Запит Li перенаправляє сюди див також інші значення Запит Lithium перенаправляє сюди див також інші значення Лі тій хімі

Також, лі́тій (
Li
) — проста речовина, яку утворює хімічний елемент літій — (за нормальних умов) дуже легкий (найлегший), м'який, сріблясто-білий, хімічно активний метал.

Літій

Вміст у земній корі — 6,5•10⁻³ мас.%. Природний Li складається з двох стабільних ізотопів (6, 7 (основний)). Утворює ряд сполук Li(І), переважно йонних, але зв'язок С–Li у літійорганічних сполуках ковалентний. Відомо близько 30 природних літієвих мінералів, здебільшого силікатів і фосфатів, але видобувають літій переважно зі сподумену LiAl[Si₂O₆], що містить 6-7,5 % Li₂O. Основні промислові запаси зосереджено в ропі соляних озер. Літій застосовують у термоядерних реакціях, у металургії, електротехнічній, керамічній та хімічній промисловості. Входить до складу деяких легких сплавів. Сполуки літію застосовують при виготовленні скла, емалей, а також у медицині.

Історія

Коли Гемфрі Деві проводив свої знамениті досліди з електролізу лужних земель, про існування літію ніхто й не підозрював. Літієва лужна земля була відкрита лише в 1817 році талановитим шведським хіміком-аналітиком, одним з учнів Берцеліуса — Арфведсоном. Перед тим у 1800 році бразильський мінералог , здійснюючи наукову подорож по Європі, знайшов у Швеції два нових мінерали, названих ним петалітом і сподуменом, причому перший з них через кілька років був знову відкритий на .

Арфведсон зацікавився петалітом (Li, Na)[Si₄AlO₁₀], провівши повний його аналіз, він виявив незрозумілу спочатку втрату близько 4 % речовини. Повторюючи аналізи більш ретельно, він встановив, що в петаліті міститься «вогнепостійнний луг досі невідомої природи». Арфведсон продовжував проводити дослідження і виявив літієву землю, або літину, і в деяких інших мінералах (наприклад у сподумені LiAl[Si₂O₆] і в лепідоліті KLi_1,5Al_1,5[Si₃AlO₁₀](F, OH)₂). Але виділити хімічний елемент в чистому вигляді йому не вдалося, він був дуже активним і отримати його було важкою справою. Дуже невелику кількість металевого літію було отримано Гемфрі Деві та Бранде в 1818 році шляхом злектролізу лугу. І тільки у 1855 році Бунзен та Маттессен розробили промисловий спосіб отримання металевого літію електролізом хлориду літію.

Походження назви

Свою назву цей метал отримав через те, що на відміну від калію і натрію цей луг уперше був виявлений у «царстві мінералів» — «каменях» (грец. λίθος — камінь). Сучасну назву було запропоновано Берцеліусом.

Поширення

Літій — типовий елемент земної кори (вміст 3,2•10⁻³ % по масі), він накопичується в найбільш пізніх продуктах диференціації магми — пегматитах. У мантії мало літію — в ультраосновних породах всього 5•10⁻⁵ % (в основних 1,5•10⁻³ %, середніх — 2•10⁻³ %, кислих 4•10⁻³ %). Близькість іонних радіусів Li+, Fe₂+ і Mg₂+ дозволяє літію входити до ґраток магнезіально-залізистих силікатів — піроксенів і амфіболів. У гранітоїдах він міститься у вигляді ізоморфної домішки в слюдах. Тільки в пегматитах і в біосфері відомо 28 самостійних мінералів літію (силікати, фосфати та інші). Всі вони рідкісні. У біосфері літій мігрує порівняно слабо, роль його в живій речовині менше, ніж інших лужних металів. З вод він легко витягується глинами, його відносно мало в Світовому океані (1,5•10⁻⁵ %). Промислові родовища літію пов'язані як з магматичними породами (пегматити, пневматоліти), так і з біосферою (солоні озера).

Середній вміст у літосфері:
Літосфера (2:1 — кислі/основні породи)	3,2•10⁻³
Вивержені породи
-ультраосновні (дуніти)	0,05•10⁻³
-основні (базальти, габбро)	0,015•10⁻³
-середні (діорит, андезіти)	2•10⁻³
-кислі (граніти)	4•10⁻³
Осадові породи
-глини й сланці	6•10⁻³
-піщаники	1,7•10⁻³
-карбонатні породи	2,6•10⁻³
-ґрунти	3•10⁻³
Води
-річкова	(0,0032-0,01)•10⁻³
-океанічна й морська	0,01•10⁻³
-підземна мінералізована	до 1•10⁻³

Геохімія

За геохімічними властивостями літій належить до багатоіонних літофільних елементів, серед яких також калій, рубідій і цезій. Вміст літію у верхній континентальній корі становить 21 г/т, в морській воді 0,17 мг/л. Літій є диспергованим елементом. Величина кларку літію, не дивлячись на його диспергованість у природі, вища у порівнянні із елементами, як $\mathrm {Ag,Au,Hg,Sn,Pb,As,Sb,Bi} .$

Літій зустрічається у природі у вигляді сполук. Входить до складу гірських порід, переважно концентруючись у кислих виверженнях й у осадових породах, міститься у ґрунтах, кам'яному вугіллі, мінеральних джерелах, озерних мулах, підземних водах, морській воді, живих організмах та багатьох рослинах.

