Самый легкий металл это литий

Литий

Литий — самый легкий металл. Он также является первой щелочью в периодической таблице элементов.

• Символ: Li
• Атомный номер: 3
• Электроны на один энергетический уровень: 2, 1
• Атомная масса: 6,941 ед
• Наиболее стабильные изотопы: 6Li стабилен с тремя нейтронами (7,5%), 7Li стабилен с четырьмя нейтронами (92,5%)
• Группа: щелочной металл
• Плотность: 0,534
• Температура плавления: 180,5 °C
• Температура кипения: 1,342 °C

История лития

Литий был открыт в 1817 году Иоганном Августом Арфведсоном. Он обнаружил новую соль в минералах лепидотита, петалита и сподумена. Впоследствии этот элемент был выделен Уильямом Томасом Бранде и Хамфри Дэви. Название литий, от греческого «литос», «камень», было дано ему потому, что он был обнаружен в минералах.

Свойства лития

Металл литий имеет серебристо-белый цвет. Это очень реактивный металл, который реагирует, в частности, с азотом. Его реакция с водой бурная и опасная. Он легко воспламеняется. Диапазон температур, в которых он находится в жидком состоянии, исключительно широк. Этот металл умеренно распространен в земной коре, меньше, чем никель и медь. Многие из его физических и химических свойств больше похожи на свойства щелочноземельных металлов, чем на свойства его собственной группы. Он характеризуется очень высокой удельной теплоемкостью и теплопроводностью, низкой вязкостью и низкой плотностью. Металлический литий растворим в короткоцепочечных алифатических аминах, таких как этиламин. Кроме того, он нерастворим в углеводородах.

Использование лития

Как щелочь, литий имеет множество промышленных применений. Он используется, например, при полировке фарфора. В щелочных батареях он используется в качестве добавки для продления срока службы батареи. Он также используется при некоторых видах сварки, например, при сварке латуни. Он также является одним из основных компонентов литий-ионных батарей (анод), особенно в мобильной электронике.

В здравоохранении литий давно используется для лечения биполярного расстройства. Ион Li+ является активным элементом используемых солей лития, но точные механизмы действия все еще являются предметом споров.

Литий и окружающая среда

Металлический литий реагирует с азотом, кислородом и водяным паром в воздухе. В этом случае поверхность лития становится смесью гидроксида лития (LiOH), карбоната лития (Li₂CO₃) и нитрида лития (Li₃N). Гидроксид лития представляет значительный потенциальный риск, так как является чрезвычайно коррозийным соединением, которое может быть вредным, в частности, для водных организмов.

Литий. Металлический друг Буратино

Когда у вас будет немного свободного времени, задумайтесь на мгновение, друзья мои, над таким фактом: если добавить всего один протон (и, следовательно, электрон) к атому гелия, то получится… металл! Чудеса, не правда ли? Вот смотрите: гелий. Бесцветный инертный газ (при обычных условиях). Им надувают шарики. И если задержать гелий в лёгких, потом можно некоторое время смешно говорить. Этот химический элемент имеет два электрона. А это как раз то, что нужно, чтобы заполнить первую электронную оболочку. Поэтому атомарный гелий стабилен. И не хочет ни с кем реагировать.

А вот литий. Это металл. Он имеет три электрона. Первая электронная оболочка лития заполнена. А вот вторая имеет только один электрон.

И литий, дабы обрести душевную (шутка) химическую, конечно же, стабильность, изо всех сил пытается избавиться от этого «лишнего» электрона. Он делает это при любом удобном случае. Невзирая на то, какой элемент ему встречается. Ну кроме совсем инертных, конечно.

Поскольку у лития есть «лишний» электрон, его степень окисления (а также валентность) равна +1.

Легче воды

Атом лития, как мы уже говорили, имеет три протона и три электрона. Самый распространённый изотоп металла имеет четыре нейтрона в ядре. Хотя этот факт не сильно влияет на свойства элемента. И если вы увидите где-нибудь в хозяйственном магазине, или, упаси Бог, на свалке промышленного мусора литий с тремя или даже с четырьмя нейтронами, то, вероятно, не заметите особой разницы между ними. Ну может быть они будут иметь немного разные плотности.

Литий – самый лёгкий металл из всех существующих. По своей плотности он такой же, как всеми нами любимый Буратино, который был изготовлен из соснового полена – 0,5 грамма на кубический сантиметр. То есть в два раза легче воды! Это легко проверить. Возьмите кусочек воображаемого лития, который почти наверняка лежит в кармане Вашего повседневного сюртука. Наберите ванну воды. И бросьте кусочек лития в воду. И Вы увидите, что он будет спокойно плавать! Не совсем, конечно, спокойно на самом деле, но об этом чуть позже. Сейчас важно было установить, что литий очень лёгкий.

