литий

ЛИТИЙ (от греч. lithos — камень; лат. Lithium) Li

хим. элемент I гр. периодической системы, относится к щелочным металлам, ат. н. 3, ат. м. 6,941. Состоит из двух стабильных изотопов 6Li (7,52%) и 7Li (92,48%), для которых поперечное сечение захвата тепловых нейтронов составляет соотв. 9,45∙10−26м2 и 3,3∙10−30м2 (для прир. смеси изотопов 6,7 — 7,1∙10−27 м2). Конфигурация внеш. электронной оболочки 2s1; степень окисления +1; энергия ионизации Li° : Li + 5,39178 эВ; сродство к электрону 0,591 эВ; электроотрицательность по Полингу 0,95; ат. радиус 0,157 нм, ионный радиус Li+ (в скобках приведены координац. числа) 0,073 нм (4), 0,090 нм (6), 0,106 нм (8). Содержание Л. в земной коре 6,5∙10−3% по массе. Осн. минералы: сподумен LiAl[Si2O6], лепидолит KLi1,5Al1,5[Si3AlO10](F,OH)2 и петалит (Li,Na)[Si4AlO10].

Перспективные источники сырья для производства Л. — межзернистая рапа соленосных отложений (41% мировых экзогенных запасов) и подземные воды (до 10 мг/л). Общие запасы Li2O в недрах и водах зарубежных стран, кроме вод Мирового океана, составляют ок. 24 млн. т. Наиб. крупные разведанные месторождения пром. руд находятся в СССР, США, Канаде, Чили, Зимбабве, Бразилии и Намибии.

Свойства. Л. — серебристо-белый металл. Выше −193 °C существует модификация с кубич. объемноцентрир. решеткой, а = 0.350 нм, z = 2, пространственная группа Im3m, плотн. 0,533 г/см , ниже −193 °C она переходит в гексагон. плотноупакованную форму, а = 0,308 нм, с = 0,482 нм, z = 2, пространственная группа P63/ттс. Т. пл. 180,54 °C, т. кип. 1340 °C; С0p 24,86 Дж/(моль∙K); ΔH0пл 3,0 кДж/моль, ΔH0возг 159,3 кДж/моль (298,15 К); S0298 29,12 Дж/(моль∙К); теплопроводность 246,0 Вт/(м∙К) при 0 °C и 172,2 Вт/(м∙К) при 427 °C; ρ 8,12 мкОм.см при 0 °C и 25,55 мкОм.см при 227 °C; парамагнетик, магнитная восприимчивость +1,42∙10−5; γ 0,3983 Н/м при 181 °C и 0,3778 Н/м при 327 °C; η 5,307∙10−4 Па∙с при 227 °C и 3,584∙10−4 Па∙с при 427 °C температурный коэф. линейного расширения 5,6.10 К−1, объемного расширения 9,2∙10−8 К−1 (273–451 К).

Л. — мягкий и пластичный металл, может обрабатываться прессованием и прокаткой; твердость по Бринеллю 7850 Па, модуль упругости 4,9 ГПа, σраст 1,16 МПа. Мн. хим. реакции Л. протекают менее энергично, чем у др. щелочных металлов. С совершенно сухим воздухом он практически не реагирует при комнатной температуре и окисляется в нем только при нагревании. Во влажном воздухе образует преим. Li3N, при влажности воздуха более 80% — LiOH и Li2CO3. С сухим O2 при комнатной температуре не реагирует, при нагр. горит голубым пламенем с образованием Li2O; для чистого Л. т. всп. 640 °C. С водой реагирует, давая LiOH и выделяя H2 без плавления и вспышки; расплав Л. при контакте с водой взрывает. Л. непосредственно соединяется с F2, Cl2 и Br2, а при нагр. и с I2. С разб. кислотами взаимод. бурно, давая соли и выделяя H2. В жидком NH3 раств., образуя синий раствор с металлич. проводимостью. В этом растворе Л. медленно реагирует с NH3 (катализатором служит влага) с выделением H2 и образованием LiNH2. С H2 при 500 °C дает лития гидрид LiH, при небольшом нагревании в токе сухого N2-нитрид Li3N, с расплавленной S — сульфид Li2S, при нагр. в токе C2H2 или C2H4 — карбид Li2C2. Л. легко сплавляется почти со всеми металлами и хорошо раств. в ртути. С Mg, Zn и Al образует твердые растворы, с Ag, Hg, Mg, Zn, Tl, Al, Pb, Bi и др. — интерметаллиды (напр., LiAg, LiHg, LiMg2, Li2Zn3).

