Литий, свойства атома, химические и физические свойства


Литий, свойства атома, химические и физические свойства.

 

 

 

Li 3  Литий

6,938-6,997*      1s2s1

 

Литий — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 3. Расположен в 1-й группе (по старой классификации — главной подгруппе первой группы), втором периоде периодической системы.

 

Атом и молекула лития. Формула лития. Строение атома лития

Изотопы и модификации лития

Свойства лития (таблица): температура, плотность и пр.

Физические свойства лития

Химические свойства лития. Взаимодействие лития. Химические реакции с литием

Получение лития

Применение лития

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 




Атом и молекула лития. Формула лития. Строение атома лития:

Литий (Li, лат. lithium, c греч. λίθος – «камень») – химический элемент 1 груп­пы ко­рот­кой фор­мы (по старой классификации – главной подгруппы первой группы) периодической системы химических элементов второго периода системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 3.

Литий возглавляет группу щелочных металлов в периодической таблицы химических элементов Д. И. Менделеева.

Как простое вещество литий представляет собой мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета.

Молекула лития одноатомна.

Химическая формула лития Li.

Электронная конфигурация атома лития 1s2 2s1. Потенциал ионизации (первый электрон) атома лития равен 5,39 эВ (519,9 кДж/моль).

Строение атома лития. Атом лития состоит из положительно заряженного ядра (+3), вокруг которого по атомным оболочкам (двум s-орбиталям) движутся три электрона. Поскольку литий расположен во втором периоде, оболочки всего две, одна из которых является внешней. При этом 2 электрона находятся на внутреннем уровне, а 1 электрон – на внешнем. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внешнем энергетическом уровне атома цезия на 2s-орбитали находятся один неспаренный электрон. Электроны, расположенные на внешней оболочке, называются валентными и участвуют в образовании химических связей. В свою очередь ядро атома лития состоит из трех протонов и четырех нейтронов. Литий относится к элементам s-семейства.

Радиус атома лития составляет 145 пм.

Атомная масса атома лития составляет 6,938-6,997 а. е. м. (г/моль).

 


Изотопы и модификации лития:

 


Свойства лития (таблица): температура, плотность и пр.:

Общие сведения  
Название Литий
Прежнее название
Латинское название Lithium
Символ Li
Номер в таблице 3
Тип Металл
Подтип Щелочной металл
Открыт Иоганн Аугуст Арфведсон, Швеция, 1817 г.
Внешний вид и пр. Очень лёгкий, очень мягкий металл серебристо-белого цвета
Содержание в атмосфере и воздухе (по массе)
Содержание в земной коре (по массе) 0,0017 %
Содержание в морях и океанах (по массе) 0,000018 %
Содержание во Вселенной и космосе (по массе) 6,0×10-7 %
Содержание в Солнце (по массе) 6,0×10-9 %
Содержание в организме человека (по массе) 3,0×10-6 %
Свойства атома  
Атомная масса (молярная масса)* 6,938-6,997 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация 1s2s1
Радиус атома (вычисленный) 167 пм
Эмпирический радиус 152 пм
Ковалентный радиус**** 134 пм
Радиус иона 76 (+1e) пм
Радиус Ван-дер-Ваальса 182 пм
Химические свойства  
Степени окисления +1
Валентность I
Электроотрицательность 0,98 (шкала Полинга)
Энергия ионизации (первый электрон) 520,22 кДж/моль (5,39171495(4) эВ)
Электродный потенциал -3,06 В
Физические свойства
Плотность 0,534 г/см3 (при 20 °C и при  нормальных условиях, состояние вещества – кристаллы, твердое тело),

0,507 г/см3 (при  нормальных условиях – при 200 °C, состояние вещества – жидкость),

0,49 г/см3 (при  нормальных условиях – при 400 °C, состояние вещества – жидкость),

0,474 г/см3 (при  нормальных условиях – при 600 °C, состояние вещества – жидкость),

0,457 г/см3 (при  нормальных условиях – при 800 °C, состояние вещества – жидкость),

0,441 г/см3 (при  нормальных условиях – при 1000 °C, состояние вещества – жидкость)

