Литијум — разлика између измена

Садржај обрисан Садржај додат
Autobot (разговор | доприноси)
м razne ispravke; козметичке измене
Autobot (разговор | доприноси)
м Разне исправке; козметичке измене
Ред 74:
|speed of sound rod at r.t.=
|magnetic susceptibility= +14,2·10<sup>−6</sup>
|magnetic susceptibility ref=&#x20;(298&nbsp;K)<ref>{{Cite book|title=CRC, Handbook of Chemistry and Physics|last=Weast|first=Robert|publisher=Chemical Rubber Company Publishing|year=1984|isbnid=ISBN 0-8493-0464-4|location=Boca Raton, Florida|pages=E110|quote=|via=}}</ref>
|Young's modulus=4,9
|Shear modulus=4,2
Ред 86:
{{Infobox element/isotopes stable | mn=6 | sym=Li | na=5% | n=3 |firstlinks=yes}}
{{Infobox element/isotopes stable | mn=7 | sym=Li | na=95% | n=4 |firstlinks=no}}
|isotopes comment=<sup>6</sup>-{Li}- садржај може бити низак и до 3,75% у<br />природним узорцима. <sup>7</sup>-{Li}- стога може да има<br />садржај до 96,25%.
|predicted by=
|prediction date=|discovered by=[[Johan August Arfwedson|Јохан Август Арфведсон]]
|prediction date=
|discovery date=1817|first isolation by=[[William Thomas Brande|Њилијам Томас Бранд]]|first isolation date=1821
|discovered by=[[Johan August Arfwedson|Јохан Август Арфведсон]]
|discovery date=1817
|first isolation by=[[William Thomas Brande|Њилијам Томас Бранд]]
|first isolation date=1821
|history comment label=
|history comment=
Линија 98 ⟶ 95:
}}
 
'''Литијум''' ({{јез-грч|lithos}} — камен), ознака '''-{Li}-''', најлакши је од свих познатих [[метал]]а. Има редни број 3 у [[Периодни систем елемената|периодном систему елемената]], [[атомска тежина|атомску тежину]] 6,94, специфичну тежину 0,534 (при 20 [[Степен целзијуса|степени целзијуса]]). Представља [[смеше|смешу]] два [[изотоп]]а <sup>7</sup>-{Li}-(92,6%) и <sup>6</sup>-{Li}-(7,4%).<ref name="Housecroft3rd">{{Housecroft3rd}}</ref> Он је [[алкални метали|алкални метал]] у другој периоди [[периодни систем елемената|периодном систему елемената]]. Литијум је врло лак метал и има најмању густину међу свим чврстим елементима (у стандардним условима).
 
Због своје велике реактивности, у природи се не налази у елементарном стању. На собној температури, само на потпуно сувом ваздуху је постојан дуже време, али врло споро реагује дајући [[литијум нитрид]]. У влажном ваздуху, на површини литијума врло брзо се формира мат сиви слој [[литијум хидроксид]]а. Као и сви алкални метали, елементарни литијум реагује одмах већ при додиру са влагом на кожи те тако може проузроковати тешке опекотине и озледе због нагризања. Многа једињења литијума, која у воденим растворима дају [[јон]]е литијума сматрају се опасним за здравље, за разлику од аналогних једињења [[натријум]]а и [[калијум]]а.
Линија 107 ⟶ 104:
[[Датотека:Arfwedson Johan A.jpg|thumb|250п|лево|[[Johan August Arfwedson|Јохан Август Арфведсон]] је открио литијум]]
 
