Lithium

Lithium
3 Li
H ↑ Li ↓ N / A Tableau p??riodique h??lium ← → lithium du b??ryllium
Apparence
blanc argent?? (montr?? flottant dans l'huile) Raies spectrales de lithium
Propri??t??s g??n??rales
Nom, symbole, nombre	le lithium, Li, 3
Prononciation	/ l ɪ θ Je ə m / -Əm de LI
??l??ment Cat??gorie	m??tal alcalin
Groupe, p??riode, bloc	(1) des m??taux alcalins , 2, s
Poids atomique standard	6,94 (1)
Configuration ??lectronique	[Il] 2s 1 2, 1
Histoire
D??couverte	Johan Ao??t Arfwedson (1817)
Premier isolement	William Thomas Brande (1821)
Propri??t??s physiques
Phase	solide
Densit?? (?? proximit?? rt)	0,534 g ?? cm -3
Liquid densit?? au mp	0,512 g ?? cm -3
Point de fusion	453,69 K , 180,54 ?? C, 356,97 ?? F
Point d'??bullition	1615 K, 1342 ?? C, 2448 ?? F
Point critique	(Extrapolation) 3223 K, 67 MPa
La chaleur de fusion	3,00 kJ ?? mol -1
Chaleur de vaporisation	147,1 kJ ?? mol -1
Capacit?? thermique molaire	24,860 J ?? mol -1 ?? K -1
La pression de vapeur
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k ?? T (K) 797 885 995 1144 1337 1610
Propri??t??s atomiques
??tats d'oxydation	1 (Fortement oxyde de base)
??lectron??gativit??	0,98 (??chelle de Pauling)
??nergies d'ionisation	1e: 520,2 kJ ?? mol -1
	2??me: 7298,1 kJ ?? mol -1
	3??me: 11815,0 kJ ?? mol -1
Rayon atomique	152 h
Rayon covalente	128 ?? 19 heures
Rayon de Van der Waals	182 h
Miscellan??es
Crystal structure	cubique centr??
Ordre magn??tique	paramagn??tique
R??sistivit?? ??lectrique	(20 ?? C) 92,8 nΩ ?? m
Conductivit?? thermique	84,8 W ?? m -1 ?? K -1
Dilatation thermique	(25 ?? C) 46 um ?? m -1 ?? K -1
Vitesse du son (tige mince)	(20 ?? C) 6,000 m ?? s -1
Le module d'Young	4,9 GPa
Module de cisaillement	4,2 GPa
Module Bulk	11 GPa
Duret?? Mohs	0,6
Num??ro de registre CAS	7439-93-2
La plupart des isotopes stables
Article d??taill??: Isotopes de lithium
iso N / A demi-vie DM DE ( MeV) DP 6 Li 7,5% 6 Li est stable avec 3 neutrons 7 Li 92,5% 7 Li est stable avec 4 neutrons Contenu 6 Li peut ??tre aussi bas que 3,75% en ??chantillons naturels. 7 Li serait donc avoir une teneur allant jusqu'?? 96,25%.

Lithium (?? partir de la pierre 'grec lithos) est un doux blanc argent?? m??tallique avec symbole Li et num??ro atomique 3. Il appartient au m??tal alcalin de groupe d'??l??ments chimiques . Sous conditions standard, il est le plus l??ger m??tal et l'??l??ment solide moins dense. Comme tous les m??taux alcalins, le lithium est tr??s r??actif et inflammable. Pour cette raison, il est g??n??ralement stock?? dans l'huile min??rale. En cas de coupe ouverte, le lithium m??tallique pr??sente une lustre, mais le contact avec l'air humide corrode la surface rapidement ?? un gris argent?? terne, puis ternissement noir. En raison de sa haute r??activit??, le lithium ne se produit jamais librement dans la nature, et ?? la place, ne appara??t que dans les compos??s , qui sont habituellement ionique. Lithium se produit dans un certain nombre de min??raux pegmatitiques, mais en raison de sa solubilit?? comme un ion est pr??sent dans l'eau de mer et est g??n??ralement obtenu ?? partir de saumures et les argiles . Sur une ??chelle commerciale, le lithium est isol?? par voie ??lectrolytique ?? partir d'un m??lange de le chlorure de lithium et chlorure de potassium.

Les noyaux de lithium point sur l'instabilit??, ??tant donn?? que les deux stables lithium isotopes pr??sents dans la nature sont parmi les plus bas ??nergies de liaison par nucl??on de tous stables nucl??ides. En raison de son instabilit?? nucl??aire rapport, le lithium est moins courante dans le syst??me solaire de 25 des 32 premiers ??l??ments chimiques, m??me si les noyaux sont tr??s l??gers en poids atomique. Pour des raisons connexes, le lithium a des liens importants ?? la physique nucl??aire . Le transmutation des atomes de lithium ?? l'h??lium en 1932 fut le premier enti??rement fait homme- r??action nucl??aire, et lithium-6 deut??rure sert de en combustible de fusion mise en sc??ne armes thermonucl??aires.

Le lithium et ses compos??s ont plusieurs applications industrielles, y compris le verre et r??sistant ?? la chaleur la c??ramique, de haute r??sistance-poids alliages utilis??s dans les a??ronefs, les piles au lithium et batteries lithium-ion. Ces utilisations consomment plus de la moiti?? de la production de lithium.

Des traces de lithium sont pr??sents dans tous les organismes. L'??l??ment n'a pas de fonction biologique vitale apparente, puisque les animaux et les plantes survivent en bonne sant?? sans elle. Fonctions non vitales ne ont pas ??t?? exclu. Le lithium ion Li ⁺ administr??e en une quelconque de plusieurs lithium sels se est r??v??l??e utile en tant que m??dicaments de stabilisation de l'humeur dans le traitement de trouble bipolaire, en raison de neurologique effets de l'ion dans le corps humain.

