موسوعة الكيمياء - قائمة العناصر : الليثيوم

الليثيوم

الليثيوم هو عنصر كيميائي فلزي رمزه الكيميائي Li وعدده الذري 3، وفي الجدول الدوري، يقع الليثيوم في المجموعة الأولى مع الفلزات القلوية. الليثيوم النقي هو معدني لين، لونه أبيض لامع، ولكنه يتفاعل ويتأكسد بسرعة في الهواء والماء. والليثيوم اخف العناصر الصلبة ويستخدم في البطاريات ويدخل في تركيب بعض أدوية الامراض العصبية والاكتئاب في صورة كربونات الليثيوم.

الخصائص العامة
الاسم، الرقم، الرمز	ليثيوم، 3، Li
تصنيف العنصر	فلز قلوي
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي	1، 2، s
الكتلة الذرية	6.941غ·مول−1
توزيع إلكتروني	1s2 2s1
الخصائص الفيزيائية
الطور	صلب
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة)	0.534 غ·سم−3
كثافة السائل عند نقطة الانصهار	0.512 غ·سم−3
نقطة الانصهار	453.69 ك، 180.54 °س، 356.97 °ف
نقطة الغليان	1615 ك، 1342 °س، 2448 °ف
النقطة الحرجة	(قيمة محسوبة) 3223 ك، 67 ميغاباسكال
حرارة الانصهار	3.00 كيلوجول·مول−1
حرارة التبخر	147.1 كيلوجول·مول−1
السعة الحرارية	(25 °س) 24.860 جول·مول−1·كلفن−1
ضغط البخار
P (باسكال) 1 10 100 1 كيلو 10 كيلو 100 كيلو عند T (كلفن) 797 885 995 1144 1337 1610
الخصائص الذرية
أرقام الأكسدة	+1، -1 (أكاسيده شديدة القاعدية)
الكهرسلبية	0.98 (مقياس باولنغ)
طاقات التأين	الأول: 520.2 كيلوجول·مول−1
	الثاني: 7298.1 كيلوجول·مول−1
	الثالث: 11815.0 كيلوجول·مول−1
نصف قطر ذري	152 بيكومتر
نصف قطر تساهمي	7±128 بيكومتر
نصف قطر فان دير فالس	182 بيكومتر
خصائص أخرى
البنية البلورية	مكعب مركزي الجسم
المغناطيسية	مغناطيسية مسايرة
مقاومة كهربائية	92.8 نانوأوم·متر (20 °س)
الناقلية الحرارية	84.8 واط·متر−1·كلفن−1 (300 كلفن)
التمدد الحراري	46 ميكرومتر·متر−1·كلفن−1 (25 °س)
سرعة الصوت (سلك رفيع)	6000 متر/ثانية (20 °س)
معامل يونغ	4.9 غيغاباسكال
معامل القص	4.2 غيغاباسكال
معامل الحجم	11 غيغاباسكال
صلادة موس	0.6
رقم الكاس	7439-93-2
النظائر الأكثر ثباتاً
النظائر توافر طبيعي عمر النصف نمط الاضمحلال طاقة الاضمحلال (ميغا إلكترون فولت) ناتج الاضمحلال 6Li 7.5% 6Li هو نظير مستقر وله 3 نيوترون 7Li 92.5% 7Li هو نظير مستقر وله 4 نيوترون 6Li يمكن أن تكون له وفرة تبلغ 3.75% في العينات الطبيعية. 7Li لذلك تصل نسبته إلى 96.25%.

خصائصه

الليثيوم هو أخف المعادن، وكثافته هي نصف كثافة الماء تقريبا. وكغيره من الفلزات القلوية، يتفاعل الليثيوم بسهولة مع الماء، ولا يوجد في الطبيعة بشكل حر بسبب نشاطه التفاعلي، ولكنه أقل نشاطا من عنصر الصوديوم الشبيه به. عند تعريض الليثيوم مباشرة إلى لهب يعطي لونا احمر مزرق قوي، ولكن عند الاحتراق يصبح لون اللهب أبيض، وللليثيوم الكترون واحد نشط في التفاعلات.