Шведски научник [[Јохан Арфведсон]] је открио литијум [[1817]]. године. Он је 1817. приметио присуство неког непознатог елемента у минералу [[петалит]]у (-{Li<sup>[4]</sup>Al<sup>[4]</sup>[Si<sub>4</sub>O<sub>10</sub>]}-), а недуго касније и у [[минерал]]има [[сподумен]]у (-{LiAl[Si<sub>2</sub>O<sub>6</sub>]}-) и [[лепидолит]]у (-{K(Li,Al)<sub>3</sub>[(Al,Si)<sub>4</sub>O<sub>10</sub>](F,OH)<sub>2</sub>}-), након анализе минералних узорака са острва [[Utö, Sweden|Уте]] у [[Шведска|Шведској]]. Његов академски учитељ [[Јакоб Берцелијус]] предложио је назив -{''lithion''}-, изведеницу из грчког λίθος -{''líthos''}-‚ ''камен'', име које је изведено из материјала из којег је изолован, слично као и код других, до тада познатих, алкалних метала [[натријум]]а и [[калијум]]а, а касније се то име усталило у својој латинизираној форми -{''lithium''}-.<ref name="figurowski" /> Немачки [[хемичар]] [[Christian Gmelin|Кристиан Готлоб Гмелин]] приметио је 1818. године да соли литијума боје пламен у црвену боју. Оба научника су наредних година покушавали да добију овај елемент у чистом стању. Ово је успело исте године [[William Thomas Brande|Бранду]] и [[Хамфри Дејви|Дејвију]] помоћу поступка [[електролиза|електролизе]] [[литијум оксид]]а (-{Li<sub>2</sub>O}-). [[Robert Wilhelm Bunsen|Роберт Бунзен]] i [[Augustus Matthiessen|Огастус Матиесен]] успели су 1855. помоћу електролизе [[литијум хлорид]]а (-{LiCl}-) да добију још веће количине елементарног литијумaлитијума. Атомску тежину му је одредио [[Teodor Vilijam Ričards|Ричардс]] претварањем литијум-хлорида у [[литијум перхлорат]].<ref name="мелор">Паркес, Г. Д. & Фил, Д. 1973. Мелорова модерна неорганска хемија. [[Научна књига]]. Београд.</ref>
 
Прва комерцијална производња почела је 1923. у немачкој компанији -{''Metallgesellschaft''}- (данас -{''Chemetall GmbH''}-), где се добијао помоћу електролизе истопљене смесе [[литијум хлорид|литијум-]] (-{LiCl}-) и калијум хлорида (-{KCl}-). Вилхелм Шленк је 1917. синтетисао прво литијуморганско једињење из органских једињења [[жива|живе]].<ref name="elschenbroich" /> Све до краја Другог светског рата, осим употребе као средство за подмазивање (минерално уље са додатком [[литијум стеарат]]а) и у индустрији [[стакло|стакла]] ([[литијум карбонат]] или литијум оксид), готово да и нису постојале апликације у којима се користио литијум. Међутим, то се променило након што је САД-у затребао [[трицијум]] за прављење [[Хидрогенска бомба|хидрогенске бомбе]], а који се може добити из литијума. Почела је знатна производња литијума, а једно од најиздашнијих налазишта био је рудник у близини града [[Кингс Маунтин (Северна Каролина)|Кингс Маунтин]] у Северној Каролини.<ref name="IMR" /> Пошто трицијум има врло кратко [[време полураспада]], неопходне количине литијума су константно расле, па су у САД у периоду од 1953. до 1963. нагомилане огромне залихе овог метала, које су тек након завршетка [[Хладни рат|Хладног рата]] 1993. доспеле на светско тржиште.<ref name="IMR" />
Линија 128 ⟶ 125:
: <math>\mathrm{Li_2CO_3 +\ 2\ H_3O^+ +\ 2\ Cl^- \longrightarrow \ 2\ Li^+ +\ 2\ Cl^- + CO_2\uparrow +\ 3\ H_2O}</math>
 
Уређаји и опрема која се користи за добијање литијум-хлорида морају бити начињени из посебних врста [[челик]]а или легура [[никл]]а, јер слани раствор делује изузетно корозивно. Метални литијум се добија [[електролиза|електролизом]] топивим електродама при температури од 352 &nbsp;°-{C}- из истопљене [[Еутектичка тачка|еутектичне]] смесе из 52 масена постотка литијум хлорида и 48 масена постотка калијум хлорида:
 
: <math>\mathrm{Li^+ + \mathrm{e}^- \ \xrightarrow[elektroliza]{352\,^{\circ}C} \ Li}</math>
Линија 138 ⟶ 135:
== Својства ==
=== Физичке ===
[[Датотека:Cubic-body-centered.png|thumb|250px250п|Кристална структура литијума, -{a&nbsp;=&nbsp;351&nbsp;pm}-<ref name="Schubert" />]]
 