Propri??t??s

Atomique et physique

granul??s de lithium couverts en blanc hydroxyde de lithium (?? gauche) et lingots avec une fine couche de ternissement de l'oxyde noir (?? droite)

Comme les autres m??taux alcalins , le lithium a une seule ??lectron de valence qui est facilement donn??e pour former un cation . Pour cette raison, il est un bon conducteur de chaleur et d'??lectricit?? ainsi que d'un ??l??ment tr??s r??actif, bien que le moins r??actif des m??taux alcalins. Faible r??activit?? du lithium par rapport ?? d'autres m??taux alcalins est due ?? la proximit?? de ses ??lectrons de valence ?? son noyau (les deux ??lectrons restants sont en lithium du Orbitale 1s et sont beaucoup moins d'??nergie, et donc ils ne participent pas dans les liaisons chimiques).

M??tal lithium est suffisamment souple pour ??tre coup?? avec un couteau. A la coupe, il poss??de une couleur blanc argent?? qui change rapidement au gris due ?? l'oxydation. M??me se il a l'un des des points de fusion plus bas parmi tous les m??taux (180 ?? C), il a les points culminants de fusion et d'??bullition des m??taux alcalins.

Ce est le m??tal le plus l??ger du tableau p??riodique, si l??ger qu'il peut flotter sur l'eau et m??me sur le p??trole, et il est l'un des trois m??taux qui peuvent (les deux autres sont le sodium et le potassium ). Il a une tr??s faible densit??, d'environ 0,534 g / cm ^3, ce qui donne des b??tons de m??tal d'un Heft similaire ?? chevilles de bois de densit?? moyenne, comme le pin. Il flotte sur l'eau, mais r??agit aussi avec elle.

Lithium flottant dans l'huile

Ce est le moins dense de l'ensemble des ??l??ments qui ne sont pas des gaz ?? la temp??rature ambiante. Le prochain ??l??ment le plus l??ger est plus de 60% plus dense (potassium, ?? 0,862 g / cm ^3). En outre, en dehors de l'h??lium et de l'hydrog??ne , ce est l'??l??ment dense moins ?? l'??tat solide ou liquide, ne ??tant plus dense que 2/3 l'azote liquide (0,808 g / cm ^3).

Lithium de coefficient de dilatation thermique est deux fois celle de l'aluminium et de presque quatre fois sup??rieure ?? celle du fer. Il a le plus haut la capacit?? thermique sp??cifique de tout ??l??ment solide. Le lithium est supraconductrice en dessous de 400 μK ?? pression normale et ?? des temp??ratures ??lev??es (plus de 9 K) ?? des pressions tr??s ??lev??es (> 20 GPa) ?? des temp??ratures inf??rieures ?? 70 K, le lithium, comme le sodium, subit sans diffusion transformations ?? changement de phase. A 4,2 K a un syst??me cristallin rhombo??drique (avec un espacement de r??p??tition neuf couches); ?? des temp??ratures plus ??lev??es, il se transforme en cubique ?? faces centr??es puis cubique centr??. A des temp??ratures de l'h??lium liquide (4 K) la structure rhombo??drique est la plus r??pandue. Plusieurs formes allotropiques ont ??t?? rapport??s pour le lithium ?? des pressions ??lev??es.

En raison de sa capacit?? thermique sp??cifique, le plus ??lev?? de toutes les mati??res solides, le lithium m??tallique est souvent utilis?? dans r??frig??rants pour les applications de transfert de chaleur.

Chimie et compos??s

Lithium r??agit avec l'eau facilement, mais avec nettement moins d'??nergie que les autres m??taux alcalins font. La r??action forme hydrog??ne et de gaz l'hydroxyde de lithium en solution aqueuse. En raison de sa r??activit?? avec l'eau, le lithium est g??n??ralement stock?? sous le couvert d'un hydrocarbure visqueux, souvent de la vaseline. Bien que les m??taux alcalins lourds peuvent ??tre stock??s dans des substances moins denses, tels que l'huile min??rale, le lithium ne est pas suffisamment dense pour ??tre enti??rement immerg??e dans ces liquides. Dans l'air humide, de lithium ternit rapidement pour former un rev??tement noir de l'hydroxyde de lithium (LiOH et LiOH ?? H ₂ O), le nitrure de lithium (Li ₃ N) et le carbonate de lithium (Li ₂ CO _3, le r??sultat d'une r??action secondaire entre LiOH et CO ₂ ).

La structure hexam??rique de la fragment n-butyllithium dans un cristal

Lorsqu'il est plac?? sur une flamme, compos??s de lithium d??gagent une couleur pourpre frappante, mais quand il br??le vivement la flamme devient un argent brillant. Lithium de se enflammer et br??ler dans l'oxyg??ne lorsqu'il est expos?? ?? des vapeurs d'eau ou de l'eau. Le lithium est inflammable, et il est potentiellement explosive lorsqu'elle est expos??e ?? l'air et en particulier ?? l'eau, mais moins que les autres m??taux alcalins . La r??action de lithium-eau ?? des temp??ratures normales est vif mais pas violente, l'hydrog??ne produit ne se enflamme pas sur son propre. Comme avec tous les m??taux alcalins, les feux de lithium sont difficiles ?? ??teindre, n??cessitant secs extincteurs ?? poudre, sp??cifiquement type Class D (voir Types d'agents extincteurs). Le lithium est le seul m??tal qui r??agit avec l'azote sous conditions normales.