Основні мінерали літію — слюда лепідоліт KLi_1,5Al_1,5[Si₃AlO₁₀] (F, OH) ₂ і піроксен сподумен — LiAl [Si₂O₆]. Коли літій не утворює самостійних мінералів, він ізоморфно заміщує калій у поширених породоутворюючих мінералах. Найбіль крупні місценародження мінералів літію у гранітних пегматитах натро-літієвого типу, оскільки літій у природі тісно супутній натрію (через схожість по енергетичній характеристиці йонів літію та натрію), особливо у місцях залишкової кристалізації.

Космохімія

У місячній породі вміст літію складає (за даними мас-спектрального аналізу) (0,5-1,6)•10⁻³ %, у місячному ґрунті — 0,6•10⁻³ %. Літій виявлений також у атмосферах декотрих зірок, які через аномальний вміст у них літію отримали назву літієвих зірок. Найбільший відомий вміст літію у атмофері TYC 429-2097-1.

Родовища та ресурси

Виробництво і розвідані запаси літію
(на 2011) в тонах
Країна	Виробництво	Запаси
Аргентина	3.200	850.000
Австралія	9.260	970.000
Бразилія	160	64.000
Канада	480	180.000
Чилі	12.600	7.500.000
КНР	5.200	3.500.000
Португалія	820	10.000
Зімбабве	470	23.000
Земля	34.000	13.000.000

Родовища літію належать до рідкометальних гранітних інтрузій, у зв'язку з якими розвиваються літієносні пегматити або гідротермальні комплексні родовища, що містять також олово, вольфрам, вісмут та інші метали. Варто особливо відзначити специфічні породи онгоніти — граніти з магматичним топазом, високим вмістом флуору та води, і винятково високими концентраціями різних рідкісних елементів, зокрема літію.

Інший тип родовищ літію — ропа деяких сильносолоних озер.

Джерела промислового видобутку літію: рідкіснометалічні гранітні пегматити (на початку XXI ст. — бл. 25 % розвіданих запасів і 55 % видобутку), літійвмісна ропа соляних озер (бл. 75 % запасів і 45 % видобутку), нетрадиційні — гекторитові глини (у США), води нафто-газоконденсатних родовищ.

Виявлені світові ресурси літію складають близько 13 млн т. З них 760 тис. т знаходиться у США. Однак, за деякими оцінками дослідників з Національної лабораторії ім. Лоуренса в Берклі, на території США присутні родовища літію, запаси яких складають 18 метричних млн т. На 2001 р. світові запаси літію, за оцінками Геологічного бюро США, становили 400 тис. т, база запасів — 9400 тис. т (без урахування Аргентини, Китаю, Португалії та країн колишнього СРСР). Найбільші запаси має Чилі — 3000 тис. т (літієносна ропа), у Канаді і Австралії знаходиться відповідно 180 і 150 тис. т літію в гранітних пегматитах. Також родовища мають Болівія (Солончак Уюні — найбільше у світі), Аргентина, Конго, Китай (озеро Чаб'єр-Цака), Бразилія, Сербія та ін.

Україна має значні запаси літію, пов'язані з рідкіснометалічними гранітними пегматитами протерозою. У Західному Приазов'ї розвідані родовища Крута Балка і Шевченківське. У центральній частині Українського щита, у Шполяно-Ташлицькому рудному районі — родовища Полохівське, Станкуватське, «Надія» і прояв Липнязький. Найперспективнішим вважається Полохівське літієве (петалітові руди) родовище (Кіровоградська область). У 1994 році Мінпромом України запропоновано підготувати до промислового освоєння Шевченківське родовище літієвих руд у Донецькій області. Проведено оцінку і складено ТЕО розробки Полохівського родовища літію. Це може не тільки забезпечити потреби у літії різних галузей промисловості, але і збільшити її експортний потенціал.

Орієнтовно щорічні потреби України у карбонаті літію становлять (у перерахунку на метал) 100—200 т. Прогнозується збільшення потреб у петалітовому концентраті для виробництва спеціального скла і кераміки — на десятки тис. тонн.

Ізотопи

Докладніше: Ізотопи літію

Схема атому літію-6 (ізотопу літію) — навколо 3-х протонів та 3-х нейтронів в центрі, рухаються 3 електрони

Природний літій складається з двох стабільних ізотопів: ⁶Li (7,5 %) і ⁷Li (92,5 %); у деяких зразках літію ізотопне співвідношення може бути значно порушено внаслідок природного або штучного фракціонування ізотопів. Це слід мати на увазі при точних хімічних дослідах з використанням літію або його сполук. Також відомо ще 7 штучних радіоактивних ізотопів літію і два ядерних ізомери (масові числа від ⁴Li до ¹²Li та ^10m1Li − ^10m2Li відповідно). Найстійкіший з них, ⁸Li, має період напіврозпаду 0,8403 с. Екзотичний ізотоп ³Li (), мабуть, не існує як зв'язана система.

⁷Li є одним з небагатьох ізотопів, що утворилися під час первинного нуклеосинтезу (тобто невдовзі після Великого Вибуху), а не лише в зірках. В кількості не більше 10⁻⁹ від усіх елементів. Деяка кількість ізотопу ⁶Li, як мінімум у десять тисяч разів менша, ніж ⁷Li, також утворено в первинному нуклеосинтезі. Приблизно в десять разів більше ⁷Li утворилися в зоряному нуклеосинтезі.

Літій є проміжним продуктом реакції ppII, але при високих температурах активно перетворюється в два ядра гелію-4 (через ⁸Be).