У чистом стању и у одсуству [[ваздух]]а, има сребрнастометални сјај, по чему личи на [[натријум]] и [[калијум]], али од њих је тврђи. Такође, има и вишу тачку топљења, која износи 186&nbsp;°C, а кључа на око 1.336&nbsp;°C. [[Густина]] износи свега 0,534 -{g/cm}-<sup>3</sup><ref name="Holleman-Wiberg" /> и представља најмању густину од свих чврстих елемената.<ref name="мелор"/> Само [[водоник]] у чврстом стању при температури од −260&nbsp; °-{C}- има мању густину од 0,0763&nbsp;-{g/cm}-<sup>3</sup>.<ref name="Holleman-Wiberg" /> Прилично је испарљив и његова пара боји [[пламен]] [[Бунзенова грејалица|Бунзенове грејалице]] кармин црвено, што се користи приликом квалитативне анализе његових соли.<ref>Рондовић, Д. 1991. Квалитативна хемијска анализа. [[Научна књига]]: Београд.</ref> Има највећу [[специфична топлота|специфичну топлоту]] од свих елемената и она износи 0,96 на 50&nbsp; °-{C}-. Литијум међу осталим [[алкални метали|алкалним металима]] има највише [[талиште|тачке топљења]] и [[тачка кључања|кључања]] као и највећи [[Специфична топлота|специфични топлотни капацитет]]. Иако он има највећу тврдоћу од свих алкалних метала, може се резати ножем а његова [[Тврдоћа по Мосовој скали|Мосова тврдоћа]] износи 0,6.<ref name="webelements" /><ref name="gale" /> Као типичан метал, добар је проводник струје (проводљивост око 18% од проводљивости бакра<ref name="dtv" />) као и топлоте.
 
Попут других алкалних метала, и литијум се кристализује у кубном, просторно центрираном, густо пакованом [[Кубни кристални систем|кристалном систему]] у просторној групи -{''I''m<span style="text-decoration:overline">3</span>''m''}- са параметром решетке -{a&nbsp;=&nbsp;351&nbsp;pm}- и две формулске јединице по елементарној ћелији. На изузетно ниским [[температура]]ма од 78&nbsp;-{K}- мења се кристална структура спонтаним прелазом било у хексагоналну структуру типа магнезијума са параметрима решетке -{a&nbsp;=&nbsp;311&nbsp;pm}- и -{c&nbsp;=&nbsp;509&nbsp;pm}- или изменом у изобличену кубну структуру типа [[бакар|бакра]] (кубна површинско центрирана) са параметром решетке -{a&nbsp;=&nbsp;438&nbsp;pm}-. Тачан узрок због чега се јавља једна од ових структура није познат.<ref name="Schubert" />
Линија 166 ⟶ 163:
 
=== Изотопи ===
У природи се јављају оба стабилна [[изотоп]]а литијума <sup>6</sup>-{Li}- (7,6 %) и <sup>7</sup>-{Li}- (92,4 %). Осим њих, познато је још неколико нестабилних изотопа почев од <sup>4</sup>-{Li}- преко <sup>8</sup>-{Li}- до <sup>12</sup>-{Li}-, који се могу добити само вештачким путем. Њихова [[време полураспада|времена полураспада]] износе само неколико милисекунди.<ref name="nndcbnlgov" />
 
[[Датотека:Castlebravodiagram.svg|thumb|250п|десно|Реакције изотопа литијума и водоника у Кастл-Браво термонуклеарној бомби. Планиране (очекиване) и стварне реакције изотопа <sup>7</sup>-{Li}-]]
Изотоп <sup>6</sup>-{Li}- има врло важну улогу у технологији нуклеарне фузије. Поред улоге у нуклеарним фузијским реакторима, служи и као полазни материјал за добијање [[трицијум]]а у хидрогенској бомби, који је неопходан за фузију са [[деутеријум]]ом којом се производи енормна количина енергије. Трицијум настаје у плашту фузијског реактора (такозваном ''бланкету'') или унутар хидрогенске бомбе поред хелијума бомбардирањем литијума <sup>6</sup>-{Li}- [[неутрон]]има, који настају током фузије, а према следећој нуклеарној реакцији:
 
: <math>\mathrm{\,^6 _3Li + n \rightarrow \,^4 _2He + \,^3 _1T + 4{,}78\ MeV}</math>.
Линија 176 ⟶ 173:
али је она мање погодна.
 