اكتشافه

اكتشف الليثيوم على يد العالم يوهان ارفيدسون في عام 1817 أثناء تحيليه لمركب LiAlSi4O10 المستخرج من صخور وجدت قرب ستوكهولم في السويد، وفي عام 1818 لاحظ كريستيان جميلين أن أملاح الليثيوم تعطي وهجا احمر عند تعرضها للهب المباشر، ولكن كلا العالمين فشل في الحصول على الليثيوم بشكل نقي.

لم يتم فصل العنصر بشكل نقي حتى قام و.ط. براندي والسير همفري ديفي بفصل العنصر عن طريق التحيلي الكهربائي لاكسيد الليثيوم، اما الإنتاج التجاري لليثيوم فتم في 1923 على يد شركة التعدين الألمانية Metallgesellschaft AG عن طريق التحليل الكهربائي لمصهور كلوريد الليثيوم وكلوريد البوتاسيوم.

وأطلق عليه اسم الليثيوم لانه اكتششف في الصخور (باليوناية λιθος ليثيوس وتعني الحجر أو الصخر) على عكس الفلزات القلوية الأخرى التي اكتشفت في الانسجة النباتية.

تواجده

الليثيوم متوفر في الطبيعة، ولكنه غير موجود بشكل حر، فبسبب نشاطه التفاعلي العالي يوجد دائما متحدا مع عنصر أو أكثر في مركبات كيميائية. ويشكل الليثيوم نسبة ضئيلة في الكثير من الصخور البركانية، كما يوجد في المياه ذات تركيزات الأملاح العالية.

منذ نهاية الحرب العالمية الثانية، ازداد إنتاج الليثيوم بشكل كبير، ويتم فصله عن العناصر الأخرى في الصخور البركانية كما يستخرج من مياه الينابيع المعدنية. وتعتبر أملاح ليبيدوليت (بالإنجليزية: Lepidolite)، سبودومين (بالإنجليزية: spodumene)، بيتاليت (بالإنجليزية: petalite) وامبليجونيت (بالإنجليزية: amblygonite) أهم الأملاح والمعادن الحاوية على الليثيوم.

نظائره

يوجد للليثيوم نظيرين مستقرين هما Li-6 و Li-7 ويشكل الأخير نسبة 92.5% من مجموع الليثيوم الموجود في الطبيعة، وهناك ستة نظائر مشعة لليثيوم، اكثرها استقرارا النظير Li-8 بعمر نصف مقداره 838 ميلي ثانية، يليه النظير Li-9 بعمر نصف مقداره 178.3 ميلي ثانية، اما البقية فعمر النصف لها اقل من 8.5 ميلي ثانية أو غير معروف.

ووجد العلماء أن نواة نظير الليثيوم-6 يمكن ان تتحطم بسهولة بالنيوترونات، وذلك يعود إلى أن نواة الليثيوم تمتص النيوترون وتصبح غير مستقرة وتتفكك إلى نواة الهيليوم الخامل، والى ذرة الهيدرجين الثقيل (التريتيوم النادر)

تتراوح الكتل الذرية للليثيوم بين 4.027 وحده كتلة ذرية للنظير Li-4 حتى 11.0438 وحده كتلة ذرية للنظير Li-11.

تحذيرات

كغيره من الفلزات القلوية، الليثيوم شديد الاشتعال وقابل للانفجار في شكله الحر، وذلك عند تعرضه للهواء، وخاصة عند تعرضه للماء، كما يجب اخذ الحيطة والحذر لتجنب ملامسته للجلد، ويخزن الليثيوم في بيئة لا يستطيع التفاعل فيها كبعض مشتقات البترول أو مركبات هيدروكربونية أخرى. لا يلعب الليثيوم دورا حيويا طبيعي، ويعتبر ساما بدرجة قليلة، وعند استخدامه في الادوية، يجدر مراقبة ضغط الدم.

استخداماته

بسبب السعة الحرارية العالية لليثيوم (الأعلى بين المواد الصلبة) فالليثيوم يستخدم في :

• تطبيقات النقل الحراري، كما أنه يستخدم في، الامر الذي جعله يستخدم كمنظم للتفاعلات النووية وفي الحواجز الواقية من الاشعاع.
• ويستخدم في صناعة بطاريات السيارات لكونه موصل للكهرباء.
• وأيضاً يستخدم في الطب النفسي في ضبط نوبات الإكتئاب والهوس للمرضى الذين يعانون من الإضطراب الوجداني ثنائي القطبين