Важнейшим соед. Л. посвящены отдельные статьи (см., напр., литийорганические соединения, лития гидроксид, лития карбонат, лития оксид, лития фторид). Ниже приводятся сведения о других важных соед. Л.

Амид LiNH2 — бесцветные кристаллы, с тетрагон. решеткой; т. пл. 430 °C; плотн. 1,178 г/см3 (17,5 °C); с водой образует LiOH и NH3, с кислотами — соли Л. и аммония; во влажном воздухе медленно гидролизуется, при нагр. до 450 °C переходит в Li2NH с выделением NH3. Применяется как катализатор.

Нитрид Li3N — зеленовато-черные кристаллы с гексагон. решеткой (а = 0,366 нм, с = 0,388 нм, z = 1, пространственная группа P/6mmm); т. пл. 813 °C; плотн. 1,38 г/см3; С0p 75,2 Дж/(моль∙К); ΔH0обр −164,0 кДж/моль; S0298 62,6 Дж/(моль∙К); энергично взаимод. с водой с образованием LiOH и NH3; при нагр. в среде H2 переходит в LiH с выделением NH3.

Сульфид Li2S — зеленовато-желтые кристаллы с кубич. решеткой (а = 0,571 нм, z = 4, пространственная группа Fm3m); т. пл. 1370 °C; плотн. 1,63 г/см3; ΔH0обр −447,3 кДж/моль; S0298 62,8 Дж/(моль∙К); O2, H2O2, KClO3, PbO2 и др. окисляют Li2S при 300 °C до Li2SO4; с H2 не взаимод. даже при высокой температуре; водой легко гидролизуется.

Получение. Минералы Л. в зависимости от состава разлагают H2SO4 (кислотный способ) или спеканием с CaO и CaCO3 (щелочной способ), K2SO4 (солевой способ), CaCO3 и CaCl2 (щелочно-солевой способ). По первому методу получают раствор Li2SO4, который освобождают от примесей обработкой Ca(OH)2 и Na2CO3. При выщелачивании спека водой при щелочном методе в раствор переходит LiOH, при солевом — Li2SO4, при щелочно-солевом — LiCl. Все эти методы, кроме щелочного, предусматривают получение готового продукта в виде Li2CO3, используемого непосредственно и служащего источником для синтеза др. соединений Л. Металлич. Л. получают электролизом расплавл. смеси LiCl и KCl (или BaCl2) с послед. очисткой от примесей вакуумной дистилляцией, ректификацией или зонной плавкой. Его также получают вакуум-термич. восстановлением LiAlO2 алюминием при 13–66 Па и 1150–1200 °C, Li2O — кремнием или алюминием в присутствии CaO при 950–1000 °C и 0,1 Па, сподумена — ферросилицием в присутствии CaCO3 при 1050–1150 °C и 1,3–4,0 Па.

Определение. Качественно Л. обнаруживают по карминово-красному окрашиванию пламени горелки летучими соед. Л. и по наиб. четко выраженным спектральным линиям Л.: 670,78 и 610,36 нм. Количественно Л. определяют пламенно-фотометрич. (при содержании Л. в пробе 0,1–10%), спектрографич. и гравиметрич. методами. В последнем случае Л. отделяют от др. щелочных металлов в виде LiCl экстракцией безводным ацетоном, после отделения LiCl переводят в Li2SO4, который прокаливают и взвешивают. Л. определяют также фотометрически с помощью хиназолиназо (при содержании Л. в пробе 4∙10−4 — 6∙10−2%), флуориметрически — с помощью 5,7-дибром-8-гидроксихинолина (предел обнаружения 0,1 мкг/мл Л.).

