金屬鋰(Li)的簡介

元素符號：Li。銀白色的金屬。密度0.534克/厘米3。熔點180.54℃。沸點1317℃。是最輕的金屬。可與大量無機試劑和有機試劑發(fā)生反應(yīng)。與水的反應(yīng)非常劇烈。在500℃左右容易與氫發(fā)生反應(yīng)，是唯一能生成穩(wěn)定得足以熔融而不分解的氫化物的堿金屬，電離能5.392電子伏特，與氧、氮、硫等均能化合，是唯一的與氮在室溫下反應(yīng)，生成氮化鋰（Li3N）的堿金屬。由于易受氧化而變暗，且密度比煤油小，故應(yīng)存放于液體石蠟中。

鋰號稱“稀有金屬”，其實它在地殼中的含量不算“稀有”，地殼中約有0．0065％的鋰，其豐度居第二十七位。已知含鋰的礦物有150多種，其中主要有鋰輝石、鋰云母、透鋰長石等。海水中鋰的含量不算少，總儲量達2600億噸，可惜濃度太小，提煉實在困難。某些礦泉水和植物機體里，含有豐富的鋰。如有些紅色、黃色的海藻和煙草中，往往含有較多的鋰化合物，可供開發(fā)利用。我國的鋰礦資源豐富，以目前我國的鋰鹽產(chǎn)量計算，僅江西云母鋰礦就可供開采上百年。

元素在太陽中的含量(ppm)

0.00006

原子體積(立方厘米/摩爾)

13.10

元素在海水中的含量:

0.17

地殼中含量（ppm）

20

關(guān)于鋰元素的主要物理數(shù)據(jù)：

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General（概述）:

Name（名稱）:LithiumSymbol:（符號）：Li

Group（組，族）:AlkaliMet（堿金屬）.Atomicweight:（原子量）：6.94

Density@293K（密度@293K）:0.53g/cm3Atomicvolume（原子體積）:13.10cm3/mol

Group:AlkaliMet.discovered（發(fā)現(xiàn)日期）:1817

States（態(tài)）:

state(s,l,g):s

melTIngpoint（熔點）:453.74Kboilingpoint（沸點）:1620K

Heatoffusion（熔解熱）:3.00kJ/molHeatofvaporizaTIon（汽化熱）:145.920kJ/mol

Energies（能量）:

1stionizaTIonenergy（第1電離能）:520.2kJ/mole

electronegaTIvity（電負性）:0.982ndionizationenergy（第2電離能）:7394.4kJ/mole

electronaffinity（電子親和能）:59.63kJ/mole3rdionizationenergy（第3電離能）::11814.6kJ/mole

Specificheat（比熱）:3.6J/gKheatatomization（原子化熱）:161kJ/moleatoms

Oxidation&Electrons（氧化&電子）:

Shells（殼）:2,1electronconfiguration（電子構(gòu)型）:[He]2s1

minimumoxidationnumber（最小氧化數(shù)）:-1maximumoxidationnumber（最大氧化數(shù)）:1

min.commonoxidationno（常見最低氧化數(shù)）:0max.commonoxidationno（常見最大氧化數(shù)）:1

Appearance&Characteristics（外觀&特征）:

structure（結(jié)構(gòu)）:bcc:body-centeredcubic（體心立方）color:（色澤）silvery（銀白色）

uses（用處）:batteries,lubricant（電池，潤滑油）toxicity（毒性）:

hardness（硬度）:0.6mohs（06莫氏硬度）characteristics（特征）:soft,lightestsolid

Reactions（反應(yīng)）:

reactionwithair（與空氣的反應(yīng)）:vigorous（活潑）,=>Li2O

reactionwith6MHCl（與6M的HCl反應(yīng)）:vigorous（活潑）,=>H2,LiClreactionwith6MHCl（與6M的HCl反應(yīng)）:vigorous（活潑）,=>H2,LiCl

reactionwith15MHNO3:（與15M的HNO3反應(yīng)）:vigorous（活潑）,=>LiNO3reactionwith6MNaOH（與6M的NaOH反應(yīng)）:mild(溫和）,=>H2,LiOH