Le lithium a un diagonale relation avec le magn??sium , un ??l??ment atomique de similaire et rayon ionique. Ressemblances chimiques entre les deux m??taux comprennent la formation d'une nitrure par r??action avec le N _2, la formation d'une oxyde (Li ₂ O) et le peroxyde (Li ₂ O ₂₎ lorsqu'il est br??l?? en O _2, des sels similaires avec des solubilit??s et l'instabilit?? thermique des carbonates et des nitrures. Le m??tal r??agit avec de l'hydrog??ne gazeux ?? des temp??ratures ??lev??es pour produire de l'hydrure de lithium (LiH).

Autres connue compos??s binaires comprennent la (halog??nures LiF, LiCl, LiBr, LII), et le sulfure de ( Li ₂ S), la dismutase ( LiO _2), carbure ( Li ₂ C _2). De nombreux autres compos??s inorganiques sont connus, o?? lithium se combine avec des anions pour former divers sels: borates, les amides, carbonate, nitrate, ou borohydrure ( LiBH _4). Multiple r??actifs organolithiens sont connus o?? il existe un lien direct liaison entre carbone et des atomes de lithium cr??ant effectivement un carbanion. Elles sont extr??mement puissante des bases et nucl??ophiles. Dans plusieurs de ces compos??s organiques du lithium, les ions lithium ont tendance ?? se agr??ger en amas de haute sym??trie par eux-m??mes, ce qui est relativement fr??quent que des cations alcalins.

Isotopes

Naturellement survenant lithium est compos?? de deux stables isotopes , ⁶ Li et ⁷ Li, cette derni??re ??tant la plus abondante (92,5% abondance naturelle). Les deux isotopes naturels ont anormalement bas ??nergie de liaison par nucl??on nucl??aire par rapport ?? l'autre des ??l??ments plus l??gers et plus lourds, de l'h??lium et le b??ryllium , ce qui signifie que seuls les ??l??ments l??gers stables, le lithium peut produire de l'??nergie nette par fission nucl??aire . Les deux noyaux de lithium ont ??nergies de liaison inf??rieurs par nucl??on que tout autres nucl??ides stables autre que deut??rium et de h??lium-3. A la suite de ceci, bien que tr??s l??ger en poids atomique, le lithium est moins courant dans le syst??me solaire que 25 des 32 premiers ??l??ments chimiques. Sept des radio-isotopes ont ??t?? caract??ris??es, le plus stable ??tant Li ⁸ avec une demi-vie de 838 Li et ⁹ ms avec une demi-vie de 178 ms. Tout le reste isotopes radioactifs ont des demi-vies plus courtes que 8,6 ms. L'isotope le plus ??ph??m??re de lithium est ⁴ Li, qui se d??sint??gre par ??mission de proton et a une demi-vie de 7,6 ?? 10 ^-23 s.

⁷ Li est l'un des ??l??ments primordiaux (ou, plus correctement, primordiale nucl??ides) produites dans Nucl??osynth??se Big Bang. Une petite quantit?? de fois ⁶ Li et ⁷ Li sont produits dans les ??toiles, mais sont pens??s pour ??tre br??l?? aussi vite que produit. De petites quantit??s suppl??mentaires de lithium ?? la fois ⁶ Li et ⁷ Li peuvent ??tre g??n??r??s par le vent solaire, les rayons cosmiques frappent des atomes plus lourds, et de syst??me solaire d??but ⁷ Soyez et ¹⁰ Soyez d??sint??gration radioactive. Bien que le lithium est cr????e dans les ??toiles pendant la Nucl??osynth??se stellaire, il est en outre br??l??. ⁷ Li peut ??galement ??tre g??n??r?? en ??toiles de carbone.

isotopes du lithium fractionnent sensiblement au cours d'une grande vari??t?? de processus naturels, y compris la formation min??rale (pr??cipitation chimique), le m??tabolisme, et l'??change d'ions. Ions lithium substitut pour le magn??sium et le fer dans les sites octa??driques en argile min??raux, o?? ⁶ Li est pr??f??rable ?? ⁷ Li, r??sultant dans l'enrichissement de l'isotope l??ger dans les processus de hyperfiltration et alt??ration des roches. L'exotique ¹¹ Li est connu pour pr??senter un halog??no nucl??aire. Le processus connu sous le nom s??paration isotopique par laser peut ??tre utilis??e pour s??parer les isotopes du lithium.

La fabrication d'armes nucl??aires et d'autres utilisations de la physique nucl??aire sont une source majeure de artificielle fractionnement de lithium, avec l'isotope l??ger ⁶ Li ??tant retenu par l'industrie et les stocks militaires ?? un point tel que l??g??rement, mais mesurable changer le ⁶ Li ?? ⁷ rapports Li m??me dans naturelle sources, comme les rivi??res. Cela a conduit ?? l'incertitude inhabituelle dans le standardis??e poids atomique de lithium, ??tant donn?? que cette quantit?? d??pend des rapports de teneurs isotopiques naturelles de ces isotopes naturels stables de lithium, car ils sont disponibles dans les sources min??rales lithium commerciaux.

Occurrence

Le lithium est environ aussi commun que le chlore dans continentale sup??rieure de la Terre cro??te , sur une base par atome.