Визначення

Карміново-червоне забарвлення полум'я солями літію

Якісно літій виявляють по карміново-червоному забарвленню полум'я пальника летючими сполуками літію та по найбільш чітко виразних спектральних лініях літію: 670,78 і 610,36 нм. Кількісно літій визначають полум'яно-фотометричними (При вмісті літію в пробі 0,1-10 %), спектрографічними і гравиметричними методами. В останньому випадку літій відокремлюють від інших лужних металів у вигляді LiCl екстракцією безводним ацетоном, після відділення LiCl переводять в Li2SO4, який прожарюють і зважують. Літій визначають також фотометрично за допомогою хіназолінів (при вмісті літію в пробі 4.10⁻⁴−6.10⁻²%), флуорометричено — за допомогою 5,7-дібром-8-гідроксихіноліну (межа виявлення 0,1 мкг/мл літію).

Фізичні властивості

Шматок чистого літію плаваючий на поверхні оливи

Літій — сріблясто-білий метал, м'який і пластичний, твердіше натрію, але м'якше свинцю. Його можна обробляти пресуванням і плющенням, легко витягується в дріт. Швидко тьмяніє на повітрі через утворення темно-срібної плівки, яка складається з нітриду й оксиду літію. Є найлегшим металом: щільність твердого 0,537 (20 °C), розтопленого (200 °C) 0,509 г/см³. Тиск витікання (тиск витікання — це тиск, за якого речовина витискається поршнем у циліндричній ємності із отвором у дні) за 15–20 °C складає 1,7∙10⁷ Н/м², модуль пружності 5∙10⁹ H/м², межа міцності при розтягу 11,8 кгс/см², відносне подовження 50–70 %.

При кімнатній температурі металевий літій має кубічну об'емноцентрованную ґратку (координаційне число 8), просторова група Im3m, параметри комірки a = 0,35021 нм, Z = 2. Нижче 78 К стійкою кристалічною формою є гексагональна щільноупакована структура, в якій кожен атом літію має 12 найближчих сусідів, розташованих в вершинах кубооктаедра. Кристалічна ґратка відноситься до просторової групі P6₃/mmc, параметри a = 0,3111 нм, c = 0,5093 нм, Z = 2.

З усіх лужних металів літій характеризується найвищими температурами плавлення і кипіння (180,54 і 1340 °C, відповідно), у нього найнижча густина при кімнатній температурі серед всіх металів (0,533 г/см³, майже в два рази менше густини води). Внаслідок своєї низької густини літій спливає не тільки у воді, але і, наприклад, в гасі.

Маленькі розміри атома літію призводять до появи особливих властивостей металу. Наприклад, він змішується з натрієм тільки при температурі нижче 380 °C і не змішується з розплавленими калієм, рубідієм і цезієм, в той час як інші пари лужних металів змішуються один з одним в будь-яких співвідношеннях.

Хімічні властивості

Конфігурація зовнішньої електронної оболонки атома літію 2s¹; у всіх відомих з'єднаннях він одновалентний.

Реагує з водою (дає LiOH + H₂), галогенами, азотом, з воднем (дає гідрид LiH при 500 °С), тільки йому серед лужних металів властиві нерозчинні карбонати й флуориди. Взаємодіє з киснем (оксид Li₂O), утворення пероксидних сполук при окисненні не характерне, Li₂O₂ утворюються непрямо.

Літій хоча і є лужним металом, однак відносно стійкий на повітрі. Він є найменш активним лужним металом, і тому з сухим повітрям (і навіть з сухим киснем) при кімнатній температурі практично не реагує. Але все ж потихеньку окислюється з утворенням темного нальоту продуктів взаємодії:

\mathrm {4Li+O_{2}\longrightarrow 2Li_{2}O}

;

\mathrm {6Li+N_{2}\longrightarrow 2Li_{3}N}

З цієї причини літій є єдиним лужним металом, який не зберігають в гасі (до того ж густина літію настільки мала, що він буде в ньому плавати) і може нетривалий час зберігатися на повітрі. У вологому повітрі поволі реагує з азотом та іншими газами, що знаходяться в повітрі, перетворюючись на Li₃N, гідроксид літію і карбонат Li₂CO₃. У кисні при нагріванні горить, перетворюючись на оксид літію Li₂O (пероксид Li₂O₂ виходить тільки непрямим шляхом). Температура самозаймання на повітрі знаходиться в районі 300 °C. Продукти горіння подразнюють слизову оболонку носоглотки. При горінні літій та його солі забарвлюють полум'я в карміново-червоний колір, що є якісною ознакою для визначення літію, це встановив німецький хімік Леопольд Гмелін у 1818 році. Цікава особливість літію в тому, що в інтервалі температур від 100 °C до 300 °C він покривається щільною оксидною плівкою, і надалі не окислюється. На відміну від інших лужних металів, що дають стабільні надпероксиди і озоніди, надпероксид і озонід літію — нестабільні з'єднання. Оксид літію Li₂O — біла тверда речовина — являє собою типовий лужний оксид. Li₂O активно реагує з водою з утворенням гідроксиду літію LiOH. Цей гідроксид отримують електролізом водних розчинів LiCl:

\mathrm {2LiCl+2H_{2}O\longrightarrow 2LiOH+Cl_{2}\uparrow +H_{2}\uparrow }

Також в вільному стані літій спокійно, без вибуху і загоряння, реагує з водою, утворюючи LiOH і H₂. LiOH — сильна основа, але вона відрізняється за властивостями від гідроксидів інших лужних металів. Гідроксид літію поступається їм у розчинності. При прожаренні гідроксид літію втрачає воду:

\mathrm {2LiOH\longrightarrow Li_{2}O+H_{2}O}

Велике значення в синтезі органічних і неорганічних сполук має гідрид літію LiH, який утворюється при взаємодії розплавленого літію з воднем (H):

