3 Li Литий 6.94
Щелочной металл s-block Period 2 Group 1

Литий

Li · Element 3 · Alkali metals

The lightest metal, soft enough to cut with a knife and reactive enough to be stored under oil — the element that powers almost every rechargeable device you own.

СОСТОЯНИЕ ПРИ 20°C Твёрдое
АТОМНАЯ МАССА 6.94 u
ELECTRON CONFIGURATION [He] 2s¹

Строение

Атом литий

Это не схема из точек на кольцах, а выборка методом Монте-Карло из фактической плотности вероятности |ψ|² для каждой занятой подоболочки. Перетаскивайте, чтобы вращать. Синий и фиолетовый цвета обозначают противоположные знаки волновой функции, благодаря чему возможно образование связей.

Облако орбиталей

Измеренные значения

Таблица свойств

Каждая полоса показывает, какое место литий занимает среди всех 118 элементов по этому свойству.

Физические

Плотность 0.534 g/cm³ 9%
Температура Плавления 453.7 K 24%
Температура Кипения 1615 K 36%
Удельная теплоёмкость 3.582 J/g·K
Теплопроводность 84.8 W/m·K 77%

Атомные

Атомный Радиус 152 pm 47%
Ковалентный радиус 128 pm
Радиус Ван-дер-Ваальса 182 pm

Электронные

Электроотрицательность 0.98 8%
Энергия ионизации 520.1 kJ/mol 8%
Сродство к Электрону 59.8 kJ/mol 52%

Распространённость

Распространённость в земной коре 20 mg/kg 73%

Идентификационные

СимволLi
Атомный номер3
Атомная масса6.94 u
КатегорияЩелочной металл
Блокs
Кристаллическая структураобъёмно-центрированная кубическая
Степени окисления+1
Открытие1817
ПервооткрывательJohan August Arfwedson

Источники: стандартные атомные массы IUPAC 2021 года · Справочник химии и физики CRC · NIST. Значения, отмеченные ~, являются расчётными, а не измеренными.

Размер в масштабе

How big is a литий atom?

Radius 152 pm — that is 0.152 nm, so about 3289 million of them side by side would span a millimetre.

Тепловой диапазон

Solid, liquid, gas — and when

Литий is liquid over a 1161 K window, from 454 K to 1615 K.

Положение

Положение в таблице

Литий sits in period 2, group 1. Everything in group 1 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ

All щелочные металлы

История

Что такое литий и как его обнаружили

Революционный металл для аккумуляторов

Литий, самый лёгкий металл на Земле, произвёл революцию в современной технологии и медицине. Названный от греческого слова «lithos», означающего «камень», этот серебристо-белый щелочной металл был впервые открыт в 1817 году Johan August Arfwedson в минерале петалите. Несмотря на то что литий — твёрдое вещество, он настолько лёгкий, что плавает на воде, хотя при контакте бурно реагирует.

Уникальные физические свойства

Литий обладает необычными характеристиками, отличающими его от других металлов. При плотности всего 0.534 g/cm³ он вдвое менее плотный, чем вода. Он имеет самую высокую удельную теплоёмкость среди всех твёрдых элементов и наибольший диапазон температур между температурами плавления и кипения среди всех элементов. Свежий литий имеет яркий металлический блеск, но быстро тускнеет на воздухе, образуя серое оксидное покрытие.

Химическая реакционная способность

Будучи первым щелочным металлом, литий чрезвычайно реакционноспособен, но менее активен, чем другие элементы группы 1. Он реагирует с водой с образованием гидроксида лития и водорода: 2Li + 2H₂O → 2LiOH + H₂. В отличие от других щелочных металлов, литий при воздействии газа азота образует устойчивый нитрид (Li₃N), а его соединения часто проявляют ковалентный характер из-за малого размера и высокой плотности заряда ионов Li⁺.

Биологическое значение

Литий играет важную роль в нейрохимии и психическом здоровье. Соли лития используются для лечения биполярного расстройства с 1949 года, что делает их одним из старейших психиатрических препаратов, применяемых до сих пор. Металл проникает через гематоэнцефалический барьер и влияет на работу нейромедиаторов, особенно на пути серотонина и норадреналина.