Из овог разлога, изотоп <sup>6</sup>-{Li}- се издваја при производњи литијума.<ref name="berndde" /> Раздвајање изотопа се може вршити на примјер путем размене изотопа литијум [[амалгам]]а и неког раствореног литијумовог једињења (попут литијум хлорида у [[етанол]]у). При томе се може достићи принос од око 50%.<ref name="bauer" />
 
Изотоп <sup>7</sup>-{Li}- настаје у незнатним количинама у нуклеарним централама путем нуклеарне реакције изотопа [[бор (елемент)|бора]] <sup>10</sup>-{B}- (кориштен као успоривач неутрона) са неутронима.<ref name="volkmer" />
 
: <math>\mathrm{\,^{10} _{\ 5}B + n \rightarrow \,^7 _3Li + \,^4 _2He + \gamma}</math>
 
Оба изотопа литијума <sup>6</sup>-{Li}- и <sup>7</sup>-{Li}- кориштена су у експериментима са ултрахладним кватним гасовима. Тако је начињен и први [[Бозе-Ајнштајнов кондензат]] са ([[бозон]]) изотопом <sup>7</sup>-{Li}-.<ref name="sackett" /> Међутим <sup>6</sup>-{Li}- је [[фермион]]<ref name="atomcool" /><ref name="ling" /> те су научници 2003. године успели да молекул овог изотопа претворе у [[суперфлуид]].<ref name="selim" />
 
== Употреба ==
[[Датотека:Lithium battery 3.6V.jpg|thumb|250px250п|Литијумска батерија]]
 
Највећи део произведених соли литијума се не редукује до металног литијума, већ се користи било директно као [[литијум карбонат]], [[литијум хидроксид]], [[литијум хлорид]], [[литијум бромид]] или се преводи у неки друго једињење литијума. Као метал, он је неопходан у одређеном броју апликација, међу којима је највише у индустрији батерија и индустрији [[стакло|стакла]] и [[Керамика (материјал)|керамике]].
Линија 200 ⟶ 197:
 
=== Истраживање (атомска физика) ===
У области [[атомска физика|атомске физике]], литијум се врло често употребљава, јер је као <sup>6</sup>-{Li}- једини међу алкалним металима са стабилним [[фермион]]ским изотопом, због чега је погодан за истраживање ефеката у ултрахладним фермионским квантним гасовима. Истовремено, исказује веома широку [[Feshbach resonance|Фешбачову]] резонанцу, која омогућава да се дужина распршења између атома подешава по жељи, при чему се не мора посебно прецизно одржавати [[магнетно поље]] због ширине [[Rezonancija (fizika)|резонанце]].
 
