dyti, ka më shumë kapacitet ngrohjeje. Së treti, më pak viskozitet. Së katërti, diapazoni i gjendjes së lëngshme - ndryshimi midis pikave të shkrirjes dhe vlimit - është shumë më i gjerë për litiumin. Së fundi, së pesti, korroziviteti i litiumit është shumë më i vogël se ai i natriumit dhe kaliumit.

Vetëm këto avantazhe do të ishin mjaft të mjaftueshme për ta bërë litiumin një element "atomik". Por doli se ai ishte i destinuar të bëhej një nga pjesëmarrësit e domosdoshëm në reagimin e shkrirjes termonukleare.

Ndoshta ndërtimi i një fabrike për ndarjen e izotopeve të litiumit është i vetmi fakt i këtij lloji në historinë e sipërmarrjes amerikane. Kontrata për ndërtimin e kësaj fabrike u lidh nga një i falimentuar, dhe, megjithatë, ndërtimi u krye fjalë për fjalë me një ritëm të furishëm. I falimentuari nuk ishte askush tjetër veçse Komisioni i Energjisë Atomike. Fondet e ndara për krijimin e "super bombës" u shpenzuan plotësisht, por fizikantët nuk ia dolën në asgjë të vërtetë. Ishte në korrik 1951. Dhe fakti që reaksioni i kombinimit të bërthamave të izotopeve të rënda të hidrogjenit - deuterium dhe tritium - duhet të çlirojë energji, shumë herë më të madhe se gjatë kalbjes së bërthamave të uraniumit, ishte i njohur shumë më herët. Por në rrugën e këtij transformimi qëndronte një kontradiktë në dukje e pazgjidhshme.

Për të qenë në gjendje të bashkohen bërthamat e deuteriumit dhe tritiumit, nevojitet një temperaturë e rendit 50 milionë gradë. Por që të ndodhë reaksioni është e nevojshme edhe përplasja e atomeve. Probabiliteti i një përplasjeje të tillë (dhe bashkimi i mëvonshëm) është sa më i madh, aq më i dendur janë atomet "të paketuara" në substancë. Llogaritjet kanë treguar se kjo është e mundur vetëm nëse substanca është të paktën në gjendje të lëngshme. Dhe izotopet e hidrogjenit bëhen të lëngshme vetëm në temperatura afër zeros absolute.

Pra, nga njëra anë janë të nevojshme temperaturat ultra të larta dhe nga ana tjetër ato ultra të ulëta. Dhe kjo është në të njëjtën substancë, në të njëjtin trup fizik!

Bomba me hidrogjen u bë e mundur vetëm nga një shumëllojshmëri e hidridit të litiumit, litium deuteridi-6. Ky është një përbërje e izotopit të rëndë të hidrogjenit, deuteriumit dhe një izotopi litium me një numër masiv prej 6.

Deuteridi i litium-6 është i rëndësishëm për dy arsye: është i ngurtë dhe ju lejon të ruani deuteriumin "të koncentruar" në temperatura pozitive, dhe, përveç kësaj, përbërësi i tij i dytë, litium-6, është një lëndë e parë për marrjen e hidrogjenit më të rrallë. izotop, tritium. Në fakt, 6 Li është burimi i vetëm industrial i prodhimit të tritiumit:

6 3 Li + 1 0 n → 3 1 H + 4 2 He.

Neutronet e nevojshme për këtë reaksion bërthamor sigurohen nga shpërthimi i "kapsulës" atomike të bombës hidrogjenore, e cila krijon edhe kushtet (temperatura e rendit 50 milion gradë) për reaksionin e shkrirjes termonukleare.

Në SHBA, ideja e përdorimit të deuteridit të litium-6 u propozua për herë të parë nga Dr. E. Teller. Por, me sa duket, shkencëtarët sovjetikë erdhën në këtë ide më herët: në fund të fundit, nuk është rastësi që bomba e parë termonukleare në Bashkimin Sovjetik u shpërtheu pothuajse gjashtë muaj më herët se në Shtetet e Bashkuara, dhe në këtë mënyrë i dha fund politikës amerikane të shantazh bërthamor dhe termonuklear.

Për teknologjinë bërthamore, një përbërës tjetër monoizotopik i kaliumit, 7 LiF, është i rëndësishëm. Përdoret për të shpërndarë përbërjet e uraniumit dhe toriumit direkt në reaktorë.

