Вторая индустриализация России - это комплексный прорыв, в результате которого Россия станет лидером в мировом сообществе и останется недосягаемой для других стран на века.

Литий, свойства атома, химические и физические свойства

Литий
Химические элементы 
Виктор Потехин

Литий, свойства атома, химические и физические свойства.

 

 

 

Li 3  Литий

6,938-6,997*      1s2 2s1

 

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.

Относится к группе редких, лёгких, цветных металлов.

Литий обозначается символом Li.

Как простое вещество литий при нормальных условиях 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 520,22 кДж/моль (5,39171495(4) эВ).

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 лития 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 (вычисленный) составляет 167 пм.

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

Литий, свойства атома, химические и физические свойства

 

Изотопы и модификации лития:

 

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

Подробные сведения на сайте ChemicalStudy.ru

100 Общие сведения  
101 Название Литий
102 Прежнее название
103 Латинское название Lithium
104 Английское название Lithium
105 Символ Li
106 Атомный номер (номер в таблице) 3
107 Тип Металл
108 Группа Щелочной, редкий, лёгкий, цветной металл
109 Открыт Иоганн Аугуст Арфведсон, Швеция, 1817 г.
110 Год открытия 1817 г.
111 Внешний вид и пр. Очень лёгкий, очень мягкий металл серебристо-белого цвета
112 Происхождение Природный материал
113 Модификации
114 Аллотропные модификации 3 аллотропные модификации:

– литий c кубической объёмно-центрированной кристаллической решёткой,

– литий с гексагональной плотноупакованной кристаллической решёткой,

– литий с ромбоэдрической (тригональной) кристаллической решёткой
115 Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга
116 Конденсат Бозе-Эйнштейна 7Li
117 Двумерные материалы
118 Содержание в атмосфере и воздухе (по массе) 0 %
119 Содержание в земной коре (по массе) 0,0017 %
120 Содержание в морях и океанах (по массе) 0,000018 %
121 Содержание во Вселенной и космосе (по массе) 6,0·10-7 %
122 Содержание в Солнце (по массе) 6,0·10-9 %
123 Содержание в метеоритах (по массе) 0,00017 %
124 Содержание в организме человека (по массе) 3,0·10-6 %
200 Свойства атома  
201 Атомная масса (молярная масса)* 6,938-6,997 а. е. м. (г/моль)
202 Электронная конфигурация 1s2 2s1
203 Электронная оболочка K2 L1 M0 N0 O0 P0 Q0 R0

 

Электронная оболочка лития
204 Радиус атома (вычисленный) 167 пм
205 Эмпирический радиус атома* 145 пм
206 Ковалентный радиус* 128 пм
207 Радиус иона (кристаллический) Li+

73 (4) пм,
90 (6) пм,
106 (8) пм

(в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле)
208 Радиус Ван-дер-Ваальса 182 пм
209 Электроны, Протоны, Нейтроны 3 электрона, 3 протона, 4 нейтрона
210 Семейство (блок) элемент s-семейства
211 Период в периодической таблице 2
212 Группа в периодической таблице 1-ая группа (по старой классификации – главная подгруппа 1-ой группы)
213 Эмиссионный спектр излучения Спектр_Лития
300 Химические свойства  
301 Степени окисления 0, +1
302 Валентность I
303 Электроотрицательность 0,98 (шкала Полинга)
304 Энергия ионизации (первый электрон) 520,22 кДж/моль (5,39171495(4) эВ)
305 Электродный потенциал Li+ + e– → Li, Eo = -3,045 В
306 Энергия сродства атома к электрону 59,6326(21) кДж/моль (0,618049(22) эВ)
400 Физические свойства
401 Плотность 0,534 г/см3 (при 20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело),

0,512 г/см3 (при  температуре плавления 180,50 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость),

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

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

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

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

0,441 г/см3 (при  1000 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость)
402 Температура плавления* 180,50 °C (453,65 K, 356,90 °F)
403 Температура кипения* 1330 °C (1603 K, 2426 °F)
404 Температура сублимации
405 Температура разложения
406 Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом
407 Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)* 3,00 кДж/моль
408 Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)* 136  кДж/моль
409 Удельная теплоемкость при постоянном давлении 3,4122 Дж/г·K (при 25°C)
410 Молярная теплоёмкость 24,86 Дж/(K·моль)
411 Молярный объём 12,97383 см³/моль
412 Теплопроводность 84,8 Вт/(м·К) (при стандартных условиях),

84,8 Вт/(м·К) (при 300 K)
500 Кристаллическая решётка
511 Кристаллическая решётка #1
512 Структура решётки Кубическая объёмно-центрированная

 

Кристаллическая решетка лития
513 Параметры решётки 3,510 Å
514 Отношение c/a
515 Температура Дебая 400 K
516 Название пространственной группы симметрии Im_ 3m
517 Номер пространственной группы симметрии 229
521 Кристаллическая решётка #2
522 Структура решётки Гексагональная плотноупакованная

 

Кристаллическая решетка лития_2
523 Параметры решётки a = 3,111 Å, c = 5,093 Å
524 Отношение c/a 1,637
525 Температура Дебая
526 Название пространственной группы симметрии P63/mmc
527 Номер пространственной группы симметрии 194
900 Дополнительные сведения
901 Номер CAS 7439-93-2

Примечание:

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

205* Эмпирический радиус атома лития [1] составляет 152 пм.

206* Ковалентный радиус лития согласно [1] и [3] составляет 128±7 пм и 134 пм соответственно.

402* Температура плавления лития согласно [3] составляет 180,54 °C (453,69 K, 356,97 °F).

403* Температура кипения лития согласно [3] составляет 1339,85 °C (613 K, 2443,73 °F).

407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) лития согласно [3] и [4] составляет 2,89 кДж/моль и 4,2 кДж/моль соответственно.

408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) лития согласно [3] и [4] составляет 148 кДж/моль и 138 кДж/моль соответственно.

 

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

 

Источники:

  1. https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium
  2. https://de.wikipedia.org/wiki/Lithium
  3. https://ru.wikipedia.org/wiki/Литий
  4. http://chemister.ru/Database/properties.php?dbid=1&id=213
  5. https://chemicalstudy.ru/litiy-svoystva-atoma-himicheskie-i-fizicheskie-svoystva/

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

 

 

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 

 

Коэффициент востребованности 3 945