Температура плавления 180,54 °C (453,69 K, 356,97 °F)
Температура кипения 1330 °C (1603 K, 2426 °F)
Температура разложения
Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом
Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) 3,00 кДж/моль
Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) 136  кДж/моль
Удельная теплоемкость при постоянном давлении 3,4122 (при 25°C)
Молярная теплоёмкость 24,86 Дж/(K·моль)
Молярный объём 13,1 см³/моль
Теплопроводность (при нормальных условиях) 84,8 Вт/(м·К)
Теплопроводность (при 300 K) 84,8 Вт/(м·К)
Критическая температура 2946,85 °C (3220 К, 5336,33 °F) (экстраполировано)
Критическое давление 67 МПа (экстраполировано)
Критическая плотность
Тройная точка
Давление паров 0,00776 мм.рт.ст. (при 527°C),
1 мм.рт.ст. (при 732°C),
5 мм.рт.ст. (при 828°C),
20 мм.рт.ст. (при 940°C),
40 мм.рт.ст. (при 1003°C),
60 мм.рт.ст. (при 1042°C),
100 мм.рт.ст. (при 1097°C),
200 мм.рт.ст. (при 1178°C),
400 мм.рт.ст. (при 1232°C)
Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом, % объёмных
Взрывоопасные концентрации смеси газа с кислородом, % объёмных
Стандартная энтальпия образования ΔH 0 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело),

2,4 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – жидкость),

159,3 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – газ)

Стандартная энергия Гиббса образования ΔG 0 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело)
Стандартная энтропия вещества S 29,1 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело),

34 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – жидкость),

138,7 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – газ)

Стандартная мольная теплоемкость Cp 24,86 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело),

31,3 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – жидкость),

20,79 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – газ)

Энтальпия диссоциации ΔHдисс 
Диэлектрическая проницаемость
Магнетизм парамагнитный материал
Магнитная восприимчивость +14.2·10−63/моль (при 298 K)
Электропроводность в твердой фазе 1,7·107 См/м
Удельное электрическое сопротивление 92,8 нОм·м (при 20 °C)
Сверхпроводимость при температуре
Твёрдость по Моосу 0,6
Твёрдость по Бринеллю 5 МПа
Твёрдость по Виккерсу
Скорость звука 6000 м/с (при 20 °C) (в тонком стержне)
Поверхностное натяжение
Динамическая вязкость газов и жидкостей
Коэффициент теплового расширения 46 мкм/(М·К)
Модуль Юнга 4,9 ГПа
Модуль сдвига 4,2 ГПа
Объемный модуль упругости 11 ГПа
Коэффициент Пуассона
Структура решётки кубическая объёмноцентрированная
Параметры решётки 3,490 Å
Отношение c/a
Температура Дебая 400 K
Конденсат Бозе-Эйнштейна 7Li
Двумерные материалы

 

Примечание:

* Указан диапазон значений атомной массы в связи с различной распространённостью изотопов данного элемента в природе.

**** Ковалентный радиус лития согласно https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium [англ.] составляет 128±7 пм.

 


Физические свойства лития:

Литий представляет собой серебристо-белый металл, мягкий и пластичный, твёрже натрия, но мягче свинца. В связи с ем его можно обрабатывать прессованием и прокаткой.

При комнатной температуре металлический литий имеет кубическую объёмноцентрированную решётку (координационное число 8), пространственная группа I m3m, параметры ячейки a = 0,35021 нм, Z = 2.

Однако ниже 78 К устойчивой кристаллической формой является гексагональная плотноупакованная структура, в которой каждый атом лития имеет 12 ближайших соседних атома, расположенных в вершинах кубооктаэдра. Кристаллическая решётка относится к пространственной группе P 63/mmc, параметры a = 0,3111 нм, c = 0,5093 нм, Z = 2.

Литий – очень легкий металл.

Литий имеет самую низкую плотность при комнатной температуре среди всех металлов (0,534 г/см³, почти в два раза меньше плотности воды). Вследствие своей низкой плотности литий всплывает не только в воде, но и, например, в керосине.

Литий не растворяется в воде, но реагирует с ней. Литий плохо растворяется в органических растворителях, ртути. Растворяется в жидком аммиаке с образованием синего раствора с металлической проводимостью. Растворяется в расплавленном алюминии.

Расплавленный литий растворяет металлы и обезуглероживает стали, что приводит к изменению прочности конструкционных материалов. Расплавленный литий не растворяет инертные газы.

Пары лития имеют ярко-красный цвет.