\mathrm {2Li+H_{2}\longrightarrow 2LiH}

LiOH — іонна сполука, будова кристалічної ґратки якої схожа на будову кристалічної ґратки хлориду натрію (NaCl). Гідрид літію можна використовувати як джерело водню для наповнення аеростатів і рятувального спорядження (надувних човнів і т. ін.), так як при його гідролізі утворюється велика кількість водню (1 кг LiH дає 2,8 м³ H₂):

\mathrm {LiH+H_{2}O\longrightarrow LiOH+H_{2}\uparrow }

Він також знаходить застосування при синтезі різних гідридів, наприклад, :

\mathrm {BCl_{3}+4LiH\longrightarrow Li[BH_{4}]+3LiCl}

Мінеральні кислоти енергійно розчиняють Li (стоїть першим у ряді напруг, його нормальний електродний потенціал Li/Li⁺ має найбільше негативне значення (E°₂₉₈ = -3,045 B) в порівнянні зі стандартними електродними потенціалами інших металів, це обумовлено великою енергією гідратації маленького іона Li⁺, що значно зміщує рівновагу в бік іонізації металу). Реагує також з етиловим спиртом, і з аміаком. При контактах з галогенами літій самозаймається при звичайних умовах (з йодом — тільки при нагріванні), утворюючи галогеніди (найважливіший — хлорид літію). Подібно магнію (Mg), нагрітий літій здатний горіти в CO₂:

\mathrm {4Li+CO_{2}\longrightarrow C+2Li_{2}O}

При нагріванні з сіркою літій дає сульфід Li₂S. З азотом літій повільно реагує вже при кімнатній температурі, енергійно — при 250 °С з утворенням нітриду Li₂N. З фосфором літій безпосередньо не взаємодіє, але в спеціальних умовах можуть бути отримані фосфіди. Нагрівання літію з вуглецем призводить до отримання карбіду Li₂C₂, з кремнієм — . Бінарні сполуки літію — Li₂О, LiH, Li₃N, Li₂C₂, LiCl та інші, а також LiOH досить реакційноздатні; при нагріванні або плавленні вони руйнують багато металів, порцеляну, кварц та інші матеріали. Карбонат, фторид LiF, фосфат Li₃PO₄ та інші сполуки літію за умовами утворення і властивостями близькі до відповідних похідним магнію і кальцію. З'єднання літію — солі — як правило, безбарвні кристалічні речовини. За хімічною поведінкою солі літію трохи нагадують аналогічні з'єднання магнію (Mg) або кальцію (Ca). Погано розчиняються у воді фторид LiF, карбонат Li₂CO₃, фосфат Li₂PO₄, добре розчинний хлорат літію LiClO₃ — це, мабуть, одна з найбільш добре розчинних сполук в неорганічній хімії (при 18 °C в 100 г води розчиняється 313,5 г LiClO₃).

Літій утворює з'єднання з частково ковалентним зв'язком Li-C, — тобто літійорганічні сполуки. Наприклад, при реакції йодбензолу C₆H₅I з літієм в органічних розчинниках протікає реакція:

Гексамер н-бутиллітію — літійорганічної сполуки

\mathrm {C_{6}H_{5}I+2Li\longrightarrow C_{6}H_{5}Li+LiI}

Літій відіграє велику роль в органічному синтезі. Тому численні літійорганічні сполуки широко використовуються в органічному синтезі і як каталізатори.

Літій — компонент багатьох сплавів. З деякими металами (Mg, Zn, Al) він утворює тверді розчини значної концентрації, з багатьма — інтерметалідами (LiAg, LiHg, LiMg₂, LiAl і баг. ін.). Останні часто вельми тверді і тугоплавкі, лише трохи змінюються на повітрі; деякі з них — напівпровідники. Вивчено ряд бінарних і потрійних систем за участю літію; відповідні їм сплави вже знайшли застосування в техніці.

Отримання

Сполуки літію виходять в результаті гідрометалургійної переробки концентратів — продуктів збагачення літієвих руд. Основний силікатний мінерал — сподумен переробляють за вапняковим (лужним), сульфатним (сольовим) та сірчанокислотним (кислотним) методами. В основі першого — розкладання сподумена вапняком при 1150–1200 °C:

\mathrm {Li_{2}O\cdot Al_{2}O_{3}\cdot 4SiO_{2}+8CaCO_{3}\longrightarrow Li_{2}O\cdot Al_{2}O_{3}+4(2CaO\cdot SiO_{2})+8CO_{2}}

При вилуговуванні суміші водою в присутності надлишку вапна розкладається з утворенням гідроксиду літію:

\mathrm {Li_{2}O\cdot Al_{2}O_{3}+Ca(OH)_{2}\longrightarrow 2LiOH+CaO\cdot Al_{2}O_{3}}

За сульфатним методом сподумен (та інші алюмосилікати) спікають з сульфатом калію:

\mathrm {Li_{2}O\cdot Al_{2}O_{3}\cdot 4SiO_{2}+K_{2}SO_{4}\longrightarrow Li_{2}SO_{4}+K_{2}O\cdot Al_{2}O_{3}\cdot 4SiO_{2}}

розчиняють у воді і з його розчину содою осаджують карбонат літію:

\mathrm {Li_{2}SO_{4}+Na_{2}CO_{3}\longrightarrow Li_{2}CO_{3}+Na_{2}SO_{4}}

За сірчанокислотним методом також отримують спочатку розчин сульфату літію, а потім карбонат літію; сподумен розкладають сірчаною кислотою при 250–300 °C (реакція застосовна тільки для β-модифікації сподумену):

\mathrm {\beta -Li_{2}O\cdot Al_{2}O_{3}\cdot 4SiO_{2}+H_{2}SO_{4}\longrightarrow Li_{2}SO_{4}+H_{2}O\cdot Al_{2}O_{3}\cdot 4SiO_{2}}

Метод використовується для переробки руд, незбагачених сподуменом, якщо вміст у них Li₂O не менше 1 %. Фосфатні мінерали літію легко розкладаються кислотами, проте за новішими методами їх розкладають сумішшю гіпсу і вапна при 950–1050 °С з подальшою водною обробкою спеків і осадженням з розчинів карбонату літію. У будь-якому випадку з отриманих розчинів виділяють погано розчинний карбонат літію Li₂CO₃, який потім перетворюють на хлорид LiCl.