Astronomique

Selon la th??orie cosmologique moderne, ?? la fois comme lithium-isotopes stables de son lithium-6 et lithium-7 a ??t?? parmi les trois ??l??ments synth??tis?? dans le Big Bang . Bien que la quantit?? de lithium g??n??r??e en Big Bang nucl??osynth??se d??pend du nombre de photons par baryon, pour les valeurs reconnues de l'abondance de lithium peut ??tre calcul??e, et il ya un "??cart de lithium cosmologique" dans l'Univers: ??toiles ??g??es semblent avoir moins de lithium que ce qu'ils devraient, et quelques ??toiles plus jeunes ont beaucoup plus. Le manque de lithium dans les ??toiles ??g??es est apparemment provoqu?? par le "m??lange" de lithium ?? l'int??rieur d'??toiles, o?? elle est d??truite. En outre, le lithium est produit chez les jeunes ??toiles. Bien qu'il transmute en deux atomes d' h??lium en raison de collision avec un proton ?? des temp??ratures sup??rieures 2.400.000 degr??s Celsius (la plupart des ??toiles atteignent facilement cette temp??rature dans leurs int??rieurs), le lithium est plus abondante que pr??vu au plus tard g??n??ration ??toiles, pour des raisons non encore compl??tement compris.

Bien que ce ??tait l'un des trois premiers ??l??ments (ainsi que l'h??lium et de l'hydrog??ne) ?? synth??tiser dans le Big Bang, de lithium, de concert avec le b??ryllium et le bore sont nettement moins abondantes que les autres ??l??ments ?? proximit??. Ce est le r??sultat de la faible temp??rature n??cessaire pour d??truire le lithium, et l'absence de processus communs pour le produire.

Le lithium est ??galement pr??sent dans brunes objets substellaires nains et certaines ??toiles orange anormales. Parce que le lithium est pr??sent dans plus froides naines brunes, moins massives, mais est d??truit dans plus chauds naines rouges ??toiles, sa pr??sence dans le spectre des ??toiles peut ??tre utilis?? dans le "test de lithium" pour diff??rencier les deux, car les deux sont plus petite que le Soleil . Certaines ??toiles oranges peuvent ??galement contenir une forte concentration de lithium. Ces ??toiles oranges trouv??s d'avoir une concentration plus ??lev??e que d'habitude de lithium (tels que Centaurus X-4) orbite massif ??toiles ?? neutrons ou des objets plus noire lithium-trous dont la gravit?? tire ??videmment plus lourd de lithium ?? la surface d'une ??toile d'hydrog??ne et d'h??lium, provoquant ?? observer.

Terrestre

la production de la mine de lithium (2011) et les r??serves en tonnes

Pays	Production	R??serves
Argentine	3200	850000
Australie	9260	970000
Br??sil	160	64000
Canada (2010)	480	180000
Chili	12600	7500000
R??publique populaire de Chine	5200	3500000
Portugal	820	10000
Zimbabwe	470	23000
Total mondial	34000	13000000

Bien que le lithium est largement distribu?? sur la Terre, il ne se produit pas naturellement sous forme ??l??mentaire en raison de sa forte r??activit??. La teneur totale en lithium de l'eau de mer est tr??s grand et on estime que 230 milliards de tonnes, o?? l'??l??ment existe ?? une concentration relativement constante de 0,14 ?? 0,25 partie par million (ppm), ou 25 micromolaire; des concentrations plus ??lev??es approchant 7 ppm se trouvent pr??s de ??vents hydrothermaux.

Les estimations pour la cro??te ?? teneur de 20 ?? 70 ppm en poids. En accord avec son nom, le lithium constitue une partie mineure de roches ign??es , avec les plus grandes concentrations de granites . Granitique pegmatites fournissent ??galement la plus grande abondance de min??raux contenant du lithium, avec spodum??ne et p??talite ??tant les sources les plus commercialement viables. Un autre min??ral de lithium est important l??pidolite. Une source de lithium est plus r??cente argile hectorite, la seule active de d??veloppement qui est ?? travers le Western Lithium Corporation aux Etats-Unis. ?? 20 mg par kg de lithium de la cro??te terrestre, le lithium est l'??l??ment le plus abondant 25.

Selon le Manuel de lithium et de calcium naturel, "Le lithium est un ??l??ment relativement rare, m??me se il se trouve dans de nombreuses roches et des saumures, mais toujours en tr??s faibles concentrations. Il ya un assez grand nombre des deux min??raux et de la saumure gisements de lithium, mais que relativement peu d'entre eux sont de la valeur commerciale r??elle ou potentielle. Beaucoup sont tr??s petits, d'autres sont trop faibles dans le grade. "

Un de la plus grande base de r??serve de lithium est dans le Zone de Salar de Uyuni en Bolivie , qui a 5,4 millions de tonnes. US Geological Survey, estime qu'en 2010, le Chili avait les plus grandes r??serves de loin (7,5 millions de tonnes) et la production annuelle la plus ??lev??e (8800 tonnes). Autres principaux fournisseurs sont l'Australie, l'Argentine et la Chine.

En Juin 2010, le New York Times a rapport?? que les g??ologues am??ricains effectuaient des enqu??tes de terrain sur sec lacs de sel dans l'ouest de l'Afghanistan croire que d'importants gisements de lithium se trouvent l??-bas. "Les responsables du Pentagone ont d??clar?? que leur analyse initiale ?? un endroit dans La province de Ghazni a montr?? le potentiel de gisements de lithium aussi grand de ceux de la Bolivie, qui a maintenant plus grandes r??serves de lithium connus du monde. "Ces estimations sont" principalement fond?? sur des donn??es anciennes, qui ont ??t?? recueillies principalement par les Sovi??tiques durant leur occupation de l'Afghanistan ?? partir de 1979 -1989 ??et?? Stephen Peters, le chef de projet de l'Afghanistan Minerals USGS, a dit qu'il ignorait La participation USGS dans toute nouvelle arpentage pour les min??raux en Afghanistan dans les deux derni??res ann??es. ??Nous ne sommes pas au courant d'aucune d??couvertes de lithium, dit-il."