OtherForms（其它形式）:

numberofisotopes（同位素數(shù)）:2hydride(s)（氫化物）:LiH

oxide(s)（氧化物）:Li2Ochloride(s)（氯化物）:LiCl

Radius（半徑）:

ionicradius(2-ion)（離子半徑2-離子）:pmionicradius(1-ion)（離子半徑1-離子）:pm

atomicradius（原子半徑）:152pmionicradius(1+ion)（離子半徑1+離子）:90pm

ionicradius(2+ion))（離子半徑2+離子）:pmionicradius(3+ion))（離子半徑3+離子）:pm

Conductivity（傳導(dǎo)性）:

thermalconductivity（導(dǎo)熱性）:84.8J/m-sec-deg

electricalconductivity（導(dǎo)電性）:107.81/mohm-cmpolarizability（極化）:24.3A^3

Abundance（充裕）:

source（來源）:Spodumene(silicate)（鋰輝石，硅化物）

rel.abund.solarsystem:1.757logabundanceearth'scrust:1.3log

cost,pure:27$/100gcost,bulk:$/100g

鋰是繼鉀和鈉后發(fā)現(xiàn)的又一堿金元素。發(fā)現(xiàn)它的是瑞典化學(xué)家貝齊里烏斯的學(xué)生阿爾費特森。1817年，他在分析透鋰長石時，最終發(fā)現(xiàn)一種新金屬，貝齊里烏斯將這一新金屬命名為lithium，元素符號定為Li。該詞來自希臘文lithos（石頭）。

鋰發(fā)現(xiàn)的第二年，得到法國化學(xué)家伏克蘭重新分析肯定。

鋰在地殼中的含量比鉀和鈉少的多，它的化合物不多見，是它比鉀和鈉發(fā)現(xiàn)的晚的必然因素。

鋰，原子序數(shù)3，原子量6.941，是最輕的堿金屬元素。元素名來源于希臘文，原意是“石頭”。1817年由瑞典科學(xué)家阿弗韋聰在分析透鋰長石礦時發(fā)現(xiàn)。自然界中主要的鋰礦物為鋰輝石、鋰云母、透鋰長石和磷鋁石等。在人和動物機體、土壤和礦泉水、可可粉、煙葉、海藻中都能找到鋰。天然鋰有兩種同位素：鋰6和鋰7。

金屬鋰為一種銀白色的輕金屬；熔點為180.54°C，沸點1342°C，密度0.534克/厘米³，硬度0.6。金屬鋰可溶于液氨。

鋰與其它堿金屬不同，在室溫下與水反應(yīng)比較慢，但能與氮氣反應(yīng)生成黑色的一氮化三鋰晶體。鋰的弱酸鹽都難溶于水。在堿金屬氯化物中，只有氯化鋰易溶于有機溶劑。鋰的揮發(fā)性鹽的火焰呈深紅色，可用此來鑒定鋰。

鋰很容易與氧、氮、硫等化合，在冶金工業(yè)中可用做脫氧劑。鋰也可以做鉛基合金和鈹、鎂、鋁等輕質(zhì)合金的成分。鋰在原子能工業(yè)中有重要用途。

將質(zhì)量數(shù)為6的同位素（6Li）放于原子反應(yīng)堆中，用中子照射，可以得到氚。氚能用來進行熱核反應(yīng)，有著重要的用途。鋰主要以硬脂酸鋰的形式用作潤滑脂的增稠劑。這種潤滑劑兼有高抗水性、耐高溫和良好的低溫性能。鋰化物用于陶瓷制品中，以起到助溶劑的作用。在冶金工業(yè)中也用來作脫氧劑或脫氯劑，以及鉛基軸承合金。鋰也是鈹、鎂、鋁輕質(zhì)合金的重要成分。

一、鋰的存在、發(fā)現(xiàn)和制取

鋰在地殼中約含0.0065%，其豐度居第27位。在海水中大約2600億噸鋰，人和動物體內(nèi)也有極少的鋰存在。體重70公斤的正常人體中，鋰的含量為2.2毫克。目前自然界已發(fā)現(xiàn)含鋰礦石達150多種。鋰在自然界中存在的主要形式為鋰輝石(LiAlSi2O6)，鋰云母[Li2(F,OH)2Al(SiO3)3]等，我國江西有豐富的鋰云母礦。

