锂

简介

描述

银白色的金属，是最轻的金属。可与大量无机试剂和有机试剂发生反应。与水的反应非常剧烈。但由于氢氧化锂微溶于水，反应在进行一段时间后，锂表面被氢氧化锂覆盖，反应速度减慢。在500℃左右容易与氢发生反应，是唯一能生成稳定得足以熔融而不分解的氢化物的硷金属，电离能5.392电子伏特，与氧、氮、硫等均能化合，是唯一的与氮在室温下反应，生成氮化锂(Li3N)的硷金属。由于易受氧化而变暗，且密度比所有的油和液态烃都小，故应存放于液体石蜡中(在液体石蜡中锂也会浮起)。

锂(Lithium)，是一种化学元素，它的化学符号是Li，它的原子序数是3，它的汉语拼音是li（三声），三个电子其中两个分布在K层，另一个在L层。锂是硷金属中最轻的一种。锂常呈+1或0氧化态，是否有-1氧化态则尚未得到证实[1]。但是锂和它的化合物并不像其他的硷金属那麽典型，因为锂的电荷密度很大并且有稳定的氦型双电子层，使得锂容易极化其他的分子或离子，自己本身却不容易受到极化。这一点就影响到它和它的化合物的稳定性[2]。锂的英文为Lithium，来源于希腊文lithos，意为"石头"。Lithos的第一个音节发音"裏"。因为是金属，在左方加上部首"釒"

锂号称"稀有金属"，其实它在地壳中的含量不算"稀有"，地壳中约

元素周期性质

有0.0065%的锂，其丰度居第二十七位。已知含锂的矿物有150多种，其中主要有锂辉石、锂云母、透锂长石等。海水中锂的含量不算少，总储量达2600亿吨，可惜浓度太小，提炼实在困难。某些矿泉水和植物机体裏，含有丰富的锂。如有些红色、黄色的海藻和烟草中，往往含有较多的锂化合物，可供开发利用。我国的锂矿资源丰富，以目前我国的锂盐产量计算，仅江西云母锂矿就可供开採上百年。

性状

银白色金属。质较软。露置空气中渐变黄色或黑色。遇水反应生成氢氧化锂和氢气，与稀盐酸和稀硫酸迅速作用，放出氢气，与冷硫酸作用较慢，与硝酸作用猛烈。溶于液氨后成蓝色溶液。常温下不与氧气反应，但与氮反应生成保护性的氮化锂层。加热至100℃以上时生成氧化锂，红热时能与氢作用。一定条件下能与氮、卤素和硫直接化合。遇水、氮、酸或氧化剂有起火和爆炸危险。

储存

密封隔绝空气浸没于矿油、固体石蜡或不含氧和水的其他液体中。

用途

製备锂盐。合金。格氏试剂。用作还原剂、脱氧剂、脱氯剂、火箭推进剂。核反应致冷剂。

性质

物理性质

锂

元素中文名称:锂

元素英文名称:Lithium

来由:希腊文lithos(石)

元素类型:硷金属

相对原子质量:6.941

密度:0.534g/cm3(300K)

熔点:180.5℃

沸点:1347.0℃

电阻率: 8.6μΩ·cm

导热系数:0.847W/(cmK)

比热:3.6J/(gK)

蒸发热: 145.92kJ/mol

熔化热:3kJ/(gK)

电离能:5.392eV

外围电子层排布:2s1

电子模型

核外电子排布:2,1

电子层:K-L

颜色和状态:银白色金属

原子半径:0.152nm

常见化合价:+1

发现人:阿尔费德森

发现过程:1817年，瑞典的阿尔费德森，最先在分析透锂长石时发现了锂。

其他性质

氧化态:Main Li+1

Other Li-1 (在液氨中)

电离能(kJ/ mol)

M - M+ 513.3

M+ - M2+ 7298.0

M2+ - M3+ 11814.8

原子序数:3

元素符号:Li相对原子质量:6.941

核内质子数:3

核外电子数:3

核电荷数:3

质子质量:5.019E-27

质子相对质量:3.021

所属周期:2

所属族数:IA

晶体结构:晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有2个金属原子。

晶胞参数:

a = 351 pm

b = 351 pm

c = 351 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

热导率: W/(m·K)