=== Медицина ===
Линија 209 ⟶ 206:
== Референце ==
{{reflist|refs=
<ref name="dtv">{{Cite book|title=dtv-Atlas Chemie|volume=1|edition=9|publisher=dtv|year=2000|isbn=9783423032179|pages=}}</ref>
<ref name="harry">{{Cite book|authorlast=Harry H. Binder|title=Lexikon|first=Harry H. der chemischen Elemente|publisher=S. Hirzel Verlag|location=Stuttgart|year=1999|isbnid=ISBN 3-7776-0736-3|pages=}}</ref>
<ref name="wieser">{{Cite journal|authorlast=Wieser|first=Michael E. Wieser |author2=Tyler B. Coplen|title=Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report)|journal=Pure and Applied Chemistry|year=2010|page=1|doi=10.1351/PAC-REP-10-09-14|pages=1}}</ref>
<ref name="ludwig">{{Cite book|authorlast=Ludwig Bergmann |first=Ludwig|author2=Clemens Schaefer |author3=Rainer Kassing|title=Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 6: Festkörper|edition=2|publisher=Walter de Gruyter|year=2005|isbn=978-3-11-017485-4|pagepages=361}}</ref>
<ref name="greenwood">{{Cite book|authorlast=Greenwood|first=N. N. Greenwood |author2last2=Earnshaw|first=A. Earnshaw|title=Chemie der Elemente|edition=1|publisher=VCH|location=Weinheim|year=1988|isbnid=ISBN 3-527-26169-9|page=97}}</ref>
<ref name="gale">"{{Cite book|chapter=Lithium|url=http://www.highbeam.com/doc/1G2-2830101372.html|title=The Gale Encyclopedia of Science|publisher=Gale|year=2008|pristupdatum=5. 9. 2014|isbn=978-1578516803|pages=}}{{Мртва веза|date=04. 2019. |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}</ref>
<ref name="crc">{{Cite book|editor=Robert C. Weast|title=CRC Handbook of Chemistry and Physics|publisher=CRC (Chemical Rubber Publishing Company)|location=Boca Raton|year=1990|isbnid=ISBN 0-8493-0470-9|pages=E-129 do E-145}}</ref>
<ref name="zhang">{{Cite journal|authorlast=Yiming Zhang |first=Yiming|author2=Julian R. G. Evans |author3=Shoufeng Yang|title=Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks|journal=Journal of Chemical & Engineering Data|volume=56|year=2011|pages=328–337328-337|doi=10.1021/je1011086}}</ref>
<ref name="figurowski">{{Cite book|authorlast=Figurowski|first=N. Figurowski|title=Die Entdeckung der chemischen Elemente und der Ursprung ihrer Namen|publisher=Aulis-Verlag Deubner|location=Köln|year=1981|isbnid=ISBN 3-7614-0561-8|page=135}}</ref>
<ref name="elschenbroich">{{Cite book|authorlast=Elschenbroich|first=C. Elschenbroich|title=Organometallchemie|edition=6|publisher=Teubner B.G. Gmbh|location=Leipzig|year=2009|page=16|isbn=9783835192232|pages=16}}</ref>
<ref name="IMR">{{Cite book|author=Jessica Elzea Kogel|url=https://books.google.de/books?id=zNicdkuulE4C&pg=PA599#v=onepage|title=Industrial minerals & rocks: commodities, markets, and uses|edition=7|publisher=SME|year=2006|isbn=978-0-87335-233-8|pagepages=599}}</ref>
<ref name="mineralsusgs">United States Geological Survey: ''[http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/lithium/myb1-2007-lithi.pdf Minerals Yearbook 2007: Lithium].'' (PDF), 2007.</ref>
<ref name="min">''[http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/lithium/mcs-2009-lithi.pdf Lithium na USGS Mineral Resources, 2009] (PDF).''</ref>
<ref name="bauer">{{Cite journal|authorlast=Richard Bauer|first=Richard|title=Lithium – wie es nicht im Lexikon steht|journal=Chemie in unserer Zeit|volume=19|issue=5|year=1985|pages=167–173167-173|doi=10.1002/ciuz.19850190505}}</ref>
<ref name="nndcbnlgov">[http://www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf The Nubase evaluation of nuclear and decay properties] (PDF, engl.).</ref>
<ref name="berndde">''[http://www.bernd-leitenberger.de/abc-waffen.shtml ABC oružje].''</ref>