Температура плавления лития (Li) составляет 180,54 °C.

Температура кипения лития (Li) составляет 1330 °C.

Из всех щелочных металлов литий характеризуется самыми высокими температурами плавления и кипения (180,54 и 1339,85 °C, соответственно).

Маленькие размеры атома лития приводят к появлению особых свойств металла. Например, он смешивается с натрием только при температуре ниже 380 °C и не смешивается с расплавленными калием, рубидием и цезием, в то время как другие пары щелочных металлов смешиваются друг с другом в любых соотношениях.

Теплопроводность лития при 300 K составляет 84,8 Вт/(м·К).

 

Химические свойства лития. Взаимодействие лития. Химические реакции с литием:

1. Реакция взаимодействия лития и кислорода:

4Li + O2 → 2Li2O (t > 200 °C).

Реакция взаимодействия лития и кислорода происходит с образованием оксида лития. В ходе реакции также образуется примесь – пероксид лития Li2O2.

2. Реакция взаимодействия лития и углерода:

2Li + 2C → Li2C2 (t°).

Реакция взаимодействия лития и углерода происходит с образованием ацетиленида лития.

3. Реакция взаимодействия лития и кремния:

4Li + Si → Li4Si (t = 600-700 °C).

Реакция взаимодействия кремния и лития происходит с образованием силицида лития.

4. Реакция взаимодействия лития и хлора:

2Li + Cl2 → 2LiCl.

Реакция взаимодействия лития и хлора происходит с образованием хлорида лития. Реакция протекает при комнатной температуре.

5. Реакция взаимодействия лития и водорода:

2Li + H2 → 2LiH (t = 500-700 °C).

Реакция взаимодействия лития и водорода происходит с образованием гидрида лития.

6. Реакция взаимодействия лития и брома:

2Li + Br2 → 2LiBr.

Реакция взаимодействия лития и брома происходит с образованием бромида лития. Реакция протекает при комнатной температуре.

7. Реакция взаимодействия лития и йода:

2Li + I2 → 2LiI (t > 200 °C).

Реакция взаимодействия йода и лития происходит с образованием йодида лития.

8. Реакция взаимодействия лития и фтора:

2Li + F2 → 2LiF.

Реакция взаимодействия фтора и лития происходит с образованием фторида лития. Реакция протекает при комнатной температуре.

Аналогичным образом литий вступает в реакции и с другими неметаллами: мышьяком, серой, азотом.

9. Реакция взаимодействия лития и сурьмы:

Sb + 3Li → Li3Sb (t°).

Реакция взаимодействия лития и сурьмы происходит с образованием стибида лития. Реакция протекает при сплавлении реакционной смеси.

10. Реакция взаимодействия лития, оксида азота (II) и оксида азота (IV):

Li2O + NO2 + NO → 2LiNO2 (t = 300 °C).

Реакция взаимодействия лития, оксида азота (II) и оксида азота (IV) происходит с образованием нитрита лития.

11. Реакция взаимодействия лития и воды:

2Li + 2H2O → 2LiOH + H2.

Реакция взаимодействия лития и воды происходит с образованием гидроксида лития и водорода. Реакция протекает бурно.

12. Реакция взаимодействия лития и оксида фосфора (V):

3P4O10 + 16Li → 10LiPO3 + 2Li3P (t = 300-400 °C).

Реакция взаимодействия оксида фосфора (V) и лития происходит с образованием метафосфата лития и фосфида лития.

13. Реакция взаимодействия лития и азотной кислоты:

Li + 2HNO3 → LiNO3 + NO2 + H2O,

3Li + 4HNO3 → 3LiNO3 + NO + 2H2O.

Реакция взаимодействия лития и азотной кислоты происходит с образованием в первом случае – нитрата лития, оксида азота (IV) и воды, во втором случае – нитрата лития, оксида азота (II) и воды. В ходе первой реакции используется концентрированный раствор азотной кислоты, в ходе второй – разбавленный раствор.

Аналогичные реакции протекают и с другими минеральными кислотами.

14. Реакция взаимодействия лития и сероводорода:

2Li + H2S → Li2S + H2.

Реакция взаимодействия лития и сероводорода происходит с образованием сульфида лития и водорода.

Аналогичные реакции протекают и с другими водородосодержащими соединениями: хлороводородом.