Nga rruga, është litium-7, i cili ka një seksion kryq të kapjes termike të neutronit, dhe jo një përzierje natyrale izotopësh të elementit nr. 3, që përdoret si ftohës në reaktorë.

Për shumë vite, shkencëtarët në mbarë botën kanë punuar në problemin e shkrirjes termonukleare të kontrolluar dhe paqësore, dhe herët a vonë ky problem do të zgjidhet. Pastaj "çmilitarizuar" dhe litium. (Kjo kthesë e çuditshme është një derivat i titullit të një artikulli të huaj që ra në sy një prej autorëve të kësaj historie disa vite më parë: artikulli quhej "Litiumi po militarizohet.") Por sado shpejt të ndodhë kjo, e vërteta e pohimit tjetër është e padiskutueshme. E kemi huazuar nga “Enciklopedia Koncize Kimike”: “Për nga rëndësia në teknologjinë moderne, litiumi është një nga elementët e rrallë më të rëndësishëm”.

Shpresojmë që të mos keni dyshime për vlefshmërinë e kësaj deklarate.

Izotopet e litiumit

Litiumi natyror përbëhet nga dy izotope me numër masiv 6 dhe 7. Bërthamat e këtyre izotopeve ndryshojnë shumë në aftësinë e tyre për të kapur neutronet termike (kapja e seksionit kryq). Izotopi i rëndë 7 Li ka një seksion kryq kapjeje prej 0,033 hambar dhe është praktikisht transparent ndaj neutroneve. Nga ana tjetër, litium-6 thith në mënyrë aktive neutronet termike, seksioni kryq i kapjes së tij është rreth një mijë (më saktë, 912) hambarë. Përkundër faktit se në natyrë litiumi i lehtë është 12 herë më pak se litiumi i rëndë, seksioni kryq i kapjes së litiumit natyror është mjaft i madh - 71 hambar. Është e qartë se "fajtori" i kësaj është izotopi 6 Li. Një detaj interesant: kostoja e izotopeve të litiumit nuk është aspak proporcionale me bollëkun e tyre. Në fillim të kësaj dekade, litium-7 relativisht i pastër kushtonte pothuajse 10 herë më shumë se litium-6 me pastërti shumë të lartë në SHBA.

Dy izotopë të tjerë të litiumit janë marrë artificialisht. Jeta e tyre është jashtëzakonisht e shkurtër: litium-8 ka një gjysmë jetë prej 0,841 sekonda, dhe litium-9 ka 0,168 sekonda.

Ashtu si metalet e tjera alkali, litiumi është aktiv, i butë (i prerë me thikë), gjithmonë dhe në të gjitha rastet shfaq një valencë rreptësisht konstante 1+. Dhe ndryshon në atë që është shumë më i lehtë se metalet e tjera alkaline, ai reagon me azot, karbon, hidrogjen; por ai ndërvepron më pak aktivisht me ujin: megjithëse e zhvendos hidrogjenin prej tij, ai nuk e ndez atë. Jo vetëm fluori, i cili përshkruhet në artikullin kryesor, por edhe karbonati dhe ortofosfati i litiumit janë pak të tretshëm në ujë - përbërësit përkatës të metaleve të tjerë alkali janë shumë të tretshëm. Dhe një gjë tjetër: litiumi është i vetmi metal alkalik i aftë për të formuar komponime komplekse.

oksid dhe peroksid

Litiumi bashkohet me oksigjenin edhe në temperatura të zakonshme, dhe kur nxehet, ndizet dhe digjet me një flakë kaltërosh. Në të dyja rastet, formohet oksidi i litiumit Li 2 O - një substancë zjarrduruese, pak e tretshme në ujë. Një përbërës tjetër i litiumit me oksigjen - peroksidi i litiumit Li 2 O 2 - nuk formohet kurrë në reagimin midis këtyre elementeve, ai përftohet në një mënyrë tjetër - duke reaguar peroksid hidrogjeni me një zgjidhje alkoolike të ngopur të hidratit të oksidit të litiumit. Në këtë rast, një substancë e përbërjes së mëposhtme precipiton nga tretësira: Li 2 O 2 H 2 O 2 3H 2 O. Nëse ky hidrat kristalor i hidrogjenit dhe peroksideve të litiumit mbahet në vakum mbi anhidridin fosforik, atëherë peroksidi i lirë i litiumit është formuar.