鋰是在1817年被著名化學(xué)家貝齊里烏斯的學(xué)生阿爾費特遜在分析一種礦石的成分時發(fā)現(xiàn)的，貝齊里烏斯將其命名為鋰。到1855的年本生和馬奇森采用電解熔化氯化鋰的方法才制得它，工業(yè)化制鋰是在1893年由根莎提出的，鋰從被認定是一種元素到工業(yè)化制取前后歷時76年。現(xiàn)在電解LiCl制取鋰，仍要消耗大量的電能，每煉一噸鋰就耗電高達六、七萬度。

鋰屬于作用尚未確定的元素，但Li+存在于人體組織的體液中，主要影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)。鋰不但是既輕又軟、比熱最大的金屬，而且還是在通常溫度下呈固體狀態(tài)的一般材料中最輕的一種，通常貯藏于煤油或液體石蠟中。純鋰的比重跟干燥的木材差不多，等于一般稱作輕金屬的鋁的密度的五分之一，幾乎只有同體積水的重量的一半。即使把鋰放到汽油中，它也會象軟木塞一樣輕輕地浮起來。在室溫條件下，鋰能和空氣中的氮氣和氧氣發(fā)生強烈的化學(xué)反應(yīng)。由于鋰具有和氫、氧、氮、碳及氧化物、硅酸鹽等物質(zhì)結(jié)合的能力，冶金工業(yè)部門把鋰作為“捕氣劑”、“脫流劑”，可以消除金屬鑄件中的孔隙氣泡、雜質(zhì)和其他缺陷。

熒光屏是把熒光物質(zhì)涂在玻璃上制成的。不過這不是普通的玻璃，而是加進了鋰的鋰玻璃。在玻璃中加進鋰或鋰的化合物，可以提高玻璃的強度和韌性。

把含鋰的陶瓷涂到鋼鐵或鋁、鎂等金屬的表面，形成一層薄而輕、光亮而耐熱的涂層，可作噴氣發(fā)動機燃燒室和火箭、特種外殼的保護層。鋰與鋁、鎂、鈹?shù)取昂献鳌苯M成合金，既輕又韌，已被大量用于特種、火箭、飛機等制造上。

潤滑劑中加進鋰的化合物，可以大大改善潤滑效能。此種潤滑劑適用于溫度在—50℃至200℃的范圍，因此被廣泛應(yīng)用于特種、動力等部門的各種機械裝置和儀器儀表。

某些鋰的有機化合物，如硬脂酸鋰、軟脂酸鋰等，它們的物理性能不隨環(huán)境溫度變化而改變，因此是二種安全可靠的潤滑劑，并具有“永久性”作用。如果在汽車的一些零件上加一次鋰潤滑劑，就足以用到汽車報廢為止。

氫化鋰遇水發(fā)生猛烈的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量的氫氣。兩公斤氫化鋰分解后，可以放出氫氣566千升。氫化鋰的確是名不虛傳的“制造氫氣的工廠”。第二次世界大戰(zhàn)期間，美國飛行員備有輕便的氫氣源——氫化鋰丸作應(yīng)急之用。飛機失事墜落在水面時，只要一碰到水，氫化鋰就立即與水發(fā)生反應(yīng)，釋放出大量的氫氣，使救生設(shè)備(救生艇、救生衣、訊號氣球等)充氣膨脹。

堿性蓄電池組的電解溶液里有氫氧化鈉溶液，現(xiàn)在加入幾克氫氧化鋰溶液，蓄電池的使用壽命可以增加兩倍，工作溫度范圍可加大到-20℃----40℃。

鋰——氯、鋰——硒之類的電池，已在手機、筆記本電腦以及某些特種特種部門中得到應(yīng)用。用鋰電池發(fā)電來開動汽車，行車費用只有普通汽油發(fā)動機汽車的三分之一。鋰高能電池是一種很有前途的動力電池。它重量輕，貯電能力大，充電速度快，適用范圍廣，生產(chǎn)成本低，工作時不會產(chǎn)生有害氣體，不至于造成大氣污染。由鋰制取氚，用來發(fā)動原子電池組，中間不需充電，可連續(xù)工作20年。