<ref name="volkmer">{{Cite book|authorlast=Martin Volkmer|first=Martin|title=Kernenergie Basiswissen|publisher=Inforum|year=2007|isbnid=ISBN 3-926956-44-5|page=39|url=http://www.kernenergie.de/kernenergie-wAssets/docs/service/018basiswissen2007.pdf|format=pdf|access-dateaccessdate=011. 044. 2019|archive-url=https://web.archive.org/web/20120617070627/http://www.kernenergie.de/kernenergie-wAssets/docs/service/018basiswissen2007.pdf|archive-date=17. 066. 2012|dead-url=yes|df=|pages=39}}</ref>
<ref name="sackett">C. C. Bradley, C. A. Sackett, J. J. Tollett, R. G. Hulet: ''Evidence of Bose-Einstein Condensation in an Atomic Gas with Attractive Interactions.'' u: ''Physical Review Letters'' 75, br.&nbsp;9, 1995, str.&nbsp;1687–1690, {{doi|10.1103/PhysRevLett.75.1687}} ([http://www.physik.uni-oldenburg.de/Docs/theo3/harting/Diplom/Articles/bose1.pdf PDF]{{Мртва веза|date=04. 2019. |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}).</ref>
<ref name="selim">S. Jochim, M. Bartenstein, A. Altmeyer, G. Hendl, S. Riedl, C. Chin, J. Hecker Denschlag, R. Grimm: ''Bose-Einstein Condensation of Molecules.'' u: ''Science.'' 302, br.&nbsp;5653, 2003, str.&nbsp;2101–2103, {{doi|10.1126/science.1093280}}</ref>
<ref name="atomcool">[http://atomcool.rice.edu/?Research:Archive:Fermionic_Studies_in_6Lithium Fermionic Studies in <sup>6</sup>Lithium]</ref>
<ref name="ling">{{Cite book|authorlast=Ling|first=A. V. Ling|year=2006|title=Focus on Boson Research|publisher=Nova Publishers|isbn=9781594545207|pagepages=184}}</ref>
<ref name="Binnewies241">{{Cite book|authorlast=Binnewies|first=M. Binnewies|title=Allgemeine und Anorganische Chemie|edition=1|publisher=Spektrum Verlag|year=2004|page=241|isbn=978-3827402080|pages=241}}</ref>
<ref name="Schubert">K. Schubert:'' Ein Modell für die Kristallstrukturen der chemischen Elemente'' u: ''Acta Crystallographica'' 30, 1974, str.&nbsp;193–204, {{doi|10.1107/S0567740874002469}}.</ref>
<ref name="malissa">H. Malissa: ''Die Trennung des Lithiums vom Magnesium in Lithium-Magnesium-Legierungen.'' u: ''Fresenius’ Journal of Analytical Chemistry.'' 171, br.&nbsp;4, 1959, str. 281–282, {{doi|10.1007/BF00555410}}.</ref>
<ref name="webelements">[http://www.webelements.com/lithium/physics.html Litijum na stranici webelements.com, fizičke osobine].</ref>
<ref name="Holleman-Wiberg">{{Cite book|authorlast=Holleman|first=Arnold F. Holleman |author2=Egon Wiberg |author3=Nils Wiberg|title=Lehrbuch der Anorganischen Chemie|edition=91–100|publisher=de Gruyter|location=Berlin|year=1985|isbnid=ISBN 3-11-007511-3|pages=928–931928-931}}</ref>
<ref name="winter">{{Cite book|authorlast=Mark J. Winter|title=Chemical|first=Mark J. Bonding|publisher=Oxford University Press|year=1994|isbnid=ISBN 0-19-855694-2|pages=}}</ref>
<ref name="reser">[http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/mcs/2011/mcsapp2011.pdf Dodaci]; Po definicijama USGS, bazne rezerve obuhvataju ''one dijelove resursa koji imaju dovoljan potencijal da postanu ekonomski dostupne u okviru planiranih nivoa a izvan onih koji pretpostavljaju dokazane tehnologije i trenutne ekonomije. Bazna rezerva uključuje one resurse koji su trenutno ekonomični (rezerve), granično ekonomični (granične rezerve) i neke od onih koji su trenutno neekonomični (subekonomski resursi).''</ref>
<ref name="tremel">[http://www.ak-tremel.chemie.uni-mainz.de/ChiuZ/Script%20TU%20Graz%20Lithium-Batterien.pdf O litijskim baterijama] {{Wayback|url=http://www.ak-tremel.chemie.uni-mainz.de/ChiuZ/Script%20TU%20Graz%20Lithium-Batterien.pdf |date=20090124081152 }} na stranici TU Graz (PDF).</ref>
<ref name="cadej">{{Cite journal|authorlast=Cade|first=J. Cade|title=Lithium salts in the treatment of psychotic excitement|journal=Med. J. Australia|volume=36|year=1949|pages=349–352349-352|pmid=18142718}}</ref>
<ref name="schoum">{{Cite book|authorlast=Schou|first=M. Schou|title=Lithiumbehandlung der manisch-depressiven Krankheit|publisher=Thieme|year=2001|isbnid=ISBN 3-13-593304-0|pages=}}</ref>
}}