Литий - какво е това? Атом, ядро, литиева енергия. Литиево-йонни батерии

Литий - какво е това? В тази статия ще се опитаме да отговорим на този въпрос. Тук ще определим както атома на лития, така и метала, който той образува. Ще разгледаме и неговите физични и химични свойства, неговата употреба и присъствие в природата, методите на извличане и някои исторически данни.

въведение

Ли е елемент от химическата таблица на Д. И. Менделеев. Той принадлежи към първата група (в съответствие с остарялата класификация) на втория период. Атомно число - №3. Простото вещество, образувано от литиеви атоми, е представено под формата на алкален и мек метал със сребристо-бял цвят.

Исторически данни

През 1817 г. е открит литий. Това е направено от шведския химик Йохан Арфведсон. Първоначално, Li се открива в състава на минералния петалит и след това се открива в сподумена и лепидолита. Металната форма получи първия Хамфри Дейви през 1818 година.

Името е дадено с оглед на факта, че Ли е бил открит за пръв път в камъни, които в превод от гръцки имат съгласна структура на думата със самия литий. Първоначално се наричаше литий, но след това Й. Берцелиус предложи да се промени името.

Физически брой характеристики

– что это такое? Литий - какво е това? В отговор на този въпрос ще е важно да се отбележат неговите физически и химически характеристики.

Li е метал със сребристо-бял цвят, доста мек и пластичен. Това просто вещество може да бъде преработено чрез пресоване и / или валцоване.

При условия на стайна температура тялото се характеризира с телесна центрирана решетка, а нейната пространствена група е m3m. При условия под температура под 78 K става стабилна и кристалната форма на решетката става хексагонална плътна структура, в която всички литиеви атоми имат дванадесет „близки съседи”, разположени в горната част на кубоктаедъра.

Сред всички алкални метали като литий има най-високата температура, при която започва да кипи (1340 ° С) или стопилката (180.54 ° С). При стайна температура, плътността на лития, сред една и съща група метали, е най-ниската и дори по-ниска от плътността на H2O.

Малко за химическите характеристики

Li е алкален метал, но е относително устойчив на въздух. Той е най-слабо активен сред групата си метали. Например, той почти не реагира със сухи кислородни молекули при стайна температура. Поради тази причина, литий никога не се съхранява в керосин. Да бъдеш във въздуха с умерено количество влага, може да реагира с различни газове. Примерите включват нитридни, хидроксидни и карбонатни газове. Атомната маса на лития е 6.941а. m.

По тази причина Li се съхранява в петролни етери, парафин, минерални масла или бензин. В същото време кутията трябва да е херметична. Една от интересните особености на лития е способността му да бъде покрита с оксиден филм с висока плътност при температура от 100 до 300 ° С.

приемане

Литий - какво е това? Друг въпрос в разглеждането на този въпрос е да се идентифицират начините за неговото производство и производство.

Днес този метал се получава от естествени минерали. Разлагането на сярна киселина, синтероването с CaO или CaCO ₃ също се използват широко. Сред по-малко използваните методи се отличава третирането с K ₂ SO ₄ , последвано от промиване с вода. Какъвто и да е методът за получаване, в крайна сметка се образува литиев карбонат, който е слабо разтворим във вода. След това това вещество се прехвърля в хлорид (LiCl). Литиевият хлорид се електролизира, като се използват смеси от KCl или BaCl2, които понижават точката на топене. Пречистването на лития става чрез използване на вакуумна дестилация.

Най-голямото производство на Ли се среща в Австралия, Чили и Аржентина. През 2015 г. са добити около 32,5 хил. Тона от този метал. Разпадането на СССР доведе до пълна загуба на литиева продукция на територията на Руската федерация, но през 2017 г. стартира експериментално съоръжение, което позволява да се добива от бедните руди, като се изразходва малка сума за това.

експлоатация

Отговаряйки на въпроса какво е - литий, ще бъде изключително важно да се запознаете с начините за неговото използване.

В момента има огромен брой начини за използване на метални Li. Един такъв пример е производството на полупроводници от сплав от медни и литиеви сулфиди, които се използват в термични преобразуватели.