Шутки шутками, но чрезвычайная реакционная способность лития означает, что Вы, конечно же, никогда в жизни не видели этот металл в чистом виде. Если Вам интересно, как он выглядит, то знайте – это блестящий, довольно мягкий металл серебристого цвета. Чтобы сохранить его в чистом виде, необходимо держать его подальше от кислорода и воды. Поэтому литий иногда хранят в углеводородах или масле.

В чистом виде атомы лития связываются друг с другом металлическими связями: они делят друг с другом «лишний» электрон, а высвободившиеся при этом электроны получают возможность свободно перемещаться.

По этой причине, имея делокализованные электроны, принадлежащие «всем атомам и ни одному», чистый литий очень хорошо проводит тепло и электричество. И очень хорошо отражает электромагнитное излучение.

Такими свойствами обладают и другие металлы. Но литий – металл «очень металлический». И его металлический характер обусловлен именно свободой движения электронов.

Гореть в воде

Но, как мы уже говорили выше, чистый литий существует в природе очень недолго. И если он находится на открытом воздухе, то очень быстро реагирует с кислородом, превращаясь в оксид лития. Литий также бурно реагирует и с водой с выделением огромного количества тепла. Это реакция настолько активна, что в ходе неё даже возникает пламя. При этом образуется гидроксид лития и выделяется водород, который при контакте с кислородом воздуха и при высокой температуре буквально «горит».

Гидроксид лития (LiOH) – это очень сильное основание. Поэтому не нужно прикасаться к литию руками, дышать литиевой пылью или делать что-то в этом роде. Дело в том, что в нашем организме много воды. Поэтому находиться рядом с чем-то, что бурно реагирует с водой, не очень хорошая идея.

На Земле лития много. Но, конечно, весь он входит в состав различных соединений. Открыт металл был только в 1817 году. И, как это и происходило со многими другими металлами, это сделал человек, который посвятил свою жизнь попыткам разделить всё, что попадалось ему на пути. Звали этого человека Иоганн Арфведсон. Литий был обнаружен им в петалитовой руде, добытой в одной из шведских шахт.

Однако Арфведсону не удалось получить элемент в чистом виде из-за его высокой реакционной способности. Это удалось сделать британским химикам Уильяму Томасу Бранде и Хамфри Дэви путём электролиза оксида лития (по сути, они просто расплавляли оксид лития и пропускали через него электрический ток).

Полученный элемент был назван «литий» от греческого «lithos», «камень». Поскольку петалит, из которого первоначально добывали литий, является магматической горной породой.

Батареи и антидепрессанты

Вы можете подумать, что у очень лёгкого и очень мягкого металла мало применений. Однако это вовсе не так.

Скорее всего Вы что-то слышали о щелочных батареях. Они используют различные щелочные металлы, в том числе и литий. И на самом деле это одно из самых распространённых его применений. Литий используется в них в качестве катода.

Постоянная готовность лития избавиться от своего «лишнего» электрона делает его идеальным компонентом окислительно-восстановительных реакций, которые приводят в движение электроны в батарее.

Кроме этого, литий используется и для многих других целей. Например, очень активно используется его бурная реакция с водой. Люди придумали использовать литий для удаления воды оттуда, где она, по их мнению, не нужна. Для этого используются соли лития.

Кроме того, ионы лития влияют на поглощение ионов натрия нейротрансмиттерами в головном мозге. Поэтому литий используется в качестве психиатрического лекарства (обычно применяемого для лечения депрессии). Однако ионы лития выше определённой концентрации весьма токсичны. Поэтому дозу медикаментов на основе лития необходимо тщательно регулировать.

Гидроксид лития используется для изготовления смазочных масел. А ещё литий входит в состав многих металлических сплавов, потому что он очень лёгкий.

Металлический металл

Мировая добыча лития составляет около 100 тысяч тонн в год. И она постоянно растёт. Добыть литий относительно легко: это очень распространённый элемент на Земле. Редко он встречается только в чистом виде. Литий входит в состав многих горных пород и легко растворяется в солоноватой воде. Поэтому для извлечения его из соединений, в которых он содержится, достаточно, например, электролиза.

Цена килограмма чистого лития составляет около 95 долларов, потому что, хотя его нетрудно добыть, этот процесс требует относительно большого количества энергии и ресурсов. Однако обычно он используется в небольших количествах, так что производство батарей и тому подобного обходится не очень дорого.

Итак, подведём итог. Литий – это «очень металлический» металл, настолько металлический, что Вы, вероятно, никогда не видели его в чистом виде. Хотя даже сейчас он очень близко к Вам. Скорее всего, я просто уверен в этом, рядом с Вами, просто приглядитесь повнимательнее, есть какая-нибудь щелочная батарея.

И помните – никогда не трогайте литий руками!

Особенно если они мокрые.

Дорогой друг! Если Вы хотите поблагодарить авторов, проявляйте активность! Подписка, репост, лайк, комментарий – всё это очень просто на самом деле! И абсолютно бесплатно, кстати. Огромное спасибо!

Вам могут понравиться эти подборки:

Источник https://new-science.ru/litij/

Источник https://alivespace.ru/litiy-metallicheskiy-drug-buratino/