Biologique

Lithium se trouve dans l'??tat de traces dans de nombreuses plantes, le plancton et les invert??br??s, ?? des concentrations de 69 ?? 5760 parties par milliard (ppb). Chez les vert??br??s la concentration est l??g??rement plus faible, et presque toutes vert??br?? les tissus et liquides corporels ont ??t?? trouv??s contenir lithium allant de 21 ?? 763 ppb. Les organismes marins ont tendance ?? bioaccumulation lithium plus terrestres. On ne sait pas si lithium a un r??le physiologique dans l'un de ces organismes, mais les ??tudes nutritionnelles chez les mammif??res ont indiqu?? son importance pour la sant??, conduisant ?? une suggestion qu'il soit class?? comme un oligo-??l??ment essentiel et une RDA de 1 mg / jour. Des ??tudes d'observation au Japon, signal??s en 2011, a sugg??r?? que le lithium naturel dans l'eau potable peut augmenter la dur??e de vie humaine.

Histoire de la d??couverte et l'utilisation

Johan Ao??t Arfwedson est cr??dit?? de la d??couverte de lithium en 1817

Petalite (LiAlSi ₄ O ₁₀₎ a ??t?? d??couvert en 1800 par le Br??sil chimiste et homme d'??tat Jos?? Bonif??cio Andrada e Silva dans une mine sur l'??le de Ut??, Su??de. Cependant, ce ne est qu'en 1817 que Johan Ao??t Arfwedson, qui travaillait alors dans le laboratoire du chimiste J??ns Jakob Berzelius, d??tecter la pr??sence d'un nouvel ??l??ment lors de l'analyse du minerai de p??talite. Cet ??l??ment form?? des compos??s semblables ?? ceux de sodium et de potassium , bien que son carbonate et hydroxyde ??taient moins solubles dans l'eau et plus alcalin. Berzelius a donn?? la substance alcaline le nom "lithion / Lithina", du grec mot λιθoς (translitt??r?? comme lithos, ce qui signifie ??pierre??), pour tenir compte de sa d??couverte dans un solide min??ral, par opposition au potassium, qui avait ??t?? d??couvert dans les cendres v??g??tales , et de sodium qui a ??t?? connu pour sa grande partie l'abondance dans le sang des animaux. Il a nomm?? le m??tal ?? l'int??rieur du "lithium" mat??riau.

Arfwedson plus tard a montr?? que ce m??me ??l??ment est pr??sent dans les min??raux spodum??ne et l??pidolite. En 1818, Christian Gmelin a ??t?? le premier ?? observer que les sels de lithium donnent une couleur rouge vif ?? la flamme. Toutefois, les deux Arfwedson et Gmelin essay?? en vain d'isoler l'??l??ment pur de ses sels. Il n'a pas ??t?? isol?? jusqu'en 1821, lorsque William Thomas Brande obtenu par l'??lectrolyse du oxyde de lithium, un processus qui avait ??t?? employ??e par le chimiste Sir Humphry Davy pour isoler le potassium et le sodium m??taux alcalins. Brande ??galement d??crit certains sels purs de lithium, tels que le chlorure, et, estimant que la lithine ( l'oxyde de lithium) contenait environ 55% de m??tal, de l'ordre de 9,8 g / mol (valeur moderne ~ 6,94 g / mol) a estim?? le poids atomique du lithium. En 1855, des quantit??s plus importantes de lithium ont ??t?? produits par l'??lectrolyse de le chlorure de lithium par Robert Bunsen et Augustus Matthiessen. La d??couverte de cette proc??dure d??sormais conduit ?? la production commerciale de lithium, ?? partir de 1923, par la soci??t?? allemande Metallgesellschaft AG, qui effectue une ??lectrolyse d'un m??lange liquide de chlorure de lithium et chlorure de potassium.

La production et l'utilisation du lithium ont subi plusieurs changements drastiques dans l'histoire. La premi??re application importante du lithium ??tait en-haute temp??rature lithium graisses pour moteurs d'avions ou des applications similaires dans la Seconde Guerre mondiale et peu de temps apr??s. Cette utilisation a ??t?? soutenue par le fait que sur la base de lithium- les savons ont un point de fusion plus ??lev?? que d'autres savons alcalins, et sont moins corrosifs que les savons ?? base de calcium. Le petit march?? pour les savons de lithium et les graisses lubrifiantes bas??es sur eux a ??t?? soutenu par plusieurs petites op??rations mini??res principalement aux ??tats-Unis.

La demande pour le lithium a augment?? de fa??on spectaculaire au cours de la guerre froide avec la production de armes de fusion nucl??aire. Les deux produits de lithium-6 et lithium-7 tritium lorsqu'il est irradi?? par des neutrons et sont donc utiles pour la production de tritium par lui-m??me, ainsi que d'une forme de combustible de fusion solide utilis?? ?? l'int??rieur des bombes ?? hydrog??ne sous forme de lithium deut??rure . Les ??tats-Unis sont devenus le premier producteur de lithium dans la p??riode entre la fin des ann??es 1950 et le milieu des ann??es 1980. ?? la fin, les stocks de lithium ??tait d'environ 42 000 tonnes d'hydroxyde de lithium. Le lithium a ??t?? stock?? appauvrie en lithium-6 de 75%, ce qui ??tait suffisant pour affecter le mesur??e poids atomique du lithium dans de nombreux produits chimiques normalis??es, et m??me le poids atomique du lithium dans quelques ??sources naturelles?? de lithium-ion qui avaient ??t?? ??contamin??s?? par des sels de lithium rejet??s par les installations de s??paration des isotopes, qui avait trouv?? son chemin dans les eaux souterraines.