Литиите създават аноди за химически източници на ток и галванични клетки с твърди електролити.

Кобалтовият и литиевият молибдат показват едно от най-добрите експлоатационни свойства, както и високо ниво на енергийна интензивност като литиеви електроди с положителен заряд за батериите. връзки литиев хидроксид използван като елемент при създаването алкални батерии пишете. Добавянето на едно и също вещество към тяговите батерии на някои видове батерии може да увеличи срока на годност на устройството 2-3 пъти.

Литиевата енергия се използва за създаване на лазери с висока ефективност (около 80%). По-специално се използват монокристали на литиев флуорид. Използват се също оптика с широки спектрални честотни ленти, използващи това вещество.

Ли сплави с други метали също са широко използвани от хората. Например, съединение от сребро, злато и литий е изключително ефективен спояващ агент. Същият метал, но заедно с Mg, Cd, Al и Cu, не толкова отдавна започна да се използва в авиационната и космическата индустрия. Алуматитите и литиевите силикати са основа за създаването на керамика, която се втвърдява при стайна температура. Използва се във военни занаяти, металургични дейности. Стъклените стъкла на Li са изключително издръжливи и могат да се втвърдят с влакна от силициев карбид. Също така, този метал укрепва оловните сплави, повишавайки тяхната пластичност и устойчивост на корозия.

В електрониката литиево-цезиевите триборати се използват като оптичен материал за радиооборудване. Ниобад и литиев танталат (LiNbO ₃ и LiTaO ₃ ) се използват и в акустооптичната, оптоелектронната и нелинейната оптика. Друг литий се използва за пълнене на газоразрядни лампи за осветление от метал-халоген.

В металургичната промишленост Li се използва за деоксидиране и / или увеличаване на индекса на пластичност и якост на определена сплав. Понякога литий се използва като редуциращ агент по време на металотермичния метод, който се използва за подновяване на редки метални серии.

Литий в биологията

Човешкото тяло се нуждае от малко количество Li (дневна доза от около 100 μg за възрастен). По-голямата част от метала е в тъканите на сърцето, черния дроб, лимфните възли, кръвната плазма, надбъбречните жлези, както и в щитовидната жлеза.

Литийът участва в някои от най-важните биохимични процеси:

• играе важна роля в метаболизма на мазнините и въглехидратите;
• поддържа имунната система;
• участва в превенцията на алергии;
• намалява нервната раздразнителност.

Лекарствата на основата на литий се използват в терапията за премахване или потискане на психичните дисфункции на съзнанието и мозъка. Този метал се отделя от тялото през бъбреците.

За батериите

Литиево-йонните батерии са един от видовете електрически уреди, които се използват за съхраняване и използване на енергийните ресурси и затова ние ще им отделяме малко отделно внимание.

Такива батерии са широко разпространени в средата на съвременните домакински уреди и се използват например в електрически превозни средства или устройства за съхранение, инсталирани в енергийни системи. В клетъчни телефони, лаптопи, цифрови фотоапарати, видеокамери и споменатите по-горе електрически превозни средства, този тип батерии са най-често срещаните. Първото такова устройство е издадено от Sony през 1991 година.

Устройство за батерии

Литиево-йонните батерии се състоят от електроди, които са разделени от сепаратор с пори. В същото време се импрегнира с електролити. Електродният пакет се поставя в запечатан плик, като към токоприемните терминали са прикрепени набор от катоди и аноди. Корпусът (кутията) може да бъде оборудван с предпазни клапани, освобождаващи вътрешното налягане в случай на авария или прекъсване на работата. Тези батерии се отличават с вида на използваните катодни материали в устройството. Литиевото ядро ​​в тях има редица протони, които се различават от сумата на електроните около ядрото. Следователно такива устройства се наричат ​​йонни. Носете електрони в йони на батерията Li с положителен заряд. Такива частици могат да проникнат в кристалните решетки на друга серия от материали и форми химически връзки В резултат се образуват оксиди и метални соли.