יסוד כימי · דף עיון
3Li

ליתיום

ליתיום הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 3 וסמלו Li. הוא נמצא במחזור 2, קבוצה 1 ובבלוק s. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק, ותצורת האלקטרונים שלו היא [He] 2s1.

מספר אטומי3
משקל אטומי תקני[6.938, 6.997]
קבוצה1
מחזור2
בלוקs
תצורת אלקטרונים[He] 2s1
מבנה אלקטרוני

מה קובע את הכימיה שלו?

לליתיום אלקטרון ערכיות אחד, ולכן הוא נוטה לאבד אותו וליצור יון במטען +1. זה מסביר את התגובתיות הגבוהה של המתכות האלקליות ואת העובדה שהן כמעט אינן מופיעות בטבע כיסוד חופשי.

תצורת האלקטרונים של ליתיום היא [He] 2s1. בירידה בקבוצה 1 הרדיוס האטומי גדל והאלקטרון החיצוני מוחזק חלש יותר, ולכן מתקבלת מגמה ברורה באנרגיית היינון ובתגובתיות.

צורות כימיות

תרכובות, יונים וחומרים

ליתיום נמצא בדרך כלל בתרכובות יוניות כגון תחמוצות, הידרוקסידים, הלידים, קרבונטים או סולפטים. המתכת החופשית תגובתית יותר, ולכן הכימיה הטבעית שלו משקפת נטייה ליצור קטיונים יציבים.

התנהגות פיזיקלית

מצב ושינויי פאזה

המצב הפיזיקלי הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק. הצפיפות המופיעה היא 0.534 g/cm³. נקודת ההתכה היא 453.6 K (180.5 °C). נקודת הרתיחה היא 1 603 K (1 330 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.

הימצאות ושימושים

איפה נמצא ליתיום וכיצד משתמשים בו?

בפועל, ליתיום מופיע ביישומים כגון סוללות, זכוכיות מיוחדות וסגסוגות. התכונה המנוצלת יכולה להגיע מן היסוד הטהור, מסגסוגת, מתרכובת או מאיזוטופ מסוים, ולכן חשוב תמיד להבחין בין היסוד לבין הצורה הכימית שמשמשת בפועל.

בפועל

דוגמאות לשימושים ממשיים

סוללות

ליתיום משמש בכימיות מסוימות של סוללות, בחומרי אלקטרודה או באלקטרוליטים; התפקיד המדויק תלוי בתרכובת ובתכנון התא.

זכוכיות מיוחדות

תרכובות של ליתיום משמשות בזכוכית כדי לשנות צבע, מקדם שבירה, התפשטות תרמית, עמידות כימית או תכונות אופטיות.

סגסוגות

ליתיום מתווסף למתכות או לסגסוגות כדי לשנות חוזק, עמידות בפני קורוזיה, התנהגות בהתכה או ביצועים בטמפרטורות גבוהות.

מיקום מחזורי

מה מספרים היסודות השכנים?

ליתיום נמצא במחזור 2 ובקבוצה 1. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: מימן; בריליום; נתרן; מגנזיום. המיקום הזה מאפשר להשוות ישירות גודל אטומי, אנרגיית יינון, מצבי חמצון ומגמות בקשרים כימיים עם יסודות קרובים בטבלה המחזורית.

נתוני ייחוס

תכונות פיזיקליות ואטומיות

סיווגמתכת אלקלית
מצב בטמפרטורת החדרמוצק
קליפות אלקטרונים2 · 1
צפיפות0.534 g/cm³
נקודת התכה453.6 K (180.5 °C)
נקודת רתיחה1 603 K (1 330 °C)
אלקטרושליליות לפי פאולינג0.98
אנרגיית יינון ראשונה520.2 kJ/mol
זיקה אלקטרונית59.63 kJ/mol

הערכים מתארים את היסוד או את האטום הנייטרלי כאשר הדבר רלוונטי. נתונים פיזיקליים עשויים להשתנות עם האלוטרופ, הלחץ, הטוהר ותנאי המדידה.

היסטוריה

גילוי וזיהוי

גילוי ליתיום מזוהה עם עבודתו של יוהאן אוגוסט ארפוודסון. התצפית הראשונה, הבידוד של דגימה טהורה והקביעה של המספר האטומי המודרני לא התרחשו בהכרח באותו זמן, ולכן להיסטוריה של היסוד יש כמה שלבים.

איזוטופים ומשקל אטומי

כיצד הרכב האיזוטופים משנה את המספרים?

המשקל האטומי התקני של ליתיום ניתן כתחום [6.938, 6.997]. היחסים בין האיזוטופים יכולים להשתנות מעט בין דגימות טבעיות, ולכן מספר עשרוני יחיד היה מסתיר שונות אמיתית בין חומרים.

לליתיום יש לפחות איזוטופ יציב אחד. לכל האיזוטופים אותו מספר פרוטונים ולכן אותה זהות כימית, אך מספר שונה של נייטרונים ומסה אטומית שונה.

בטיחות

טיפול וחשיפה

ליתיום יכול להגיב בעוצמה בתנאים מסוימים, במיוחד עם חומרים לא תואמים. יש לשלוט בחום, בלחות, באוויר ובסביבת התגובה לפי צורת הדגימה.