Fakti që ky përbërës fitohet vetëm me "rrugë rrethrrotullimi" tregon se formimi i komponimeve të peroksidit për litium është jo karakteristik.

për ajër të kondicionuar

Kripërat e litiumit të acideve hidrohalike (përveç LiF) janë shumë të tretshme në ujë. Por ky nuk është avantazhi i tyre kryesor. Tretësirat e këtyre kripërave janë të afta të thithin amoniak, aminat dhe papastërtitë e tjera nga ajri dhe, përveç kësaj, kur temperatura ndryshon, ato thithin në mënyrë të kthyeshme avujt e ujit. Kjo veti ka lejuar përdorimin e klorurit të litiumit dhe bromurit të litiumit në instalimet e ajrit të kondicionuar.

Si përftohet litiumi?

Të thuash se litiumi fitohet me elektrolizë do të thotë të thuash pothuajse asgjë. Elektroliza është vetëm hapi i fundit në prodhimin e këtij elementi gjurmë. Edhe në spodumene dhe amblygonite, mineralet më të pasura me litium, përmbajtja e oksidit të elementit #3 rrallë kalon 7%.

Një metodë e zakonshme për nxjerrjen e litiumit nga spodumeni është trajtimi i mineralit të grimcuar me acid sulfurik. Në këtë rast, formohen oksidet e silikonit dhe aluminit dhe sulfati i litiumit i tretshëm në ujë. Shpëlahet me ujë dhe shndërrohet fillimisht në karbonat dhe më pas në klorur, i cili përdoret për elektrolizë.

litium dhe silikon

Silicidi i litiumit është një përbërës i marrë në shekullin e kaluar, por formula e tij dhe, rrjedhimisht, përbërja e tij ende nuk konsiderohet e vendosur përfundimisht. Shkencëtari i famshëm francez Henri Moissan ishte i pari që mori këtë substancë. Ai ngrohi një përzierje litiumi dhe silikoni në vakum në 400...500°C dhe përftoi kristale të lehta (pak më të rënda se uji) kaltërosh. Sipas Moissan, formula e këtij përbërësi është Li 6 Si 2. Kjo formulë është e diskutueshme. Një përgjigje absolutisht e besueshme për pyetjen nëse Moissan ka të drejtë apo jo nuk është marrë, jo vetëm sepse silicidi i litiumit nuk ka gjetur ende zbatim praktik, por edhe sepse ky përbërës është i vështirë për t'u marrë dhe akoma më i vështirë për t'u studiuar. Silicidi i litiumit dekompozohet shpejt në ajër.

Litiumi në psikoterapi

Mjekët kanë vërejtur vazhdimisht se disa përbërës të litiumit (në doza të përshtatshme, natyrisht) kanë një efekt pozitiv te pacientët që vuajnë nga depresioni maniak. Ky efekt shpjegohet në dy mënyra. Nga njëra anë, është zbuluar se litiumi është në gjendje të rregullojë aktivitetin e disa enzimave të përfshira në transferimin e joneve të natriumit dhe kaliumit nga lëngu intersticial në qelizat e trurit. Nga ana tjetër, është vërejtur se jonet e litiumit ndikojnë drejtpërdrejt në ekuilibrin jonik të qelizës. Dhe gjendja e pacientit varet në një masë të madhe nga ekuilibri i natriumit dhe kaliumit: një tepricë e natriumit në qeliza është karakteristikë e pacientëve me depresion, një mangësi - për ata që vuajnë nga mania. Duke përafruar ekuilibrin natrium-kalium, kripërat e litiumit kanë një efekt pozitiv në të dyja.

Prezantimi

Litium (Li) është metali alkali më i lehtë i rrallë. Megjithatë, litiumi dallohet nga metalet e tjera alkali nga madhësia e vogël e atomit dhe jonit; litiumi gjithashtu i ngjan magnezit në veti. Ka një densitet të ulët.

Litiumi është elementi i tretë i tabelës periodike të elementeve kimike të D.I. Mendeleev dhe është një metal i butë alkali me ngjyrë argjendi-të bardhë.