氫彈里裝的不是普通的氫，而是比普通氫幾乎要重一倍的重氫或重二倍的超重氫。用鋰能夠生產(chǎn)出超重氫——氚，還能制造氫化鋰、氘化鋰、氚化鋰。早期的氫彈都用氘和氚的混和物作“炸藥”，當今的氫彈里的“爆炸物”多數(shù)是鋰和氘的化合物——氘化鋰。我國1967年6月l7日成功地爆炸的第一顆氫彈，其中的“炸藥”就是氫化鋰和氘化鋰。1公斤氘化鋰的爆炸力相當于5萬噸烈性梯恩梯炸藥。據(jù)估計，l公斤鈾的能量若都釋放出來可以使一列火車運行4萬公里；l公斤氘和氚的混和物卻可以使一列火車從地球開到月球；而I公斤鋰通過熱核反應(yīng)放出的能量，相當于燃燒20000多噸優(yōu)質(zhì)煤，比1公斤鈾通過裂變產(chǎn)生的原子能人10倍。

鋰的性質(zhì)及用途

鋰具有高的比熱和電導(dǎo)率，它的密度是0.53克/厘米3，是自然界中最輕的金屬元素。它是非常活潑的堿金屬元素，常溫下它是唯一能與氮氣反應(yīng)的堿金屬元素.自然界存在的鋰由兩種穩(wěn)定的同位素63Li和73Li組成。鋰只能存放在凡土林或石蠟中。

鋰在發(fā)現(xiàn)后一段相當長的時間里，一直受到冷落，僅僅在玻璃、陶瓷和潤滑劑等部門，使用了為數(shù)不多的鋰的化合物。

鋰早先的主要工業(yè)用途是以硬脂酸理的形式用作潤滑劑的增稠劑，鋰基潤滑脂兼有高抗水性，耐高溫和良好的低溫性能。如果在汽車的一些零件上加一次錘潤滑劑，就足以用到汽車報廢為止。

在冶金工業(yè)上，利用鋰能強烈地和O、N、Cl、S等物質(zhì)反應(yīng)的性質(zhì)，充當脫氧劑和脫硫劑。在銅的冶煉過程中，加入十萬分之一到萬分之一的鋰，能改善銅的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使之變得更加致密，從而提高銅的導(dǎo)電性。鋰在鑄造優(yōu)質(zhì)銅鑄件中能除去有害的雜質(zhì)和氣體。在現(xiàn)代需要的優(yōu)質(zhì)特殊合金鋼材中，鋰是清除雜質(zhì)最理想的材料。

1kg鋰燃燒后可釋放42998kJ的熱量，因此理是用來作為火箭燃料的最佳金屬之一。1kg鋰通過熱核反應(yīng)放出的能量相當于二萬多噸優(yōu)質(zhì)煤的燃燒。若用鋰或鋰的化合物制成固體燃料來代替固體推進劑，用作火箭、特種、宇宙飛船的推動力，不僅能量高、燃速大，而且有極高的比沖量，火箭的有效載荷直接取決于比沖量的大小。

如果在玻璃制造中加入鋰，鋰玻璃的溶解性只是普通玻璃的1/100（每一普通玻璃杯熱茶中大約有萬分之一克玻璃），加入鋰后使玻璃成為“永不溶解”，并可以抗酸腐蝕。

純鋁太軟,當在鋁中加入少量的Li、Mg、Be等金屬熔成合金，既輕便，又特別堅硬，用這種合金來制造飛機，能使飛機減輕2/3的重量，一架鋰飛機兩個人就可以抬走。Li－pb合金是一種良好的減摩材料。

真正使鋰成為舉世矚目的金屬，還是在它的優(yōu)異的核性能被發(fā)現(xiàn)之后。由于它在原子能工業(yè)上的獨特性能，人們稱它為“高能金屬”。

6Li捕捉低速中子能力很強，可以用來控制鈾反應(yīng)堆中核反應(yīng)發(fā)生的速度，同時還可以在防輻射和延長核特種的使用壽命方面及將來在核動力飛機和宇宙飛船中得到應(yīng)用。6Li在原子核反應(yīng)堆中用中子照射后可以得到氚，而氚可用來實現(xiàn)熱核反應(yīng)。