Металевий літій отримують електролізом розплавленої суміші хлоридів літію і калію (або BaCl₂) при 400–460 °С (ці солі слугують для зниження температури плавлення суміші) (вагове співвідношення компонентів 1:1):

\mathrm {2LiCl\ {\xrightarrow {\ }}\ 2Li+Cl_{2}\uparrow }

Електролітичні ванни футеруються магнезитом, алундом, мулітом, тальком, графітом та іншими матеріалами, стійкими до розплавленого електроліту; анодом служать графітові, а катодом — залізні стрижні. Чорновий металевий літій містить механічні включення і домішки (K, Mg, Ca, Al, Si, Fe, але головним чином Na). Включення видаляються переплавкою, домішки — рафінуванням при зниженому тиску, або методом вакуумної дистиляції. Наразі велика увага приділяється металотермічним методам отримання літію.

Застосування

Оцінка використання літію в світі в 2011 році
   Кераміка і скло (29%)

   Джерела струму (27%)

   Мастильні матеріали (12%)

   Безперерв. розлив сталі (5%)

   Регенерація кисню (4%)

   Полімери (3%)

   Металургія алюмінію (2%)

   Фармацевтика (2%)

   інше (16%)

За значущістю в сучасній техніці літій — один з найважливіших рідкісних елементів.

Електроніка

Сплави літію з сріблом, з золотом, а також з міддю є дуже ефективними припоями.
використовується як оптичний матеріал в радіоелектроніці.
Кристалічні ніобат літію(LiNbO₃) і (LiTaO₃) є нелінійними оптичними матеріалами і широко застосовуються в нелінійній оптиці, акустооптиці і оптоелектроніці.
Літій також використовується при наповненні освітлювальних газорозрядних металогалогеновими ламп.

Сплав і ^[en] — ефективний напівпровідник для термоелектроперетворювачів (ЕРС близько 530 мкВ/К).

Хімічні джерела струму

З літію виготовляють аноди хімічних джерел струму (акумуляторів, наприклад, ) і гальванічних елементів з твердим електролітом (наприклад, , , , , , , , , , ), що працюють на основі наведених рідких і твердих електролітів (тетрагідрофуран, , , ацетонітрил).
і показали кращі експлуатаційні властивості і як позитивний електрод літієвих акумуляторів.
Гідроксид літію використовується як один з компонентів для приготування електроліту . Додавання гідроксиду літію до електроліту тягових залізо-нікелевих, нікель-кадмієвих, нікель-цинкових акумуляторних батарей підвищує їх термін служби в 3 рази і ємність на 21 % (за рахунок утворення нікелатів літію).
— найефективніший твердий електроліт (разом з цезій-бета-глиноземом).

Монокристали використовуються для виготовлення високоефективних (ККД 80 %) лазерів на центрах вільного забарвлення, і для виготовлення оптики з широкою спектральною смугою пропускання.

Ракетне паливо

Літій та його сполуки широко застосовуються в ракетній техніці. Суміш парів літію з молекулярним воднем є ефективним робочим тілом для газофазних ядерних ракетних двигунів. Рідкий літій використовується як робоче тіло в електроракетних двигунах, зокрема — у потужних ЕРД. Літій використовується як власне ракетне паливо або як добавка до нього.

Теоретичні характеристики ракетних палив, утворених літієм з різними окислювачами.


Окислювач	Питома тяга (Р1, сек)	Температура згоряння °С	Густина палива г/см³	Приріст швидкості, ΔVід,25, м/сек	Ваговий вміст пального %
Фтор	378,3 сек	5350 °C	0,999	4642 м/сек	28 %
	348,9 сек	5021 °C	0,920	4082 м/сек	21,07 %
	320,1 сек	4792 °C	1,163	4275 м/сек	24 %
	334 сек	4946 °C	1,128	4388 м/сек	24,2 %
	262,9 сек	3594 °C	0,895	3028 м/сек	41 %
	339,8 сек	4595 °C	1,097	4396 м/сек	21 %
Кисень	247,1 сек	3029 °C	0,688	2422 м/сек	58 %
Пероксид водню	270,5 сек	2995 °C	0,966	3257 м/сек	28,98 %
Діоксид азоту	239,7 сек	3006 °C	0,795	2602 м/сек	48 %
Нітратна кислота	240,2 сек	3298 °C	0,853	2688 м/сек	42 %

Корабельний пуск торпеди, паливом в якій слугують сполуки літію

Окисники

Перхлорат і нітрат літію застосовуються як окисники.

Піротехніка

використовують в піротехніці для забарвлення полум'я у червоний колір.

Дефектоскопія

використовують в дефектоскопії.

Металургія

У чорній та кольоровій металургії літій використовується для розкислювання та підвищення пластичності і міцності сплавів.
Літій іноді застосовується для відновлення методами металотермії рідкісних металів.