Litiumi u jep lidhjeve një sërë vetish të vlefshme fizike dhe kimike. Për shembull, në lidhjet e aluminit me një përmbajtje deri në një përqind të litiumit, forca mekanike dhe rezistenca ndaj korrozionit rriten, futja e dy përqind e litiumit në bakrin industrial rrit ndjeshëm përçueshmërinë e tij elektrike, etj.

Formon komponime të shumta organolitiumi, gjë që përcakton rolin e tij të madh në sintezën organike.

Fusha më e rëndësishme e aplikimit të litiumit si burim i tritiumit është energjia atomike. Përveç kësaj, përdoret si ftohës në reaktorët bërthamorë.

Ekzistojnë 7 izotope radioaktive artificiale të litiumit dhe dy izomerë bërthamorë.

Shumica e metaleve të rralla nuk janë të shpërndara gjerësisht dhe shpesh të shpërndara në koren e tokës; nxjerrja e tyre nga lëndët e para dhe marrja në formë të pastër shoqërohen me vështirësi të mëdha teknologjike. Kjo është arsyeja e zbulimit, studimit dhe zhvillimit teknik relativisht të vonë të metaleve të rralla.

Informacione të përgjithshme rreth metalit

Referenca e historisë

Litiumi (Li) është elementi i tretë i nëngrupit kryesor të grupit të parë, periudha e dytë e Tabelës Periodike të Mendelejevit të elementeve kimike dhe i përket grupit të metaleve të lehta të rralla.

Litiumi u zbulua në 1817 nga kimisti dhe mineralologu suedez Johann Arfvedson, fillimisht në mineralin petalit (Li,Na), dhe më pas në spodumene LiAl dhe në lepidolit KLi 1.5 Al 1.5 (F,OH) 2 .

Metali litium u zbulua për herë të parë nga Humphrey Davy në 1825.

Litiumi e mori emrin sepse gjendej te "gurët" (greqisht λίθος - gur). I quajtur fillimisht "lithion", emri modern u propozua nga Berzelius.

Litiumi ndryshon nga të gjitha metalet e tjera në lehtësi dhe densitet më të ulët.

Vetitë fizike dhe kimike të litiumit

Vetitë fizike

Litiumi është një metal i bardhë argjendtë, i butë dhe i urtë, më i fortë se natriumi, por më i butë se plumbi. Mund të përpunohet duke shtypur dhe rrotulluar.

Në temperaturën e dhomës, litiumi metalik ka një rrjetë kubike me qendër trupin (numri i koordinimit 8), grup hapësinor I m3m, parametrat e qelizës a = 0,35021 nm, Z = 2. Nën 78 K, një formë e qëndrueshme kristalore është një strukturë gjashtëkëndore e mbushur ngushtë, në të cilën çdo atom litiumi ka 12 fqinjët më të afërt të vendosur në majat e kuboktaedronit. Rrjeta kristalore i përket grupit hapësinor P 6 3 /mmc, parametrat a = 0,3111 nm, c = 0,5093 nm, Z = 2.

Nga të gjithë metalet alkali, litiumi ka pikat më të larta të shkrirjes dhe vlimit (180,54 dhe 1340°C, respektivisht), dhe densitetin më të ulët në temperaturën e dhomës nga çdo metal (0,533 g/cm³, pothuajse gjysma e asaj të ujit).

Madhësia e vogël e atomit të litiumit çon në shfaqjen e vetive të veçanta të metalit. Për shembull, përzihet me natriumin vetëm në temperatura nën 380 ° C dhe nuk përzihet me kaliumin e shkrirë, rubidiumin dhe ceziumin, ndërsa çiftet e tjera të metaleve alkali përzihen me njëra-tjetrën në çdo raport.

Vetitë kimike

Në ajrin e lagësht, ai reagon ngadalë me azotin dhe gazrat e tjerë në ajër, duke u shndërruar në nitrid Li 3 N, hidroksid LiOH dhe karbonat Li 2 CO 3. Kur nxehet në oksigjen, digjet, duke u kthyer në oksid Li 2 O. Një tipar interesant i litiumit është se në intervalin e temperaturës nga 100 ° C deri në 300 ° C, ai mbulohet me një film të dendur oksidi dhe nuk oksidohet më tej. Ndryshe nga metalet e tjera alkaline, të cilat japin superokside dhe ozonide të qëndrueshme, superoksidi i litiumit dhe ozonidi janë komponime të paqëndrueshme.