Lithium a ??t?? utilis?? pour diminuer la temp??rature de fusion du verre et d'am??liorer le comportement de fusion de l'oxyde d'aluminium pour l'utilisation de la Proc??d?? Hall-H??roult. Ces deux utilisations ont domin?? le march?? jusqu'?? ce que le milieu des ann??es 1990. Apr??s la fin de la course aux armements nucl??aires ?? la demande pour le lithium diminu?? et la vente du D??partement des stocks d'??nergie sur le march?? libre des prix r??duits davantage. Mais au milieu des ann??es 1990, plusieurs entreprises ont commenc?? ?? extraire du lithium la saumure qui se est av??r?? ??tre une m??thode moins co??teuse que l'exploitation mini??re souterraine ou m??me ?? ciel ouvert. La plupart des mines ferm??es ou d??plac?? leur attention ?? d'autres mat??riaux comme seul le minerai de pegmatites zon??es pourrait ??tre exploit?? pour un prix comp??titif. Par exemple, les mines am??ricaines pr??s de Kings Mountain, Caroline du Nord ferm?? avant la fin du 21 ^e si??cle.

L'utilisation dans les batteries lithium-ion a augment?? la demande pour le lithium et est devenu l'utilisation dominante en 2007. Avec la hausse de la demande de lithium dans les batteries dans les ann??es 2000, de nouvelles entreprises ont ??largi extraction de saumure efforts pour r??pondre ?? la demande croissante.

Production

Les images satellites de la Salar del Hombre Muerto, l'Argentine (?? gauche), et Uyuni, Bolivie (?? droite), salines sont riches en lithium. La saumure riche en lithium est concentr??e par pompage dans bassins d'??vaporation solaire (visible sur l'image de gauche).

Depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale la production de lithium a consid??rablement augment??. Le m??tal est s??par?? des autres ??l??ments min??raux ign??s tels que ceux ci-dessus. Les sels de lithium sont extraits de l'eau de sources min??rales, les lacs de saumure et d??p??ts de saumure. Le m??tal est produit par ??lectrolyse ?? partir d'un m??lange fondu de 55% le chlorure de lithium et 45% chlorure de potassium ?? environ 450 ^o C. En 1998, elle ??tait d'environ 95 $ US / kg (ou 43 US $ / livre).

Les r??serves mondiales de lithium identifi??s en 2008 ont ??t?? estim??es par le US Geological Survey que 13 millions tonnes. D??p??ts de lithium se trouvent en Am??rique du Sud ?? travers le Andes cha??ne de montagne. Le Chili est le premier producteur de lithium, suivi par l'Argentine . Les deux pays ?? se remettre du lithium ?? partir de lacs de saumure. Dans le lithium ??tats-Unis est r??cup??r?? dans les lacs de saumure Nevada. Cependant, la moiti?? des r??serves connues du monde se trouvent dans la Bolivie , un pays assis le long du versant oriental des Andes centrale. En 2009 la Bolivie a ??t?? n??gocie avec le japonais, le fran??ais, et les entreprises cor??ennes pour commencer l'extraction. Selon le US Geological Survey, la Bolivie de Uyuni Desert poss??de 5,4 millions de tonnes de lithium.

Une source potentielle est puits g??othermiques. Fluides g??othermiques portent lixiviats ?? la surface; r??cup??ration de lithium a ??t?? d??montr??e dans le domaine. Comme le lithium est s??par?? par des techniques de filtration simples, le processus et les co??ts environnementaux sont principalement celui de la g??othermie d??j?? fonctionnant bien; impacts environnementaux relatifs peuvent donc ??tre positif.

Selon une ??tude de 2011 men??e ?? Lawrence Berkeley National Laboratory et le Universit?? de Californie ?? Berkeley, l'assiette des r??serves actuellement estim??e du lithium ne devrait pas ??tre un facteur limitant pour la production de batteries ?? grande ??chelle pour les v??hicules ??lectriques, comme l'??tude estime que de l'ordre de 1 milliard 40 batteries ?? base de Li kWh pourraient ??tre construits avec des r??serves actuelles. Une autre ??tude de 2011 par des chercheurs du Universit?? du Michigan et Ford Motor Company a constat?? qu'il existe des ressources de lithium suffisantes pour soutenir la demande mondiale jusqu'en 2100, y compris le lithium n??cessaire pour l'utilisation potentielle g??n??ralis??e de hybride ??lectrique, plug-in hybride ??lectrique et V??hicules ??lectriques ?? batterie. L'??tude a estim?? mondiaux r??serves de lithium ?? 39 millions de tonnes, et la demande totale de lithium au cours de la p??riode de 90 ann??es analys??es au 12-20000000 tonnes, selon les sc??narios concernant la croissance ??conomique et les taux de recyclage.

Applications

Les estimations de lithium mondiale utilise en 2011

  C??ramique et verre (29%)

  Batteries (27%)

  Graisses (12%)

  La coul??e continue (5%)

  Traitement de l'air (4%)

  Les polym??res (3%)

  La production d'aluminium primaire (2%)

  Pharmaceuticals (2%)

  Autres (16%)

C??ramique et verre

oxyde de lithium est un flux largement utilis?? pour le traitement de la silice , en r??duisant le point de fusion et viscosit?? de la mati??re et conduisant ?? glacis de propri??t??s physiques am??lior??es, y compris de faibles coefficients de dilatation thermique. Oxydes lithium sont une composante de plats ?? four. Dans le monde, ce est le plus grand usage unique pour les compos??s de lithium (voir graphique). Le carbonate de lithium (Li ₂ CO ₃₎ est g??n??ralement utilis?? dans la pr??sente demande: il convertit par chauffage en l'oxyde.