Металургія алюмінію

Карбонат літію є найважливішою допоміжною речовиною (додається в електроліт) при виплавці алюмінію, і його споживання зростає з кожним роком пропорційно обсягу світового видобутку алюмінію (витрата карбонату літію 2,5–3,5 кг на тонну виплавленого алюмінію).
Введення літію в систему легування дозволяє отримати нові сплави алюмінію з високою питомою міцністю. Добавка літію знижує густину сплаву і підвищує модуль пружності. При вмісті літію до 1,8 % сплав має низький опір корозії під напругою, а при 1,9 % сплав не схильний до корозійного розтріскування. Збільшення вмісту літію до 2,3 % сприяє зростанню ймовірності утворення рихлоти і тріщин. Механічні властивості при цьому змінюються: межі міцності і текучості зростають, а пластичні властивості знижуються.
Найбільш відомі системи легування Al-Mg-Li (приклад — сплав 1420, застосовується для виготовлення конструкцій літальних апаратів) і Al-Cu-Li (приклад — сплав 1460, застосовується для виготовлення ємностей для зріджених газів).

Сплави

Сплави літію з магнієм, скандієм, міддю, кадмієм і алюмінієм — нові перспективні матеріали в авіації та космонавтиці (через їх легкість).
На основі та створено кераміку, що твердіє за кімнатної температури і застосовується у військовій техніці, металургії, та, в перспективі, у термоядерній енергетиці
Літій дуже ефективно зміцнює сплави свинцю і надає їм пластичність і стійкість проти корозії.

Силікатна промисловість

Літій та його сполуки широко застосовують у силікатній промисловості для виготовлення спеціальних сортів скла і покриття порцелянових виробів.
Величезною міцністю володіє скло на основі літій-алюміній-силікату, зміцнюваного волокнами карбіду кремнію.

Мастильні матеріали

() використовується як високотемпературне мастило. Див.: літол.

Ядерна енергетика

Ізотопи ⁶Li та ⁷Li володіють різними ядерними властивостями (перетин поглинання теплових нейтронів, продукти реакцій) і сфера їх застосування різна.

входить до складу спеціальної емалі, призначеної для захоронення високоактивних ядерних відходів, що містять плутоній.

Літій-6

Дейтерид літію-6 був використаний у термоядерній бомбі при «Кастл Браво»

Опромінюючи нуклід ⁶Li тепловими нейтронами, отримують радіоактивний тритій ³H (Т):

{}_{3}^{6}{\textrm {Li}}+{}_{0}^{1}{\textrm {n}}\rightarrow {}_{1}^{3}{\textrm {H}}+{}_{2}^{4}{\textrm {He}}

Завдяки цьому літій-6 може застосовуватися як заміна радіоактивного, нестабільного і незручного в обігу тритію як у військових (термоядерна зброя), так і в мирних (керований термоядерний синтез) цілях.

Дейтерид літію-6 (⁶LiD) застосовується як термоядерне пальне у водневих бомбах.
Перспективно також використання літію-6 для отримання гелію-3 (через тритій) з метою подальшого використання в дейтерій-гелієвих термоядерних реакторах.

Літій-7

Застосовується в ядерних реакторах, використовуючих реакції за участю важких елементів, таких, як уран, торій або плутоній.
Завдяки дуже високій питомої теплоємності, рідкий літій (часто у вигляді сплаву з натрієм або цезієм-133) може слугувати ефективним теплоносієм. У ядерних реакторах із цією метою застосовують ізотоп ⁷Li, який, на відміну від ⁶Li, має низький перетин захоплення теплових нейтронів.
Фторид літію-7 в сплаві з (66 % LiF + 34 % BeF₂) носить назву «флайб» () і застосовується як високоефективний теплоносій і розчинник фторидів урану і торію у високотемпературних рідинносольових реакторах, і для виробництва тритію.
З'єднання літію, збагачені по ізотопу літію-7, застосовуються на реакторах PWR для підтримки водно-хімічного режиму, реакторах PWR (гідрооксид літію), а також в демінералізаторі першого контуру. Щорічна потреба США оцінюється в 200–300 кг, виробництвом володіють лише Китай і Росія.

Медицина

Солі літію володіють нормотимічними та іншими лікувальними властивостями, тому препарати літію на їхній основі широко використовуються в терапії психічних розладів.

Різне

Високогігроскопічні LiBr і хлорид літію LiCl застосовують для осушення повітря та інших газів.
Гідроксид літію LiOH, Li₂O₂ і LiO₂ застосовуються для очищення повітря від вуглекислого газу; при цьому останні дві сполуки реагують з виділенням кисню (наприклад, 4LiO₂ + 2CO₂ → 2Li₂CO₃ + 3O₂), завдяки чому вони використовуються в протигазах, у патронах для очищення повітря на підводних човнах і т. д.
Сполуки літію застосовуються в текстильній промисловості (вибілювання тканин), харчовій (консервація) і фармацевтичній промисловості (виготовлення косметики).
Вельми перспективно використовувати літій як наповнювач поплавка батискафів — цей метал має густину, майже в два рази меншу, ніж вода (точніше, 534 кг/м³), це означає, що один кубічний метр літію може утримувати на плаву майже на 170 кг більше, ніж один кубічний метр бензину. Однак літій — лужний метал, що активно реагує з водою, тому слід забезпечити надійне розділення цих речовин, не допускаючи їх контакту.
Імід літію потенційно може використовуватися в органічному синтезі, але практичного розповсюдження не отримав.

Вартість

Станом на кінець 2007 — початок 2008 року ціни на металевий літій (чистота 99 %) становили 63–66 $ за 1 кг.