Применение

Для чего используется литий

Революционные применения

🔋 Революция в хранении энергии

  • Литий-ионные аккумуляторы: Tesla Model S содержит 7,104 литий-ионных элементов с 63 kg соединений лития
  • Бытовая электроника: Каждый смартфон, ноутбук и планшет используют литий-ионную технологию
  • Аккумуляторы электромобилей: BMW i3, Nissan Leaf и Chevy Bolt используют катоды из литий-железо-фосфата (LiFePO₄)
  • Хранение энергии в электросетях: Системы Tesla Powerpack и Megapack хранят возобновляемую энергию с помощью литий-ионных массивов
  • Первичные литиевые батареи: Неперезаряжаемые литиевые металлические батареи питают кардиостимуляторы и дымовые извещатели

💊 Медицинское и фармацевтическое применение

  • Лечение биполярного расстройства: Карбонат лития (Li₂CO₃) и цитрат лития назначаются более чем 1 миллиону пациентов по всему миру
  • Лечение депрессии: Усиливающая терапия с СИОЗС при депрессии, устойчивой к лечению
  • Профилактика кластерной головной боли: Карбонат лития в дозе 300–900mg в сутки снижает частоту и интенсивность приступов
  • Профилактика самоубийств: Исследования показывают тринадцатикратное снижение риска самоубийства среди принимающих литий
  • Нейропротекция: Исследования указывают на потенциальную возможность лечения болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона

🏭 Промышленное производство

  • Стекло и керамика: Оксид лития (Li₂O) снижает температуру плавления и тепловое расширение в посуде Pyrex и Corning
  • Производство алюминия: Флюс из фторида лития повышает проводимость и снижает энергопотребление на 10–15%
  • Смазочные материалы: Стеарат лития образует высокотемпературные смазки для авиационной и автомобильной техники
  • Очистка воздуха: Гидроксид лития (LiOH) удаляет CO₂ в космических аппаратах и подводных лодках: LiOH + CO₂ → LiHCO₃
  • Синтетический каучук: Бутиллитий инициирует полимеризацию для производства высокоэффективных шин и синтетического каучука

⚗️ Передовые химические применения

  • Ядерный синтез: Литий-6 производит тритий для термоядерных реакторов: ⁶Li + нейтрон → ³H + ⁴He
  • Органический синтез: Литийорганические реагенты (например, н-бутиллитий) создают связи углерод–углерод при производстве фармацевтических препаратов
  • Осушение: Хлорид лития (LiCl) поглощает влагу в промышленных сушильных системах
  • Металлургия: Добавление лития к сплавам алюминия и магния повышает прочность и коррозионную стойкость

Обращение

Безопасность

Полное руководство по безопасности

⚠️ Физические и химические опасности

ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИЙСЯ МЕТАЛЛ — РЕАГИРУЕТ С ВОДОЙ

  • Пирофорность: Мелкодисперсный литий самовоспламеняется на воздухе
  • Реакция с водой: 2Li + 2H₂O → 2LiOH + H₂ + тепло (бурная, потенциально взрывоопасная)
  • Выделение водорода: Реакция приводит к образованию легковоспламеняющегося газа водорода
  • Едкие продукты: Образуется сильнощелочной гидроксид лития (pH >12)

🛡️ Предельно допустимые уровни OSHA

  • Установленный PEL отсутствует для металлического лития (недостаточно данных о токсичности)
  • Соединения лития: Специальные ограничения OSHA отсутствуют; соблюдайте общие стандарты обработки металлов
  • Медицинский контроль: Требуется для работников, регулярно подвергающихся воздействию соединений лития
  • Терапевтический диапазон: 0.6–1.2 mEq/L в крови при лечении биполярного расстройства
  • Порог токсичности: >1.5 mEq/L может вызывать тяжёлые неврологические симптомы