Në vitin 1818, kimisti gjerman Leopold Gmelin zbuloi se litiumi dhe kripërat e tij ngjyrosin flakën karmine të kuqe, e cila është një shenjë cilësore për përcaktimin e litiumit. Temperatura e ndezjes automatike është rreth 300 °C. Produktet e djegies irritojnë mukozën e nazofaringit.

Me qetësi, pa shpërthim dhe ndezje, reagon me ujin, duke formuar LiOH dhe H2. Ai gjithashtu reagon me alkool etilik (me formimin e një alkoolati), me hidrogjen (në 500-700 ° C) me formimin e hidridit të litiumit, me amoniak dhe me halogjene (me jod - vetëm kur nxehet). Në 130 °C, ai reagon me squfurin për të formuar sulfid. Në një vakum në temperatura mbi 200 °C, ai reagon me karbonin (duke formuar acetilenid). Në 600-700 °C, litiumi reagon me silikon për të formuar një silicid. I tretshëm kimikisht në amoniak të lëngshëm (−40 °C), formohet një tretësirë blu.

Në tretësirën ujore, litiumi ka potencialin më të ulët standard të elektrodës (-3,045 V) për shkak të madhësisë së vogël dhe shkallës së lartë të hidratimit të jonit të litiumit.

Litiumi për një kohë të gjatë ruhet në eter nafte, parafinë, benzinë dhe/ose vaj mineral në kuti prej kallaji të mbyllura hermetikisht. Metali litium shkakton djegie kur bie në kontakt me lëkurën e lagur, mukozën dhe sytë.

Roli biologjik

Litiumi përfshihet vazhdimisht në përbërjen e organizmave të gjallë, por roli i tij biologjik nuk është sqaruar mjaftueshëm. Është vërtetuar se në bimë, Litiumi rrit rezistencën ndaj sëmundjeve, rrit aktivitetin fotokimik të kloroplasteve në gjethe (domate) dhe sintezën e nikotinës (duhani). Aftësia për të përqendruar litiumin është më e theksuar në mesin e organizmave detarë në algat e kuqe dhe kafe, dhe midis bimëve tokësore - në përfaqësuesit e familjes Ranunculaceae (lule misri, gjalpë) dhe familjes Solanaceae (dereza). Tek kafshët, litiumi është i përqendruar kryesisht në mëlçi dhe mushkëri.

Litiumi mund të ketë efektet e mëposhtme:

o zvogëlon ngacmueshmërinë e sistemit nervor qendror (barnat e litiumit përdoren në psikiatri)

o rregullon transportin e natriumit në qelizat nervore dhe muskulore

o redukton sasinë e norepinefrinës së lirë të disponueshme në sistemin nervor qendror

o rrit ndjeshmërinë e neuroneve në disa zona të trurit ndaj veprimit të dopaminës

Burimet më të rëndësishme të litiumit janë disa bimë (domate), peshku dhe prodhimet e detit, si dhe mëlçia dhe mushkëritë.

Përdorimi i litiumit, përbërjeve dhe lidhjeve të tij

Litiumi është përdorur në mjekësi për një shekull si një ilaç për përdhesin.

Përdorimi industrial i litiumit filloi me Luftën e Parë Botërore, kur trupat gjermane filluan të përdorin një lidhje të litiumit dhe plumbit.

Zhvillimi gjerman që rezulton doli të ishte një material i shkëlqyer për veshjen e sipërfaqeve të fërkimit. Që nga ai moment, litiumi mori vendin e tij të merituar në metalurgji. Përdoret në shumë lidhje industriale.

Litiumi filloi të përdoret gjerësisht në heqjen e gazrave të tretur në shkrirjet e metaleve. Tani dihet se litiumi rrit forcën e çelikut. Por përdorimi aktiv i tij në këtë drejtim pengohet nga tretshmëria e ulët në hekur.

Në metalurgjinë e zezë, litiumi, komponimet dhe lidhjet e tij përdoren gjerësisht për deoksidimin, lidhjen dhe modifikimin e shumë llojeve të lidhjeve. Në metalurgjinë me ngjyra, lidhjet trajtohen me litium për të marrë një strukturë të mirë, duktilitet dhe rezistencë të lartë në tërheqje.