84.8

声音在其中的传播速率:(m/S)6000

莫氏硬度:0.6

摩尔质量:7 g/mol

管製信息:本品根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管製。

CAS号:7439-93-2

元素在太阳中的含量(ppm) :0.00006

原子体积(立方釐米/摩尔):13.10

元素在海水中的含量:0.17

地壳中含量:(ppm):20

存在

在自然界中，主要以锂辉石、锂云母及磷铝石矿的形式存在。由电解熔融的氯化锂而製得。

用途

用途

将质量数为6的同位素(6Li)放于原子反应堆中，用中子照射，可以得到氚。氚能用来进行热核反应，有着重要的用途。锂主要以硬脂酸锂的形式用作润滑脂的增稠剂。这种润滑剂兼有高抗水性、耐高温和良好的低温性能。锂化物用于陶瓷製品中，以起到助溶剂的作用。在冶金工业中也用来作脱氧剂或脱氯剂，以及铅基轴承合金。锂也是铍、镁、铝轻质合金的重要成分。

其他介绍

锂是继钾和钠后发现的又一硷金元素。发现它的是瑞典化学家贝齐裏乌斯的学生阿尔费特森。1817年，他在分析透锂长石时，最终发现一种新金属，贝齐裏乌斯将这一新金属命名为lithium，元素符号定为Li。该词来自希腊文lithos(石头)。

锂发现的第二年，得到法国化学家伏克兰重新分析肯定。

锂在地壳中的含量比钾和钠少的多，它的化合物不多见，是它比钾和钠发现的晚的必然因素。

金属锂为一种银白色的轻金属;熔点为180.54°C，沸点1342°C，密度0.534克/釐米³，硬度0.6。金属锂可溶于液氨。

相关反应

在空气中锂几乎不和氧气反应，但会与氮反应得到保护性的氮化锂

6Li+N2==2Li3N

同位素

锂(原子质量单位:6.941(2)u )共有七个同位素，其中有两个是稳定的，分别是 6Li和7Li，除了稳定的之外，半衰期最长的就是8Li，它的半衰期有838毫秒，接下来是9Li，有187.3毫秒，之后其他的同位素半衰期都在8.6毫秒以下。而4Li是所有同位素裏面半衰期最短的同位素，只有 7.58043×10-23秒。

化合物

氢化物:LiH

氧化物:Li2O

过氧化物:Li2O2

*超氧化物:LiO2(15K,母体隔离实验)

*臭氧化物:已知仅有Li(NH3)4O3

发现和製取

安第斯高原上的乌尤尼盐沼

锂在地壳中约含0.0065%，其丰度居第27位。在海水中大约2600亿吨锂，人和动物体内也有极少的锂存在。体重70公斤的正常人体中，锂的含量为2.2毫克。目前自然界已发现含锂矿石达150多种。锂在自然界中存在的主要形式为锂辉石(LiAlSi2O6)，锂云母[Li2(F,OH)2Al(SiO3)3]等，我国江西有丰富的锂云母矿。锂是在1817年被着名化学家贝齐裏乌斯的学生阿尔费特逊在分析一种矿石的成分时发现的，贝齐裏乌斯将其命名为锂。到1855的年本生和马奇森採用电解熔化氯化锂的方法才製得它，工业化製锂是在1893年由根莎提出的，锂从被认定是一种元素到工业化製取前后历时76年。现在电解LiCl製取锂，仍要消耗大量的电能，每炼一吨锂就耗电高达六、七万度。

性质及用途

锂具有高的比热和电导率，它的密度是0.53克/釐米3，是自然界中最轻的金属元素。它是非常活泼的硷金属元素，常温下它是唯一能与氮气反应的硷金属元素。自然界存在的锂由两种稳定的同位素63Li和73Li组成。锂只能存放在凡土林或石蜡中。

锂在发现后一段相当长的时间裏，一直受到冷落，仅仅在玻璃、陶瓷和润滑剂等部门，使用了为数不多的锂的化合物。

锂早先的主要工业用途是以硬脂酸锂的形式用作润滑剂的增稠剂，锂基润滑脂兼有高抗水性，耐高温和良好的低温性能。如果在汽车的一些零件上加一次锂润滑剂，就足以用到汽车报废为止。