🧤 Средства индивидуальной защиты

  • Защита органов дыхания: Пылезащитная маска, одобренная NIOSH, при работе с порошком лития
  • Защита глаз: Защитные очки от химических брызг и лицевой щиток при работе с реакционноспособными формами
  • Защита кожи: Перчатки из неопрена или бутилкаучука (ПВХ неэффективен против литийорганических соединений)
  • Одежда: Огнестойкая одежда при работе с металлическим литием
  • Аварийное оборудование: Аварийный душ и станции для промывания глаз в пределах 25 feet

📦 Требования к хранению и обращению

  • Металлический литий: Хранить под минеральным маслом или в инертной атмосфере (аргон/азот)
  • Соединения лития: Хранить в сухом прохладном месте вдали от кислот и окислителей
  • Тушение пожара: Огнетушители класса D (медный порошок, графитовый порошок или песок)
  • Никогда не используйте воду: Вода усиливает возгорание лития и увеличивает выделение водорода
  • Раздельное хранение: Хранить отдельно от галогенов, кислот и сильных окислителей на расстоянии >6 meters

🚨 Процедуры реагирования на чрезвычайные ситуации

Пожар лития:

  • НЕ используйте воду, пену или CO₂ — применяйте только огнетушащие вещества класса D
  • Засыпьте сухим песком, графитовым порошком или используйте специализированный огнетушитель для лития
  • Эвакуируйте помещение при наличии большого количества вещества
  • Небольшим очагам возгорания позвольте выгореть, если отсутствует риск воздействия

Контакт с кожей/глазами:

  • Немедленно снимите загрязнённую одежду
  • Промывайте поражённые участки большим количеством воды в течение 15+ минут
  • Не пытайтесь нейтрализовать ожоги от щелочного гидроксида лития
  • При любом контакте с металлическим литием немедленно обратитесь за медицинской помощью

Воздействие при вдыхании:

  • Немедленно вынесите пострадавшего на свежий воздух
  • Следите за раздражением дыхательных путей или отёком лёгких
  • При наличии подготовки и возможности обеспечьте дополнительную подачу кислорода
  • При любом значительном воздействии требуется медицинское обследование

Медицинская токсичность:

  • Ранние признаки: Тошнота, диарея, тремор, сонливость
  • Тяжёлая токсичность: Спутанность сознания, судороги, повреждение почек, сердечные аритмии
  • Лечение: Прекратить приём лития, увеличить потребление жидкости, контролировать электролиты
  • Гемодиализ: Требуется при тяжёлом отравлении (>4.0 mEq/L в крови)

⚠️ Особые условия на рабочем месте

  • Производство аккумуляторов: Организуйте мониторинг воздействия гексафторофосфата лития (LiPF₆)
  • Медицинские учреждения: Регулярно контролируйте уровень лития в крови у медицинских работников, работающих с препаратами лития
  • Исследовательские лаборатории: Специализированное обучение работе с литийорганическими реагентами
  • Управление отходами: Отходы металлического лития требуют специальной утилизации — никогда не выбрасывайте их в обычный мусор

Краткие ответы

Литий: часто задаваемые вопросы

What is Литий?

Литий (symbol Li) is element 3 on the periodic table, a щелочной металл in period 2, group 1. The lightest metal, soft enough to cut with a knife and reactive enough to be stored under oil — the element that powers almost every rechargeable device you own. At room temperature it is a solid.

What is the electron configuration of Литий?

Литий's ground-state electron configuration is [He] 2s¹, giving 2 occupied shells holding 2, 1 electrons respectively.

What are the melting and boiling points of Литий?

Литий melts at 453.7 K (180.5 °C) and boils at 1615 K (1341.9 °C).

What is the atomic mass of Литий?

The standard atomic weight of Литий is 6.94 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is Литий?

Литий has a density of 0.534 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of литий floats.

What is the electronegativity of Литий?

Литий has a Pauling electronegativity of 0.98. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). A value this low means it readily gives its outer electrons away, forming positive ions.

Who discovered Литий, and when?

Литий was discovered in 1817 by Johan August Arfwedson. It is named after greek lithos, "stone".

How common is Литий on Earth?

Литий makes up about 20 mg/kg of the Earth's crust — uncommon, but not rare.