Lidhjet e njohura të aluminit që përmbajnë vetëm 0,1% Litium - aeron dhe skleron; përveç lehtësisë, ato kanë forcë të lartë, duktilitet, rezistencë ndaj korrozionit dhe janë shumë premtuese për industrinë e avionëve. Shtimi i 0,04% litium në lidhjet që përmbajnë plumb-kalcium rrit fortësinë e tyre dhe redukton fërkimin.

Përbërjet e litiumit përdoren për të marrë lubrifikantë plastikë, për prodhimin e qelqit, për të dhënë viskozitet në masën e qelqit. Syzet e bëra duke përdorur këtë teknologji janë rezistente ndaj nxehtësisë dhe të qëndrueshme. Ata gjithashtu transmetojnë dritën ultravjollcë.
Për shkak të reaktivitetit të lartë të litiumit, përdoret në industrinë kimike.

Për sa i përket rëndësisë në teknologjinë moderne, litiumi është një nga elementët e rrallë më të rëndësishëm.
Litiumi përdoret në energjinë bërthamore si ftohës.

Mineralet dhe xehet

Njihen më shumë se 40 minerale në të cilat litiumi është i pranishëm në sasi të konsiderueshme (më shumë se 0.1% e masës atomike). Ato përfshijnë si mineralet e duhura të litiumit ashtu edhe ato që formojnë shkëmbinj (mika, turmalina, etj.), në të cilat litiumi është i pranishëm në formën e papastërtive izomorfike në një sasi të vogël.

Mineralet kryesore që përmbajnë litium me rëndësi industriale janë:

spodumene (përmbajtja e Li 2 O 5,9-7,6%)

Petalite (3,5-4,1%)

amblygonite (6-9%)

eukriptit, zinnwaldite (3,0-3,5%)

Lepidolite (3,5-5,5%)

polilitionit (5,5-8,8%)

Shpërndarja e mineraleve që përmbajnë litium i nënshtrohet ligjeve të strukturës zonale të trupave xeherorë të depozitave të metaleve të rralla. Në disa raste, mineralet që përmbajnë litium formojnë precipitate të mëdha. Pra, kristalet spodumene ndonjëherë arrijnë një gjatësi prej 2-10 m.

Xeherorët e litiumit formohen në lidhje me proceset postmagmatike në temperaturat 500-700°C në një thellësi 3-7 km. Lloji kryesor industrial-gjenetik i vendburimeve të xehes së litiumit janë pegmatitet graniti me metal të rrallë, ndër të cilët dallohen; pegmatite spodumen-mikroklin-albit dhe albit-spodumen (1,0-1,3% Li 2 O, rezerva 100-500 mijë ton); pegmatitet lepidolit-spodumen dhe lepidolit-petalit (0,6-1,2% Li 2 O, rezerva deri në 100 mijë tonë).

Depozitat kryesore të pegmatitit të xeheve të litiumit; King Mountain në SHBA (rezerva prej më shumë se 400 mijë ton Li2O, përmbajtja 1-1,15%), Liqeni Burnick në Kanada (më shumë se 200 mijë ton, 1-1,3%), Manono-Kitotolo në Zaire (më shumë se 200 mijë ton, 0.6%), Bikita në Zimbabve (rreth 70 mijë ton, 1.4%), si dhe depozitat në Namibi, Mozambik dhe Afganistan.

Gjatë rrugës, litiumi mund të merret nga granitet e metaleve të rrallë me tantal të tipit litium-fluorid (0,2-0,3% Li 2 O, rezerva deri në 100-200 mijë tonë), zinnwaldite ose lepidolite greisens (vlera industriale është e vogël ).

Përqendrimet e litiumit (0,05-1,0% Li 2 O) u gjetën gjithashtu në shkëmbinjtë argjilorë sedimentarë (burimet janë shumë domethënëse) dhe në metasomatitet miko-fluorit (0,3-0,5% Li 2 O, rezerva 100-200 mijë ton).

Pothuajse të gjitha depozitat e xeheve të litiumit janë komplekse dhe minohen ose për të marrë litium me nxjerrjen shoqëruese të një numri përbërësish të tjerë të vlefshëm, ose mineralet e litiumit nxirren në procesin e pasurimit të xeheve komplekse dhe janë vetë përbërës të lidhur. Xherorët e litiumit zakonisht përmbajnë tantal, niob, beril, rubidium, cezium, ndonjëherë kallaj, tungsten etj. Feldspat, kuarc dhe mikë, të cilat gjenden vazhdimisht në depozitat e xehes së litiumit, mund të përdoren edhe në industri.