15. Реакция взаимодействия лития и этанола:

2Li + 2C2H5OH → 2C2H5OLi + H2.

Реакция взаимодействия лития и этанола происходит с образованием этанолята лития и водорода.

 


Получение лития:

 

Применение лития:

 

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 

  1. 1. Водород
  2. 2. Гелий
  3. 3. Литий
  4. 4. Бериллий
  5. 5. Бор
  6. 6. Углерод
  7. 7. Азот
  8. 8. Кислород
  9. 9. Фтор
  10. 10. Неон
  11. 11. Натрий
  12. 12. Магний
  13. 13. Алюминий
  14. 14. Кремний
  15. 15. Фосфор
  16. 16. Сера
  17. 17. Хлор
  18. 18. Аргон
  19. 19. Калий
  20. 20. Кальций
  21. 21. Скандий
  22. 22. Титан
  23. 23. Ванадий
  24. 24. Хром
  25. 25. Марганец
  26. 26. Железо
  27. 27. Кобальт
  28. 28. Никель
  29. 29. Медь
  30. 30. Цинк
  31. 31. Галлий
  32. 32. Германий
  33. 33. Мышьяк
  34. 34. Селен
  35. 35. Бром
  36. 36. Криптон
  37. 37. Рубидий
  38. 38. Стронций
  39. 39. Иттрий
  40. 40. Цирконий
  41. 41. Ниобий
  42. 42. Молибден
  43. 43. Технеций
  44. 44. Рутений
  45. 45. Родий
  46. 46. Палладий
  47. 47. Серебро
  48. 48. Кадмий
  49. 49. Индий
  50. 50. Олово
  51. 51. Сурьма
  52. 52. Теллур
  53. 53. Йод
  54. 54. Ксенон
  55. 55. Цезий
  56. 56. Барий
  57. 57. Лантан
  58. 58. Церий
  59. 59. Празеодим
  60. 60. Неодим
  61. 61. Прометий
  62. 62. Самарий
  63. 63. Европий
  64. 64. Гадолиний
  65. 65. Тербий
  66. 66. Диспрозий
  67. 67. Гольмий
  68. 68. Эрбий
  69. 69. Тулий
  70. 70. Иттербий
  71. 71. Лютеций
  72. 72. Гафний
  73. 73. Тантал
  74. 74. Вольфрам
  75. 75. Рений
  76. 76. Осмий
  77. 77. Иридий
  78. 78. Платина
  79. 79. Золото
  80. 80. Ртуть
  81. 81. Таллий
  82. 82. Свинец
  83. 83. Висмут
  84. 84. Полоний
  85. 85. Астат
  86. 86. Радон
  87. 87. Франций
  88. 88. Радий
  89. 89. Актиний
  90. 90. Торий
  91. 91. Протактиний
  92. 92. Уран
  93. 93. Нептуний
  94. 94. Плутоний
  95. 95. Америций
  96. 96. Кюрий
  97. 97. Берклий
  98. 98. Калифорний
  99. 99. Эйнштейний
  100. 100. Фермий
  101. 101. Менделеевий
  102. 102. Нобелий
  103. 103. Лоуренсий
  104. 104. Резерфордий
  105. 105. Дубний
  106. 106. Сиборгий
  107. 107. Борий
  108. 108. Хассий
  109. 109. Мейтнерий
  110. 110. Дармштадтий
  111. 111. Рентгений
  112. 112. Коперниций
  113. 113. Нихоний
  114. 114. Флеровий
  115. 115. Московий
  116. 116. Ливерморий
  117. 117. Теннессин
  118. 118. Оганесон

 

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Литий, https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium, https://de.wikipedia.org/wiki/Lithium, http://chemister.ru/Database/properties.php?dbid=1&id=213

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 





Найти что-нибудь еще?










Похожие записи:



карта сайта

литий атомная масса степень окисления валентность плотность температура кипения плавления физические химические свойства структура теплопроводность электропроводность кристаллическая решетка
атом нарисовать строение число протонов в ядре строение электронных оболочек электронная формула конфигурация схема строения электронной оболочки заряд ядра состав масса орбита уровни модель радиус энергия электрона переход скорость спектр длина волны молекулярная масса объем атома
электронные формулы сколько атомов в молекуле лития 
сколько электронов в атоме свойства металлические неметаллические термодинамические