Біологічна роль

Літій постійно входить до складу живих організмів, проте його біологічна роль з'ясована недостатньо. Встановлено, що у рослин літій підвищує стійкість до хвороб, підсилює фотохімічну активність хлоропластів в листках (томати) і синтез нікотину (тютюн). Здатність концентрувати літій найсильніше виражена серед морських організмів у червоних і бурих водоростей, а серед наземних рослин — у представників родини жовтецевих (рутвиця, жовтець) і родини пасльонових (дереза). Переважно в організмі знаходиться в щитоподібній залозі, лімфовузлах, серці, печінці, легенях, кишечнику, плазмі крові, наднирниках. В організмі середньої людини (маса 70 кг) міститься близько 0,7 мг літію. Токсична доза 90-200 мг. Літій бере участь у важливих процесах:

Бере участь у вуглеводному і жировому обмінах;
Підтримує імунну систему;
Попереджає виникнення алергії;
Знижує нервову збудливість.

Виділяється літій переважно нирками.

Запобіжні заходи

Дрібні крихти металевого літію викликають хімічні опіки при потраплянні на вологу шкіру, слизові оболонки і в очі. Тому працювати з ним можна тільки в захисному одязі і окулярах. Спалахнувший літій засипають NaCl або содою. Зберігають літій у герметично закритих жерстяних коробках під шаром пастоподібної маси з парафіну і мінеральної оливи або в тонкостінних алюмінієвих або мідних оболонках; допускається зберігання під шаром газоліну або петролейного ефіру. Відходи літію не можна викидати в сміття, для утилізації їх слід обробити етиловим спиртом:

\mathrm {2C_{2}H_{5}OH+2Li\ {\xrightarrow {\ }}\ 2C_{2}H_{5}OLi+H_{2}\uparrow }

. Утворений потім розкладають водою до спирту та гідроксиду літію LiOH.

Див. також

Літій у сестринських Вікіпроєктах
	Означення у Вікісловнику^?
	Файли у Вікісховищі^?

Примітки

Conventional Atomic Weights 2013 [ 4 березня 2016 у Wayback Machine.]. ^[en](англ.)
Standard Atomic Weights 2013 [ 4 березня 2016 у Wayback Machine.]. ^[en](англ.)
Вказано діапазон значень атомної маси в зв'язку з різною поширеністю ізотопів у природі
atomic and ionic radius [ 23 квітня 2015 у Wayback Machine.](англ.)
Природний вміст ⁶Li може знижуватись до 3.75 %, тому відповідно вміст ⁷Li становитиме 96.25 %
Кравчук П. А. Рекорды природы. — Любешов : Эрудит, 1993. — 216 с. — . (рос.)(рос.)
А.К.Русанов - Основы количественного спектрального анализа руд и минералов.
J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965
В.Г.Бабченко, С.В.Блешинский. Сб. "Исследования по химии редких и сопутствующих элементов", Фрунзе, 1966, с.131.
А.Н.Зеликман, О.Е.Крейн, Г.В.Самсонов - металлургия редких металлов. "Металлургия", 1964.
А.П.Снурников, П.П.Цыб, А.Г.Пусько, М.А.Фишман, В.Т,Федулова. Цветные металлы, 9, 36 (1965).
В.П.Чалый, С.П.Роженко. Укр. ЖХ, 30, 1032 (1964).
А.П. Виноградов - Геохимия, 1971, с.259.
, U.S. Geological Survey, 2011, архів оригіналу за 29 липня 2018, процитовано 13 квітня 2015(англ.)
Вчені виявили місцезнаходження 18 мільйонів тонн “білого золота”. 28.12.2023, 20:14
Lithium Article Eric Burns [ 18 травня 2013 у Wayback Machine.](англ.)
Lithium Resources and Production: a critical global assessment [ 11 серпня 2014 у Wayback Machine.] // ^[en], 2010(англ.)
Lithium [ 29 липня 2018 у Wayback Machine.] // USGS(англ.)
BD Fields The Primordial Lithium Problem [ 19 жовтня 2016 у Wayback Machine.], ‎Annual Reviews of Nuclear and Particle Science 2011 (рос.)
Постнов К.А. Лекции по общей астрофизике для физиков. Архів оригіналу за 23 серпня 2011. Процитовано 13 квітня 2015.; див мал. 11.1(англ.)
(PDF). Архів оригіналу (PDF) за 13 листопада 2013. Процитовано 13 квітня 2015.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()(англ.)
Lecture 27: Stellar Nucleosynthesis [ 28 травня 2015 у Wayback Machine.] // Університет Toledo — «The Destruction of Lithium in Young Convective Stars» slide 28(англ.)
Greg Ruchti, Lithium in the Cosmos [ 4 березня 2016 у Wayback Machine.] — «Lithium is Fragile» slide 10(англ.)
XuMuK.ru — ЛИТИЙ — Химическая энциклопедия [ 17 березня 2015 у Wayback Machine.](рос.)
Ю.В.Румянцев, Н.А.Хворостухина - Физико-химические основы пирометаллургии индия, 1958.
С.А.Щукарев, Г.А.Семенов, И.А.Ратьковский. Журнал прикладной химии, 35, 1454 (1962).
Аносов В.Я., Озерова М.И. - Основы физико-химического анализа, с.85.
Н.В.Аксельруд. Журнал неорганической химии, 3, 1738 (1954).
Б.Н.Иванов-Ємин, Л.А.Ниссельсон, Ю.Грекса. Журнал неорганической хими, 5, 1996 (1960).
Книга рекордов Гиннесса для химических веществ [ 11 січня 2012 у Wayback Machine.](рос.)
[. Архів оригіналу за 20 березня 2015. Процитовано 13 квітня 2015. Li — Литий(рос.)]
Литий — Свойства химических элементов [ 14 квітня 2015 у Wayback Machine.](рос.)
USGS (2011). (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 9 липня 2017. Процитовано 3 листопада 2012.(англ.)
. ATOMINFO.RU. 23.10.2013. Архів оригіналу за 20 липня 2015. Процитовано 29 грудня 2013.(рос.)
М. Н. Диомидов, А. Н. Дмитриев. Покорение глубин. — Ленинград : Судостроение, 1964. — С. 226-230.(рос.)