??lectrique et ??lectronique

Dans les derni??res ann??es du 20??me si??cle, devint lithium important en tant que un mat??riau d'anode. Utilis?? dans batteries lithium-ion en raison de sa haute potentiel ??lectrochimique, une cellule typique peut produire environ 3 volts , contre 2,1 volts pour du plomb / acide ou 1,5 volts pour cellules zinc-carbone. En raison de sa faible masse atomique, elle a aussi une haute charge-et rapport puissance-poids. Les piles au lithium sont jetable ( primaire) batteries au lithium ou ses compos??s comme un anode. Les piles au lithium ne doivent pas ??tre confondus avec batteries lithium-ion, qui sont haute densit?? d'??nergie batteries rechargeables. Autres piles rechargeables comprennent la batterie polym??re lithium-ion, lithium fer phosphate de la batterie, et de la Batterie de nanofil.

Graisses

La troisi??me utilisation la plus courante de lithium est dans les graisses. L'hydroxyde de lithium est une forte base et, lorsqu'il est chauff?? avec une graisse, produit un savon en lithium st??arate. Savon de lithium a la capacit?? de ??paissir les huiles, et il est utilis?? pour la fabrication de tout usage, ?? haute temp??rature graisses lubrifiantes.

Alliages

Lorsqu'il est utilis?? comme Flux pour soudure ou brasage, du lithium m??tallique favorise la fusion des m??taux lors du processus et ??limine la formation de oxydes en absorbant les impuret??s. La qualit?? de fixation est ??galement important en tant que flux de production la c??ramique, ??maux et de verre. Les alliages du m??tal avec de l'aluminium, le cadmium , le cuivre et le mangan??se sont utilis??s pour fabriquer des pi??ces d'avions ?? hautes performances (voir ??galement Alliages lithium-aluminium). compos??s de lithium sont ??galement utilis??s comme colorants pyrotechniques et les oxydants en rouge feux d'artifice et fus??es.

Autres utilisations chimiques et industriels

l'utilisation de lithium dans les ??ruptions et pyrotechnie est due ?? sa flamme de rose-rouge.

Purification de l'air

Le chlorure de lithium et bromure de lithium sont hygroscopique et sont ?? dess??chants pour les flux de gaz. L'hydroxyde de lithium et peroxyde de lithium sont les sels les plus utilis??s dans des espaces confin??s, comme ?? bord engins spatiaux et sous-marins , pour l'??limination du dioxyde de carbone et de purification de l'air. L'hydroxyde de lithium absorbe le dioxyde de carbone de l'air en formant du carbonate de lithium, et est pr??f??r?? ?? d'autres hydroxydes alcalins pour son faible poids.

le peroxyde de lithium (Li ₂ O ₂₎ en pr??sence d'humidit?? non seulement absorbe le dioxyde de carbone pour former du carbonate de lithium, mais lib??re ??galement de l'oxyg??ne. Par exemple:

2 Li ₂ O ₂ + 2 CO ₂ → 2 Li ₂ CO ₃ + O _2.

Certains des compos??s pr??cit??s, ainsi que le chlorate de lithium, sont utilis??s dans bougies d'oxyg??ne qui fournissent des sous-marins avec l'oxyg??ne .

Optique

Le fluorure de lithium, cultiv?? artificiellement cristal , est claire et transparente et souvent utilis?? en optique sp??cialiste IR, UV et VUV ( UV dans le vide ) applications. Il poss??de l'un des plus bas indices de r??fraction et la gamme la plus ??loign??e de transmission dans l'UV profond de la plupart des mat??riaux courants. Finement divis?? de la poudre de fluorure de lithium a ??t?? utilis?? pour dosim??trie de rayonnement thermoluminescent (DTL): lorsqu'un ??chantillon de telle est expos?? ?? un rayonnement, il se accumule des d??fauts cristallins qui, lorsqu'il est chauff??, r??solvent l'interm??diaire d'une sortie de lumi??re bleu??tre dont l'intensit?? est proportionnelle ?? la dose absorb??e, permettant ainsi ?? ce ??tre quantifi??. Le fluorure de lithium est parfois utilis?? dans les lentilles de contact de t??lescopes .

La non-lin??arit?? ??lev?? de niobate de lithium permet ??galement utiles dans applications de l'optique non lin??aire. Il est largement utilis?? dans les produits de t??l??communication tels que les t??l??phones mobiles et modulateurs optiques, pour des composants tels que cristaux de r??sonance. applications au lithium sont utilis??es dans plus de 60% des t??l??phones mobiles.

compos??s du lithium en chimie organique et polym??res

compos??s d'organolithium sont largement utilis??s dans la production de polym??re et de produits chimiques fines. Dans l'industrie des polym??res, ce qui est le consommateur dominante de ces r??actifs, les compos??s d'alkyl-lithium sont des catalyseurs / des initiateurs. en polym??risation anionique de non fonctionnalis??es ol??fines . Pour la production de produits de chimie fine, des compos??s organiques de lithium fonctionnent comme des bases fortes et comme r??actifs pour la formation de liaisons carbone-carbone. Compos?? organolithium sont pr??par??s ?? partir de lithium m??tallique et les halog??nures d'alkyle.

De nombreux autres compos??s de lithium sont utilis??s en tant que r??actifs pour pr??parer des compos??s organiques. Des compos??s appr??ci??s comprennent l'hydrure de lithium-aluminium (LiAlH _4), le tri??thylborohydrure de lithium (LiBH (C ₂ H _{5) 3).}

Les applications militaires

Le lithium m??tallique et son complexe des hydrures, tels que Li [AlH _4] , sont utilis??s comme additifs de haute ??nergie ?? propergols.

