Литий

ЛИТИЙ, Li (от греческого lithos — камень * а. lithium; н. Lithium; ф. lithium; и. litio),- химический элемент I группы периодической системы Менделеева, атомный номер 3, атомная масса 6,941, относится к щелочным металлам. В природе встречаются 2 стабильных изотопа: ⁶Li (7,42%) и ⁷Li (92,58%). Открыт шведским учёным Ю. А. Арфведсоном в 1817 в минерале петалите, металлический литий впервые получен в 1818 английским учёным Г. Дэви.

Физические свойства

Литий — серебристо-белый металл, кристаллизуется в кубической объёмноцентрированной решётке, а = 0,35098 нм. Ниже -195°С стабильна гексагональная модификация.

Литий — самый лёгкий металл. Плотность 539 кг/м³ (20°С); t плавления 180,5°С; t кипения 1340°С, коэффициент теплопроводности 70,8 Вт/(м•К); удельная теплоёмкость 3,31•10³ Дж/(кг•К); удельное электрическое сопротивление 9,29•10^-8 (Ом•м), температурный коэффициент электрического сопротивления 4,50•10^-3 К^-1 (0-100°С); температурный коэффициент линейного расширения 5,6•10^-5 К^-1; твердость по Moocy 0,6; модуль упругости 5 ГПа; предел прочности при растяжении 116 МПа; относительное удлинение 50-70%.

Химические свойства лития

Проявляет степень окисления +1. На воздухе покрывается плёнкой Li₃N и Li₂О, при нагревании горит голубым пламенем. Известен также пероксид Li₂О₂. С водой реагирует с образованием гидроксида LiOH и водорода. Литий, взаимодействуя с галогенами, водородом, серой и т. д., даёт соответственно галогениды, гидрид, сульфид и т, д. В специфических условиях могут быть получены различные фосфиды. Эти соединения и гидроксид очень реакционноспособны. Растворяясь в неорганических кислотах, литий даёт соли. Литий образует многочисленные литийорганические соединения. Известны твёрдые растворы лития с некоторыми металлами (Mg, Zn, Al), а со многими он образует интерметаллические соединения (например, LiAg, LiHg). Попадая в организм, литий вызывает слабость, головокружение, сонливость, потерю аппетита. Кларк лития в земной коре 3,2•10^-3%. При дифференциации магматических расплавов литий накапливается в наиболее поздних продуктах — пегматитах. При выветривании литий захватывается глинами, его сравнительно мало в Мировом океане. Распределение лития в горных породах (% по массе): каменных метеориты 3•10^-4, ультраосновные 5•10^-5, основные 1,5•10^-3, средние 2•10^-3, кислые 4•10^-3, карбонатные породы 5•10^-4, глины 6,6•10^-3, песчаники 5•10^-5. Кларк лития в океанической воде 1,5•10^-5. Установлено 28 минералов лития, среди них наиболее распространены сподумен, петалит, лепидолит, амблигонит. Близость ионных радиусов Li, Mg, Fe позволяет литию изоморфно входить в решётки железо-магнезиальных силикатов.

В биосфере литий играет меньшую роль, чем натрий и калий. Основные генетические типы месторождений и схемы обогащения см. в ст. Литиевые руды.

Получение и применение

Металлический литий получают электролизом расплавленной смеси хлоридов лития и калия при 400-460°С с последующей очисткой от примесей вакуумной дистилляцией, ректификацией или зонной плавкой. Важнейшая область использования лития — ядерная энергетика (изготовление регулирующих стержней в системе защиты реакторов). Жидкий ⁷Li применяется в качестве теплоносителя в ядерных реакторах. В металлургии литий используют для получения на основе Mg и Al литий-содержащих сплавов; его добавление улучшает пластичность, повышает прочность, устойчивость к коррозии.