在冶金工业上，利用锂能强烈地和O、N、Cl、S等物质反应的性质，充当脱氧剂和脱硫剂。在铜的冶炼过程中，加入十万分之一到万分之一的锂，能改善铜的内部结构，使之变得更加致密，从而提高铜的导电性。锂在铸造优质铜铸件中能除去有害的杂质和气体。在现代需要的优质特殊合金钢材中，锂是清除杂质最理想的材料。

1kg锂燃烧后可释放42998kJ的热量，因此锂是用来作为火箭燃料的最佳金属之一。1kg锂通过热核反应放出的能量相当于二万多吨优质煤的燃烧。若用锂或锂的化合物製成固体燃料来代替固体推进剂，用作火箭、飞弹、宇宙飞船的推动力，不仅能量高、燃速大，而且有极高的比沖量，火箭的有效载荷直接取决于比沖量的大小。

如果在玻璃製造中加入锂，锂玻璃的溶解性只是普通玻璃的1/100(每一普通玻璃杯热茶中大约有万分之一克玻璃)，加入锂后使玻璃成为"永不溶解"，并可以抗酸腐蚀。

纯铝太软当在铝中加入少量的Li、Mg、Be等金属熔成合金，既轻便，又特别坚硬，用这种合金来製造飞机，能使飞机减轻2/3的重量，一架锂飞机两个人就可以抬走。Li-Pb合金是一种良好的减摩材料。

真正使锂成为举世瞩目的金属，还是在它的优异的核性能被发现之后。由于它在原子能工业上的独特徵能，人称它为"高能金属"。

6Li捕捉低速中子能力很强，可以用来控製铀反应堆中核反应发生的速度，同时还可以在防辐射和延长核飞弹的使用寿命方面及将来在核动力飞机和宇宙飞船中得到套用。6Li在原子核反应堆中用中子照射后可以得到氚，而氚可用来实现热核反应。

6Li在核装置中可用作冷却剂。

锂的商业用途

锂电池是本世纪三、四十年代才研製开发的优质能源，它以开路电压高，比能量高，工作温度範围宽，放电平衡，自放电子等优点，已被广泛套用于各种领域，是很有前途的动力电池。用锂电池发电来开动汽车，行车费只有普通汽油发动机车的1/3。由锂製取氚，用来发动原子电池组，中间不需要充电，可连续工作20年。目前，要解决汽车的用油危机和排气污染，重要途径之一就是发展向锂电池这样的新型电池。

化合物用途

锂化物早先的重要用途之一是用于陶瓷製品中，特别是用于搪瓷製品中，锂化合物的主要作用是作助熔剂。

LiF对紫外线有极高的透明度，用它製造的玻璃可以洞察隐蔽在银河系最深处的奥秘。锂玻璃可用来製造电视机显像管。

二战期间，美国飞行员备有轻便应急的氢气源-氢化锂丸。当飞机失事坠落在水面时，只要一碰到水，氢化锂就立即溶解释放出大量的氢气，使救生设备充气膨胀.

当狼吃下含有锂化合物的肉食后，能引起消化不良，食欲大减，从而改变狼食肉的习性，这种习性还具有遗传性。

锂盐可治疗癫狂病，己在临床上得到套用。动脉硬化性心髒病的发病率，与该地区饮食中锂的含量成反比。北京积水潭医院利用锂製剂治疗急性痢疾，疗效近90%。北京同仁医院採用锂製剂，医治再生障碍性贫血也有一定的疗效。

用氘化锂和氮化锂来代替氘和氚装在氢弹裏充当炸葯，达到氢弹爆炸的目的。我国于1967年6月17日成功爆炸的第一颗氢弹裏就是利用氘化锂。

LiBH4和LiAlH4，在有机化学反应中被广泛用做还原剂，LiBH4能还原醛类、酮类和酯类等。LiAlH4，是製备葯物、香料和精细有机化学葯品等中重要的还原剂。LiAlH4，也可用作喷气燃料。LiAlH4是对复杂分子的特殊键合的强还原剂，这种试剂已成为许多有机合成的重要试剂。