Le lancement d'une torpille utilisant du lithium comme carburant

Le Mark 50 Torpedo syst??me de propulsion de l'??nergie chimique stock??e (de SCEPS) utilise un petit r??servoir de l'hexafluorure de soufre gazeux qui est pulv??ris??e sur un bloc de lithium solide. La r??action g??n??re de la chaleur qui est utilis??e pour g??n??rer vapeur. La vapeur propulse la torpille dans un endroit ferm?? Cycle de Rankine.

Nucl??aire

Lithium-6 est ??valu?? en tant que mat??riau de source pour production de tritium et en tant que absorbeur de neutrons dans la fusion nucl??aire. Lithium naturel contient environ 7,5% de lithium-6 ?? partir de laquelle de grandes quantit??s de lithium-6 ont ??t?? produites par la s??paration des isotopes pour une utilisation dans des armes nucl??aires . Lithium-7 a gagn?? l'int??r??t pour une utilisation dans r??acteur nucl??aire r??frig??rants.

Deut??rure de lithium a ??t?? utilis?? comme combustible dans le Castle Bravo p??riph??rique nucl??aire.

Deut??rure de lithium est le combustible de fusion de choix dans les premi??res versions de la bombe ?? hydrog??ne . Lorsqu'il est bombard?? par les neutrons , ?? la fois ⁶ Li et ⁷ Li produire tritium - cette r??action, qui ne est pas enti??rement comprise ?? bombes ?? hydrog??ne ont d'abord ??t?? test??s, ??tait responsable pour le rendement de l'emballement Castle Bravo essai nucl??aire. Tritium fusionne avec deut??rium dans un r??action de fusion qui est relativement facile ?? r??aliser. Bien que les d??tails restent secrets, le lithium-6 deut??rure apparemment encore joue un r??le dans modernes armes nucl??aires , en tant que mat??riau de fusion.

le fluorure de lithium, quand fortement enrichi en isotope lithium-7, forme le constituant basique du m??lange de sel de fluorure LIF- BeF ₂ utilis?? dans liquides r??acteurs nucl??aires fluorure. Le fluorure de lithium est exceptionnellement chimiquement stable et LiF-BeF _deux m??langes ont des points de fusion bas. En outre, ⁷ Li, Be, et F sont parmi les rares nucl??ides avec suffisamment bas capture neutronique sections transversales thermiques ne empoisonnent les r??actions de fission ?? l'int??rieur d'un r??acteur de fission nucl??aire.

Dans le nucl??aire conceptualis?? centrales de fusion, le lithium seront utilis??s pour produire du tritium dans r??acteurs confin??s magn??tiquement ?? l'aide deut??rium et de tritium comme combustible. Tritium d'origine naturelle est extr??mement rare et doit ??tre produit par synth??se par la r??action entourant le plasma par une couverture ??lithi?? o?? les neutrons issus de la r??action de deut??rium-tritium dans le plasma seront fission du lithium pour produire plus de tritium:

⁶ Li + n → ⁴ He + ³ T.

Le lithium est ??galement utilis?? comme une source pour des particules alpha, ou d'h??lium noyaux. Lorsque ⁷ Li est bombard?? par acc??l??r??es protons ⁸ Be est form??e, qui subit une fission pour former deux particules alpha. Cet exploit, appel?? ??fission de l'atome" ?? l'??poque, ??tait le premier enti??rement fait homme- r??action nucl??aire. Il a ??t?? produit par Cockroft et Walton en 1932. (Les r??actions nucl??aires et humaine dirig??e Transmutation avait ??t?? accomplie d??s 1917, mais en utilisant le bombardement radioactif naturel avec des particules alpha).

M??decine

Dans le traitement du trouble bipolaire, composés de lithium continuent d'être la norme à laquelle les nouveaux médicaments sont mesurés. Les sels de lithium peuvent également être utiles pour les diagnostics associés, tels que les troubles schizo-affectifs et cyclique dépression majeure. Le principe actif dans ces sels est le lithium-ion Li ⁺ , bien que les mécanismes détaillés sont débattues.

Pr??cautions

NFPA 704
0 3 2 W
Le Signe de danger pour le diamant de feu pour le métal lithium

Le lithium est corrosif et nécessite un traitement spécial pour éviter le contact de la peau. L'inhalation de poussière de lithium ou les composés de lithium (qui sont souvent alcaline) initialement irriter le nez et la gorge, tandis que l'exposition élevée peut provoquer une accumulation de liquide dans les poumons, entraînant un ??dème pulmonaire. Le métal lui-même est dangereux pour la manipulation en raison de l' hydroxyde caustique produite quand il est en contact avec l'humidité. Le lithium est stocké en toute sécurité dans les composés non réactifs tels que le naphta.

Il ya eu des suggestions de risque accru de développerune anomalie cardiaque d'Ebstein chez les nourrissons nés de femmes prenant de lithium au cours du premier trimestre de la grossesse.

R??glementation

Certaines juridictions limitent la vente de batteries au lithium, qui sont la source la plus facilement disponible du lithium pour les consommateurs ordinaires. Le lithium peut être utilisé pour réduire la pseudoéphédrine et l'éphédrine à la méthamphétamine dans la méthode de réduction de Birch, qui emploie des solutions de métaux alcalins anhydre dissous dans l'ammoniac . Transport et l'expédition de certains types de batteries au lithium peuvent être interdits à bord de certains types de transport (notamment les avions) en raison de la capacité de la plupart des types de batteries au lithium à pleinement remplir très rapidement lorsque court-circuit, entraînant une surchauffe et possible explosion dans un processus appelé emballement thermique. La plupart des batteries au lithium des consommateurs disposent d'une protection de surcharge thermique intégrée pour prévenir ce type d'incident, ou leur conception limite intrinsèquement courants de court-circuit. Short internes ont été connus pour développer en raison de défauts de fabrication ou de dommages aux batteries qui peuvent conduire à un emballement thermique spontanée.