锂

锂(李),化学元素组1 (Ia)元素周期表,碱金属集团的,轻的固体元素。的金属甚至是柔软、白、光辉、几个的合金和化合物工业规模生产。

发生和生产

发现于1817年由瑞典化学家约翰Arfwedson 8月在矿石透锂长石,锂也发现盐水存款和盐在矿物泉;它的浓度在海水中是0.1百分率(ppm)。锂也发现伟晶岩矿石,如锂辉石(LiAlSi₂O₆),锂云母(不同的结构),或磷铝石(LiAlFPO₄矿石,李₂O内容4至8.5%不等。它构成大约0.002%的地壳。

直到1990年代锂化学和金属市场是由美国生产的矿藏,但到了21世纪大多数生产是来自美国。来源;澳大利亚,智利,葡萄牙是世界上最大的供应商。(玻利维亚拥有世界上一半的锂矿,但不是一个锂的主要生产商。)主要的商业形式碳酸锂,李₂有限公司₃,从矿石或卤水生产许多不同的过程。添加盐酸(HCl)产生氯化锂,复合用于生产金属锂电解。金属锂是由电解熔融锂和的混合物钾氯化物。较低的熔点的混合物(400 - 420°C,或750 - 790°F)与纯氯化锂(610°C (1130°F)允许电解的操作稍低。因为氯化锂分解发生的电压低于氯化钾,锂沉积水平纯度大于97%。石墨阳极电解生产中使用锂,而阴极是钢做的。纯锂阴极形成联合起来表面的电解质形成熔池,防止与空气反应的电解质薄膜。锂是车身从细胞,把它倒入模具温度仅略高于熔点,留下凝固电解质。然后凝固锂冶炼,材料不溶于熔融浮到海面或水槽底部的融化锅。重熔一步减少钾含量低于100 ppm。金属锂,卷入线和滚床单,比铅温和但比其他碱金属和审美观立方晶体结构。

许多锂合金产生直接的电解熔融盐,含有氯化锂在第二个氯的存在,或通过使用阴极材料与锂沉积,其他元素引入到融化。

表列出了锂的主要生产商。

重要的用途

金属锂的主要工业应用在冶金、活跃的元素作为清道夫(清除杂质)等金属的精炼铁,镍,铜,锌及其合金。多种非金属元素由锂回收,包括氧气,氢,氮,碳,硫和卤素。锂是利用有机合成在相当大的程度上,在实验室反应和工业。一个关键试剂产生大规模商业化n- - - - - -butyllithium C₄H₉李。其主要商业用途是作为聚合的引发剂,例如,生产合成橡胶。它也广泛应用于其他有机化学物质的生产,特别是药品。因为它的重量轻和大-电化学势,锂金属,纯或其他元素的存在,作为阳极(负极)在许多nonrechargeable主要锂电池。自1990年代初以来,已经完成了大量的工作在大功率充电锂蓄电池电动汽车和电力存储。其中最成功的分离提供了LiCoO等阳极和阴极₂允许的无溶剂导电聚合物锂离子的迁移,李⁺。小型可充电锂电池广泛用于手机、相机、和其他电子设备。

轻量级lithium-magnesium合金和艰难的铝锂合金,铝比,结构应用在航空航天等行业。金属锂用于制备氢化锂等化合物。

化学性质

在很多的属性,表现出相同的特征做锂碱金属更为普遍钠和钾。因此,锂,漂浮在水上,高活性和氢氧化形成强大的解决方案,收益率氢氧化锂(LiOH)和氢气。锂是唯一的碱金属,不形成负离子,李⁻在解决方案或固态的。

锂化学活跃,容易失去它的一个包含李三个电子形成化合物⁺阳离子。许多这样的明显不同溶解度从相应的其他碱金属化合物。锂碳酸盐岩(李₂有限公司₃)展品的财产逆行溶解度;它溶于热水比在寒冷的。

锂及其化合物传授一个深红色的火焰的颜色,这是测试它的存在的基础。它通常保存在矿物油因为它与空气中的水分反应。

Organolithium化合物,李锂原子不存在⁺离子但直接连接到一个碳原子,是有用的在其他有机化合物。Butyllithium (C₄H₉李),这是用于制造合成橡胶,是由丁基溴的反应(C₄H₉Br)与金属锂。

在许多方面锂还显示了相似的元素碱土集团,特别是镁类似的原子和离子半径。这种相似性的氧化特性,通常的一氧化碳在每种情况下形成的。organolithium化合物的反应也类似于有机镁化合物的格氏反应,在有机标准的合成过程化学。

大量锂化合物的实际应用。氢化锂(LiH),一个灰色晶体产生的直接的组合组成元素在升高的温度下,是一个现成的氢气来源,立即释放气体与水治疗。它还用于生产氢化铝锂(LiAlH₄),迅速降低醛、酮、羧酸酯醇。

氢氧化锂(LiOH),通常通过与石灰碳酸锂的反应,是用于生产锂盐(肥皂)硬脂和其他脂肪酸;这些肥皂被广泛用作增稠剂在润滑油脂。氢氧化锂也用作碱性蓄电池的电解液和添加剂作为吸收剂二氧化碳。其他工业重要的化合物包括氯化锂(氯化锂)和溴化锂(LiBr)。它们形成浓缩卤水吸收的能力空中水分在很大的温度范围内;这些卤水一般用于大型制冷和空调系统。氟化锂(生活)主要用作助熔剂在瓷釉和眼镜。

核属性

展览没有天然放射性的锂,有两个同位素质量数6(92.5%)和7 (7.5%)。的锂- 7的/锂- 612和13之间的比率。

曾在1932年作为目标金属锂的开创性工作的英国物理学家约翰·科克罗夫特和爱尔兰物理学家欧内斯特·沃尔顿内化作用核通过人为地加速原子粒子;每个锂原子核吸收质子成为两个氦细胞核。锂- 6的轰炸与中子产生氦和缓慢氚(³H);这个反应是一个氚生产的主要来源。氚生产是用于制造氢弹,在提供一个放射性氢等其他用途同位素生物的研究。

锂有潜力价值作为能量密度高的传热流体核反应堆。稳定同位素锂- 7的同位素,更为普遍,有一个核较低横截面(也就是说,它可以吸收中子非常糟糕),因此有潜力作为核反应堆主冷却剂的冷却剂温度高于800°C (1500°F)是必需的。同位素lithium-8(半衰期0.855秒)和lithium-9(半衰期0.17秒)由核轰炸。

生物属性

锂在植物的广泛发生的结果在一个宽,虽然低,锂在动物的分布。锂盐有复杂的影响,当人体吸收。他们不是剧毒,虽然高水平可以是致命的。使用锂盐和矿泉水含有治疗痛风(失败)和他们病房抑郁症(成功)可以追溯到19世纪的最后一半但掉进医学名誉在20世纪早期。使用碳酸锂治疗躁郁症(也称为双相情感障碍)在1954年被临床证明。担心锂毒性推迟批准多年,但现在主要的药物治疗双相躁狂发作和维持治疗的病人。