Xherorët nxirren kryesisht nga gropa e hapur, më rrallë nga minierat nëntokësore.

Në mënyrë tipike, mineralet e litiumit pasurohen me notim ose në llucë të rënda. Industria përdor koncentrate me cilësi të ndryshme: spodumene (përmbajtje Li 2 O 4,5-6%), petalit (2,5-3,5%), lepidolit (3-4%), amblygonit (7-8%). Përpunimi i koncentrateve në shumicën e impianteve kryhet sipas teknologjisë së acidit sulfurik, bazuar në sulfatizimin e spodumenit (petalit) të djegur në temperaturën 1000 ° C me acid sulfurik. Karbonati i litiumit i marrë pas neutralizimit të tretësirës është i përshtatshëm për përdorim të mëtejshëm pa pastrim shtesë. Sipas kësaj skeme, mund të përpunohen si koncentratet ashtu edhe mineralet me përmbajtje Li 2 O prej më shumë se 1%. Një avantazh i rëndësishëm i skemës është mungesa e shkarkimeve të lëngshme.

Tregu global i litiumit

Depozitat e litiumit janë të njohura në Rusi (më shumë se 50% e rezervave të vendit janë të përqendruara në depozitat e metaleve të rralla të rajonit Murmansk), Bolivi (këneta e kripës Uyuni është më e madhja në botë), Argjentinë, Meksikë, Afganistan, Kili, SHBA, Kanada, Brazil, Spanjë, Suedi, Kinë, Australi, Zimbabve, Kongo.

Kili dhe Argjentina prodhojnë pjesën më të madhe të litiumit në botë nga kripërat e liqenit, së bashku që përbëjnë afërsisht 46% të prodhimit total të litiumit (FMC, Rockwood dhe S.Q.M.). Talison Lithium furnizon ~34% të litiumit në botë dhe rreth 65% të spodumenit mineral litium. Për sa i përket kërkesës globale, furnizimet me litium janë të shumta dhe prodhuesit aktualë pritet të planifikojnë të rrisin prodhimin për të përmbushur kërkesën në rritje.

Kili është tani eksportuesi më i madh në botë i litiumit (44%), i ndjekur nga Australia (25%), Kina (13%) dhe Argjentina (11%). Në të njëjtën kohë, Bolivia ka 50% të rezervave të litiumit në botë, Kili - 25% (Shkretëtira Atacama), dhe Argjentina - rreth 10%.

Tabela 1. Rezervat në depozitat e litiumit në 2012, mijë ton *

*Të dhënat e Shërbimit Gjeologjik të SHBA

Figura 1. Prodhimi i litiumit në botë, mijë ton*

Tabela 2. Prodhimi dhe konsumi i litiumit në botë, ton*

*Të dhënat roskill

Konsumi i litiumit vazhdon të rritet në mënyrë të qëndrueshme pavarësisht krizës ekonomike globale, krizës së borxhit në Eurozonë dhe ngadalësimit në Kinë.

Bateritë e rikarikueshme të litiumit vazhdojnë ta mbështesin këtë rritje në një nivel të lartë, të ndihmuar nga një rritje në prodhimin e pajisjeve elektronike të konsumit portativ, si dhe një rritje në fuqinë e baterisë. Vetitë unike të litiumit gjithashtu nxisin rritjen në tregje të tjera që kanë pësuar rënie, duke përfshirë yndyrnat, qeramikën e qelqit dhe pluhurat metalurgjikë. Konsumi i litiumit tashmë ka tejkaluar nivelet e vitit 2008 dhe arriti në 26,500 tonë në vitin 2012. Kërkesa për litium do të rritet me rreth 8% në vit me një skenar bazë me tregun e automjeteve elektrike duke u bërë gjithnjë e më i rëndësishëm për rritjen ndërsa i afrohemi vitit 2017.

Perspektiva e furnizimeve të reja nga kompanitë që hyjnë në treg vepron si një pengesë për çmimet më të larta pavarësisht kërkesës në rritje.

Artikulli i mëparshëm: Llojet e foljeve në Rusisht Artikulli vijues: Rregullat për përcaktimin e valencës dhe gjendjes së oksidimit