6Li在核裝置中可用作冷卻劑。

鋰電池是本世紀三、四十年代才研制開發(fā)的優(yōu)質(zhì)能源，它以開路電壓高，比能量高，工作溫度范圍寬，放電平衡，自放電子等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，是很有前途的動力電池。用鋰電池發(fā)電來開動汽車，行車費只有普通汽油發(fā)動機車的1/3。由鋰制取氚，用來發(fā)動原子電池組，中間不需要充電，可連續(xù)工作20年。目前，要解決汽車的用油危機和排氣污染，重要途徑之一就是發(fā)展向鋰電池這樣的新型電池。

三、鋰的化合物用途

鋰化物早先的重要用途之一是用于陶瓷制品中，特別是用于搪瓷制品中，鋰化合物的主要作用是作助熔劑。

LiF對紫外線有極高的透明度，用它制造的玻璃可以洞察隱蔽在銀河系最深處的奧秘。鋰玻璃可用來制造電視機顯像管。

二戰(zhàn)期間，美國飛行員備有輕便應(yīng)急的氫氣源—氫化鋰丸。當飛機失事墜落在水面時，只要一碰到水，氫化鋰就立即溶解釋放出大量的氫氣，使救生設(shè)備充氣膨脹.

當狼吃下含有鋰化合物的肉食后,能引起消化不良，食欲大減，從而改變狼食肉的習(xí)性，這種習(xí)性還具有遺傳性。

鋰鹽可治療癲狂病，己在臨床上得到應(yīng)用。動脈硬化性心臟病的發(fā)病率，與該地區(qū)飲食中鋰的含量成反比。北京積水潭醫(yī)院利用鋰制劑治療急性痢疾，療效近90％。北京同仁醫(yī)院采用鋰制劑，醫(yī)治再生障礙性貧血也有一定的療效。

用氘化鋰和氮化鋰來代替氘和氚裝在氫彈里充當炸藥，達到氫彈爆炸的目的。我國于1967年6月17日成功爆炸的第一顆氫彈里就是利用氘化鋰。

LiBH4和LiAlH4，在有機化學(xué)反應(yīng)中被廣泛用做還原劑，LiBH4能還原醛類、酮類和酯類等。LiAlH4，是制備藥物、香料和精細有機化學(xué)藥品等中重要的還原劑。LiAlH4，也可用作噴氣燃料。LiAlH4是對復(fù)雜分子的特殊鍵合的強還原劑，這種試劑已成為許多有機合成的重要試劑。

有機鋰化合物與有機酸反應(yīng)，得到能水解成酮的加成產(chǎn)物，這種反應(yīng)被用于維生素A合成的一步。有機鋰化物加成到醛和酮上，得到水解時能產(chǎn)生醇的加成產(chǎn)物。

由鋰和氨反應(yīng)制得的氨基鋰被用來引入氨基，也被用作脫鹵試劑和催化劑。

人類對金屬鋰的應(yīng)用目前已有了良好的開端，但由于鋰的生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，成本很高。如果人們一旦解決了這些問題，鋰的優(yōu)良性能將得到進一步的發(fā)揮，從而擴大它的應(yīng)用范圍。

鋰，原子序數(shù)3，原子量6.941，是最輕的堿金屬元素。元素名來源于希臘文，原意是“石頭”。1817年由瑞典科學(xué)家阿弗韋聰在分析透鋰長石礦時發(fā)現(xiàn)。自然界中主要的鋰礦物為鋰輝石、鋰云母、透鋰長石和磷鋁石等。在人和動物機體、土壤和礦泉水、可可粉、煙葉、海藻中都能找到鋰。天然鋰有兩種同位素：鋰6和鋰7。

金屬鋰為一種銀白色的輕金屬；熔點為180.54°C，沸點1342°C，密度0.534克/厘米³，硬度0.6。金屬鋰可溶于液氨。

鋰與其它堿金屬不同，在室溫下與水反應(yīng)比較慢，但能與氮氣反應(yīng)生成黑色的一氮化三鋰晶體。鋰的弱酸鹽都難溶于水。在堿金屬氯化物中，只有氯化鋰易溶于有機溶劑。鋰的揮發(fā)性鹽的火焰呈深紅色，可用此來鑒定鋰。

鋰很容易與氧、氮、硫等化合，在冶金工業(yè)中可用做脫氧劑。鋰也可以做鉛基合金和鈹、鎂、鋁等輕質(zhì)合金的成分。鋰在原子能工業(yè)中有重要用途。