Chemisches Element · Referenzseite

3Li

Lithium

Lithium ist Element 3 (Li) in Periode 2, Gruppe 1 und im s-Block. Bei Raumtemperatur ist der Referenzzustand fest. Die Elektronenkonfiguration lautet [He] 2s1.

Ordnungszahl3

Standard-Atomgewicht[6.938, 6.997]

Gruppe1

Periode2

Blocks

Elektronenkonfiguration[He] 2s1

Elektronenstruktur

Was seine Chemie bestimmt

Alkalimetalle besitzen ein einziges Valenzelektron. Sie geben es leicht ab und bilden dadurch überwiegend Ionen mit der Ladung +1; diese Elektronenstruktur erklärt einen großen Teil ihrer hohen Reaktivität.

Die Konfiguration [He] 2s1 lässt ein relativ leicht entfernbares Außenelektron erkennen. Innerhalb der Gruppe nimmt sein Abstand zum Kern nach unten zu, wodurch sich typische Trends der Reaktivität ergeben.

Chemische Formen

Verbindungen, Ionen und Materialien

Lithium tritt in Verbindungen fast immer in der Oxidationsstufe +1 auf. Häufig sind Halogenide, Hydroxide sowie Salze mit sauerstoffhaltigen Anionen; das freie Metall muss wegen seiner Reaktivität vor Luft und Feuchtigkeit geschützt werden.

Physikalisches Verhalten

Aggregatzustand und Phasenübergänge

Der Referenzzustand von Lithium bei Raumtemperatur ist fest. Zu den angegebenen Stoffdaten gehören Dichte: 0.534 g/cm³; Schmelzpunkt: 453.6 K (180.5 °C); Siedepunkt: 1 603 K (1 330 °C). Messwerte können von Reinheit, Druck, Kristallstruktur oder allotroper Form abhängen.

Vorkommen und Anwendungen

Wo Lithium vorkommt und wofür es verwendet wird

Lithium kommt in natürlichen Rohstoffen, Mineralen oder chemischen Verbindungen vor und wird technisch unter anderem in Bereichen wie Batterien, Spezialgläser und Legierungen eingesetzt.

In der Praxis

Konkrete Anwendungsbeispiele

Batterien

Lithium wird in bestimmten Batteriesystemen als Elektrodenmaterial, Bestandteil des Elektrolyten oder aktive Komponente verwendet. Die genaue Funktion hängt von der Zellchemie ab.

Spezialgläser

Verbindungen von Lithium werden Spezialgläsern zugesetzt, um optische Eigenschaften, Wärmeausdehnung, Brechungsindex oder chemische Beständigkeit gezielt zu verändern.

Legierungen

Lithium wird Legierungen zugesetzt, um Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Schmelzverhalten oder Hochtemperatureigenschaften zu verändern.

Position im Periodensystem

Was die Nachbarelemente zeigen

Lithium steht in Periode 2, Gruppe 1 und im s-Block. Im dargestellten Ausschnitt liegen links davon Wasserstoff; rechts davon Beryllium, Natrium. Solche Vergleiche zeigen, welche Eigenschaften sich innerhalb einer Periode oder Gruppe regelmäßig verändern und welche Besonderheiten das Element selbst besitzt.

Referenzdaten

Physikalische und atomare Eigenschaften

KlassifikationAlkalimetall

Aggregatzustand bei RaumtemperaturFest

Elektronenschalen2 · 1

Dichte0.534 g/cm³

Schmelzpunkt453.6 K (180.5 °C)

Siedepunkt1 603 K (1 330 °C)

Pauling-Elektronegativität0.98

Erste Ionisierungsenergie520.2 kJ/mol

Elektronenaffinität59.63 kJ/mol

Die Werte beziehen sich, soweit anwendbar, auf das Element oder das neutrale Atom. Stoffdaten können von allotroper Form, Druck, Reinheit und Messbedingungen abhängen.

Geschichte

Entdeckung und Identifizierung

Die Entdeckung beziehungsweise Identifizierung von Lithium wird mit Johan August Arfwedson verbunden. Entdeckung, Isolierung einer reinen Probe und Einordnung über die moderne Ordnungszahl erfolgten historisch nicht immer im selben Schritt.

Isotope und Atomgewicht

Wie die Isotopenzusammensetzung die Zahlen verändert

Das Standard-Atomgewicht wird als Intervall [6.938, 6.997] angegeben. Natürliche Isotopenverhältnisse können zwischen Proben leicht schwanken; eine einzelne Dezimalzahl würde diese reale Variation verdecken.

Isotope von Lithium besitzen dieselbe Protonenzahl, unterscheiden sich aber in der Zahl der Neutronen. Dadurch ändern sich Atommasse und bei radioaktiven Isotopen auch Kernstabilität und Halbwertszeit.

Sicherheit

Umgang und Exposition

Elementares Lithium reagiert leicht mit Feuchtigkeit und kann mit Wasser heftig reagieren. Es wird deshalb unter kontrollierten Bedingungen von Wasser und Luft ferngehalten.