有机锂化合物与有机酸反应，得到能水解成酮的加成产物，这种反应被用于维生素A合成的一步。有机锂化物加成到醛和酮上，得到水解时能产生醇的加成产物。

由锂和氨反应製得的氨基锂被用来引入氨基，也被用作脱卤试剂和催化剂。

人类对金属锂的套用目前已有了良好的开端，但由于锂的生产工艺比较复杂，成本很高。如果人们一旦解决了这些问题，锂的优良性能将得到进一步的发挥，从而扩大它的套用範围。

锂，原子序数3，原子量6.941，是最轻的硷金属元素。元素名来源于希腊文，原意是"石头"。1817年由瑞典科学家阿弗韦聪在分析透锂长石矿时发现。自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷铝石等。在人和动物机体、土壤和矿泉水、可可粉、烟叶、海藻中都能找到锂。天然锂有两种同位素:锂6和锂7。

金属锂为一种银白色的轻金属;熔点为180.54°C，沸点1347°C，密度0.534克/釐米³，莫氏硬度0.6。金属锂可溶于液氨。

锂与其它硷金属不同，在室温下与水反应比较慢，但能与氮气反应生成黑色的一氮化三锂晶体。锂的弱酸盐都难溶于水。在硷金属氯化物中，只有氯化锂易溶于有机溶剂。锂的挥发性盐的火焰呈深红色，可用此来鑒定锂。

锂很容易与氧、氮、硫等化合，在冶金工业中可用做脱氧剂。锂也可以做铅基合金和铍、镁、铝等轻质合金的成分。锂在原子能工业中有重要用途。

生物必需性

锂能改善造血功能，提高人体免疫机能。锂对中枢神经活动有调节作用，能镇静、安神，控製神经紊乱。锂可置换替代钠，防治心血管疾病。人体每日需摄入锂0.1mg左右。

锂的生物必需性及人体健康效应。锂是有效的情绪稳定剂。随着新的情绪稳定剂的出现，对锂治疗的兴趣和研究虽已减少，但锂仍是治疗急性躁狂症和躁狂-抑郁病预防性管理的最有效措施。许多研究证明，锂对动物和人具有必需功能或有益作用。动物缺锂可导致寿命缩短、生殖异常、行为改变及其他异常。人类流行病学研究显示，饮水锂浓度与精神病住院率、杀人、自杀、抢劫、暴力犯罪和毒品犯罪率呈显着负相关。毒品犯的营养性锂补充研究证明锂有改善和稳定情绪的作用。心髒病人、学习低能者和在押暴力犯发锂含量显着降低。碳酸锂治疗的临床研究表明，锂的主要反应器官为胃肠道、肾髒、神经、肌肉、内分泌和心血管系统。在170~228mgLi/d治疗剂量範围内，预期的血清锂水準为0.4~0.8 mEq/L(2.78~5.55 mg/L)，无毒性反应。在锂的危险性评估中，对治疗剂量採用10倍安全因子对孕妇和胎儿不造成危害，这相当于成人每天摄入2

mg Li。动物的NOAEL(无毒性作用水準)为10 mgLi/kg/d，採用32倍安全因子，得到日允许摄入量(ADI)为0.31

mgLi/kg/d。基于动物实验资料，锂的表观缺乏摄入量为:山羊:<1.5mgLi/kg，大鼠:<15 μgLi/kg。人对锂的饮食需要量约为60~100 μg/d，典型的日摄入量为200~600μg。蛋类、牛奶、奶製品、鱼类、土豆和蔬菜含有丰富的锂。

​製取

市售锂通常为固体，可製成锂片、锂丝，存放于石蜡中。

用电解法製备金属锂。

将氯化锂LiCl在不超过其熔点(602℃)的温度下灼烧干燥1h。

使用经过KOH脱水干燥的、新蒸馏的吡啶溶解上述氯化锂，製成11.81%的氯化锂的吡啶溶液作为电解液。用石墨板作阳极，光洁的铂片或铁片作阴极，无隔膜。电解时採用的电压为1.4V，电流密度为0.2~0.3A/100cm^2。