Джерела

Література

Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с.
Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — .
Литий // Большая советская энциклопедия : в 30 т. / главн. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : «Советская энциклопедия», 1969—1978. (рос.)

Посилання

ЛІТІЙ [ 7 квітня 2016 у Wayback Machine.] //Фармацевтична енциклопедія
Літій це нове золото — відео

[CIAAW-1] Conventional Atomic Weights 2013 [ 4 березня 2016 у Wayback Machine.]. ^[en](англ.)

[IUPAC-2] Standard Atomic Weights 2013 [ 4 березня 2016 у Wayback Machine.]. ^[en](англ.)

[3] Вказано діапазон значень атомної маси в зв'язку з різною поширеністю ізотопів у природі

[4] tomic and ionic radius [ 23 квітня 2015 у Wayback Machine.](англ.)

[5] Природний вміст ⁶Li може знижуватись до 3.75 %, тому відповідно вміст ⁷Li становитиме 96.25 %

[6] Кравчук П. А. Рекорды природы. — Любешов : Эрудит, 1993. — 216 с. — . (рос.)(рос.)

[7] А.К.Русанов - Основы количественного спектрального анализа руд и минералов.

[8] J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965

[9] В.Г.Бабченко, С.В.Блешинский. Сб. "Исследования по химии редких и сопутствующих элементов", Фрунзе, 1966, с.131.

[10] А.Н.Зеликман, О.Е.Крейн, Г.В.Самсонов - металлургия редких металлов. "Металлургия", 1964.

[11] А.П.Снурников, П.П.Цыб, А.Г.Пусько, М.А.Фишман, В.Т,Федулова. Цветные металлы, 9, 36 (1965).

[12] В.П.Чалый, С.П.Роженко. Укр. ЖХ, 30, 1032 (1964).

[13] А.П. Виноградов - Геохимия, 1971, с.259.

[minerals.usgs.gov-14] , U.S. Geological Survey, 2011, архів оригіналу за 29 липня 2018, процитовано 13 квітня 2015(англ.)

[15] Вчені виявили місцезнаходження 18 мільйонів тонн “білого золота”. 28.12.2023, 20:14

[16] Lithium Article Eric Burns [ 18 травня 2013 у Wayback Machine.](англ.)

[17] Lithium Resources and Production: a critical global assessment [ 11 серпня 2014 у Wayback Machine.] // ^[en], 2010(англ.)

[18] Lithium [ 29 липня 2018 у Wayback Machine.] // USGS(англ.)

[Primodal-lithium-problem-2012-arx-19] BD Fields The Primordial Lithium Problem [ 19 жовтня 2016 у Wayback Machine.], ‎Annual Reviews of Nuclear and Particle Science 2011 (рос.)

[20] Постнов К.А. Лекции по общей астрофизике для физиков. Архів оригіналу за 23 серпня 2011. Процитовано 13 квітня 2015.; див мал. 11.1(англ.)

[21] (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 13 листопада 2013. Процитовано 13 квітня 2015.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()(англ.)

[22] Lecture 27: Stellar Nucleosynthesis [ 28 травня 2015 у Wayback Machine.] // Університет Toledo — «The Destruction of Lithium in Young Convective Stars» slide 28(англ.)

[23] Greg Ruchti, Lithium in the Cosmos [ 4 березня 2016 у Wayback Machine.] — «Lithium is Fragile» slide 10(англ.)

[24] XuMuK.ru — ЛИТИЙ — Химическая энциклопедия [ 17 березня 2015 у Wayback Machine.](рос.)

[25] Ю.В.Румянцев, Н.А.Хворостухина - Физико-химические основы пирометаллургии индия, 1958.

[26] С.А.Щукарев, Г.А.Семенов, И.А.Ратьковский. Журнал прикладной химии, 35, 1454 (1962).

[27] Аносов В.Я., Озерова М.И. - Основы физико-химического анализа, с.85.

[28] Н.В.Аксельруд. Журнал неорганической химии, 3, 1738 (1954).

[29] Б.Н.Иванов-Ємин, Л.А.Ниссельсон, Ю.Грекса. Журнал неорганической хими, 5, 1996 (1960).

[30] Книга рекордов Гиннесса для химических веществ [ 11 січня 2012 у Wayback Machine.](рос.)

[31] [. Архів оригіналу за 20 березня 2015. Процитовано 13 квітня 2015. Li — Литий(рос.)]

[32] Литий — Свойства химических элементов [ 14 квітня 2015 у Wayback Machine.](рос.)

[Li-uses-2011-33] USGS (2011). (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 9 липня 2017. Процитовано 3 листопада 2012.(англ.)

[34] . ATOMINFO.RU. 23.10.2013. Архів оригіналу за 20 липня 2015. Процитовано 29 грудня 2013.(рос.)

[35] М. Н. Диомидов, А. Н. Дмитриев. Покорение глубин. — Ленинград : Судостроение, 1964. — С. 226-230.(рос.)