Élément chimique · fiche de référence

3Li

Lithium

Le lithium est l’élément 3 (Li), situé en période 2, groupe 1 et dans le bloc s. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [He] 2s1.

Numéro atomique3

Poids atomique standard[6,938 ; 6,997]

Groupe1

Période2

Blocs

Configuration électronique[He] 2s1

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

La configuration externe se termine par s¹. La perte de cet électron de valence conduit à un ion +1 dont les couches internes sont complètes : l’état d’oxydation +1 domine donc la chimie de cet élément.

Tous les métaux alcalins partagent ce schéma électronique. En descendant dans le groupe, l’électron externe est plus éloigné du noyau et devient en général plus facile à arracher, ce qui contribue à leur forte réactivité.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

La forme chimique dominante est le lithium à l’état d’oxydation +1. Les halogénures ioniques, hydroxydes et sels oxygénés sont courants ; le métal libre est beaucoup plus rare dans la nature car il réagit facilement avec l’eau, l’oxygène et d’autres non-métaux.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 0,534 g/cm³. Le point de fusion est 453,6 K (180,5 °C). Le point d’ébullition est 1 603 K (1 330 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

Le lithium est surtout présent dans des minerais et des saumures plutôt qu’à l’état métallique libre. Ses composés sont aujourd’hui essentiels aux batteries rechargeables ; ils interviennent aussi dans certains verres et céramiques. Le lithium métallique, très réactif, doit être manipulé et stocké avec précaution.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

batteries et accumulateurs

Le lithium intervient dans certaines chimies de batteries, matériaux d’électrode ou électrolytes. Le rôle exact dépend du composé et du type d’accumulateur.

verres spéciaux

Le lithium est ajouté à des verres pour modifier indice de réfraction, couleur, dilatation thermique, réponse aux rayonnements ou durabilité chimique.

alliages

Le lithium est ajouté à des métaux pour modifier leur résistance, leur tenue à la corrosion, leur fusion ou leurs performances à haute température.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

Le lithium est en période 2 et dans le groupe 1. Dans le voisinage affiché, le béryllium est immédiatement à sa droite sur la même période ; l’hydrogène est au-dessus et le sodium au-dessous dans le même groupe. Ces positions permettent de comparer le rayon atomique, l’énergie d’ionisation et les modes de liaison avec les éléments proches.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationmétal alcalin

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 1

Masse volumique0,534 g/cm³

Point de fusion453,6 K (180,5 °C)

Point d’ébullition1 603 K (1 330 °C)

Électronégativité de Pauling0,98

Première énergie d’ionisation520,2 kJ/mol

Affinité électronique59,63 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte du lithium est associée à Johan August Arfwedson. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le poids atomique standard est donné sous forme d’intervalle : [6.938, 6.997]. Les proportions isotopiques varient légèrement selon les échantillons naturels ; une seule valeur décimale masquerait cette variation réelle.

Le lithium possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.

Précautions

Manipulation et exposition

Le lithium élémentaire réagit facilement avec l’humidité et peut réagir violemment avec l’eau. Il se manipule à l’écart de l’eau et de l’air dans des conditions contrôlées.