Применение. Л. используют: в производстве анодов для хим. источников тока на основе неводных и твердых электролитов; как компонент сплавов с Mg и Al, антифрикц. сплавов (баббитов), сплавов с Si для изготовления холодных катодов в электровакуумных приборах; для раскисления, дегазации, модифицирования и рафинирования Cu, медных, цинковых и никелевых сплавов с целью улучшения их структуры и повышения электрич. проводимости; как катализатор полимеризации (напр., изопрена), ацетилирования и др. Жидкий Л. — теплоноситель в ядерных реакторах. Изотоп 6Li используют для получения трития. Мелкие крошки Л. вызывают хим. ожоги влажной кожи и глаз. Загоревшийся Л. засыпают NaCl или содой. Хранят Л. в герметически закрытых жестяных коробках под слоем пастообразной массы из парафина и минер. масла или в тонкостенных алюминиевых или медных оболочках; допускается хранение под слоем газолина или петролейного эфира. Отходы утилизируют обработкой этанолом с послед. разложением образовавшегося этилата водой. Л. открыл А. Арфведсон в 1817, металлич. Л. получил впервые Г. Дэви в 1818.

Лит.: Плющев В. Е., Степин Б. Д., Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия, М., 1970; Теплофизические свойства щелочных металлов, под ред. В. А. Кириллина, М., 1970; Полуэктов Н. С., Мешкова С. Б., Полуэктова Е. Н., Аналитическая химия лития. М., 1975; Hart W. A., Beumel О. F., Whaley Т. P., The chemistry of lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium and francium, Oxf., 1975 (Pergamon texts in inorganic chemistry, v. 13).

Б. Д. Степин

Источник: Химическая энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. литий — -я, м. Химический элемент, мягкий, очень легкий щелочной металл серебристо-белого цвета, не встречающийся в природе в чистом виде. [От греч. λίθος — камень, минерал] Малый академический словарь
  2. литий — Ли́т/ий/. Морфемно-орфографический словарь
  3. Литий — (лат. Lithium) Li, химический элемент 1 группы периодической системы Менделеева, атомный номер 3, атомная масса 6,941, относится к щелочным металлам (См. Щелочные металлы). Природный Л. состоит из двух стабильных изотопов — 6Li (7,42%) и 7Li (92,58%). Большая советская энциклопедия
  4. литий — орф. литий, -я Орфографический словарь Лопатина
  5. ЛИТИЙ — ЛИТИЙ (символ Li), редкий серебряного цвета элемент, один из ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ, впервые был обнаружен в 1817 г. Содержится в таких рудах, как лепидолит и сподумен. По химическим свойствам близок к натрию. Научно-технический словарь
  6. Литий — Li (от греч. lithos — камень * a. lithium; н. Lithium; ф. lithium; и. litio),- хим. элемент I группы периодич. системы Менделеева, ат. н. 3, ат. м. 6,941, относится к щелочным металлам. Горная энциклопедия
  7. Литий — (Lithium, Li) химический элемент первой группы периодической системы Д.И. Менделеева; щелочной металл; ат. номер 3, ат. масса 6,941; входит в состав живых организмов; препараты Л. используются в качестве лекарственных средств. Медицинская энциклопедия
  8. литий — ЛИТИЙ -я; м. [от греч. lithos — камень, минерал] Химический элемент (Li), мягкий, очень лёгкий щелочной металл серебристо-белого цвета (в природе в чистом виде не встречается). ◁ Литиевый, -ая, -ое. Толковый словарь Кузнецова
  9. литий — Лития, мн. нет, м. [от греч. lithios – каменный] (мин., хим.). Химический элемент – серебристо-белый, мягкий, очень легкий щелочной металл, встречающийся в природе только в виде солей. Большой словарь иностранных слов
  10. литий — Л’ИТИЙ, лития, мн. нет, ·муж. (от ·греч. lithios — каменный) (минер., ·хим. ). Химический элемент — серебристобелый, мягкий, очень легкий щелочный металл, не встречающийся в природе в чистом виде, а только в виде солей. Толковый словарь Ушакова
  11. литий — См. литина Толковый словарь Даля
  12. Литий — (Li, ат. вес 7) — был открыт Арфведсоном в 1817 г. при анализе минерала петалита, затем он был найден им в лепидолите и во многих других минералах. Арфведсон указал на сходство Л. со щелочными металлами и назвал его... Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
  13. ЛИТИЙ — ЛИТИЙ (лат. Lithium) — Li, химический элемент I группы периодической системы, атомный номер 3, атомная масса 6,941, относится к щелочным металлам. Название от греч. lithos — камень (открыт в минерале петалите). Большой энциклопедический словарь
  14. литий — литий м. Химический элемент, серебристо-белый, мягкий, очень лёгкий щелочной металл. Толковый словарь Ефремовой