С чем взаимодействует литий

Литий: способы получения и химические свойства

Литий — это щелочной металл, серебристо-белого цвета. Самый легкий из металлов, мягкий, низкая температура плавления.

Литий получают в промышленности электролизом расплава хлорида лития в смеси с KCl или BaCl₂ (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси):

2LiCl = 2Li + Cl₂

Качественная реакция

Химические свойства

Литий — активный металл; на воздухе реагирует с кислородом и азотом, и покрывается оксидно-нитридной пленкой. Воспламеняется при умеренном нагревании; окрашивает пламя газовой горелки в темно-красный цвет.

1.1. Литий легко реагирует с галогенами с образованием галогенидов:

2Li + I₂ = 2LiI

1.2. Литий реагирует с серой с образованием сульфида лития:

2Li + S = Li₂S

3Li + P = Li₃P

2Li + H₂ = 2LiH

1.4. С азотом литий реагирует при комнатной температуре с образованием нитрида:

1.5. Литий реагирует с углеродом с образованием карбида:

1.6. При взаимодействии с кислородом литий образует оксид.

2. Литий активно взаимодействует со сложными веществами:

2Li 0 + H₂ + O = 2 Li + OH + H₂ 0

Видеоопыт: взаимодействие щелочных металлов с водой можно посмотреть здесь.

2.2. Литий взаимодействует с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой) со взрывом. При этом образуются соль и водород.

2Li + 2HCl = 2LiCl + H₂↑

2.3. При взаимодействии лития с концентрированной серной кислотой выделяется сероводород.

2.4. Литий реагирует с азотной кислотой:

3Li + 4HNO_3(разб.) = 3LiNO₃ + NO↑ +2H₂O

3Li + AlCl₃ → 3LiCl + Al

Источник

Свойства лития. Реакции воды и некоторых кислот с литием

C какими веществами реагирует литий

Литий — металл первой группы второго периода в таблице Менделеева — был открыт в 1817 году. Сделал это открытие шведский ученый Иоганн Аугуст Арфведсон, когда он исследовал разные минералы. Элемент этот находился в петалите, сподумене и лепидолите. Немного позднее, в 1818 году, Гемфри Деви получил металлический литий.

Литий и его соединения являются незаменимыми химическими элементами в жизни человека. Литий используется во многих промышленных сферах:

литий часто используется как металл для сплавов — с ним получаются легкие, но в тоже время прочные припои;

также литий используют в радиоэлектронике и ядерной энергетике;

в медицине широко применяют соли лития.

Вообще, в небольших количествах литий необходим для здоровья человека и поддерживает функционирование жизненно важных органов, таких как сердце, печень и легкие.

И это далеко не все сферы, где применяется этот металл и его соединения.

Физические свойства лития

Литий представляет собой щелочной металл серебристо-белого цвета. Он пластичен и легко поддается обработке: кубик металлического лития можно разрезать ножом.

Примечательно, что литий является единственным металлом из этой группы, который кипит и плавится при довольно высоких температурах: 1340 и 180,54 °С соответственно. Но также примечательно, что, по сравнению с «щелочными соседями», у лития самая низкая плотность (она в два раза меньше плотности воды). Из-за этого свойства литий не тонет даже в керосине.

Химические свойства

Во влажном воздухе литий может вступать в медленные реакции с азотом и другими газами, которые входят в состав воздуха. При этом образуется: Li₃N, LiOH и Li₂­CO₃ — нитрид, гидроксид и карбонат соответственно.

Другие химические свойства лития

При нагревании с кислородом литий сгорает с образованием оксида лития Li₂O.

Литий и его соли окрашивают пламя в карминно-красный цвет.

Такая качественная реакция на литий была установлена Леопольдом Гмелином в 1818 году.

При температурах от 100 до 300 °С на поверхности лития образуется плотная оксидная пленка, которая защищает металл от дальнейшего окисления. Литий легко реагирует с галогенами (кроме йода).

С водой литий реагирует спокойно: реакция не сопровождается возгоранием или взрывом.

Литий взаимодействует со спиртами, образуя алкоголяты.

При нагревании реагирует с серой, кремнием, йодом, водородом с образованием сульфида, силицида, йодида и гидрида лития.

Реакция лития с водой

Реакция проходит довольно спокойно. Если литий — как и все щелочные металлы — опустить в воду, начнет образовываться щелочь и выделяться водород, а металл будет плавать на поверхности и буквально таять на глазах. Реакция растворения лития в воде сопровождается характерным шипением.

Щелочь, образующаяся в растворе, — гидроксид лития LiOH. Он представляет собой кристаллы белого цвета и является довольно сильным основанием:

2Li + 2H₂O → 2LiOH + H₂↑

Реакция лития и серной кислоты

Если добавить небольшую пластинку лития в концентрированную серную кислоту, получится сульфат лития, сероводород и вода.

Внимание! Не пытайтесь повторить этот опыт самостоятельно! Здесь вы найдете безопасные эксперименты, которые можно проводить дома.

Сама по себе реакция опасна, особенно в домашних условиях, поскольку литий моментально загорается ярким пламенем:

8Li + 5H₂­SO₄ → 4Li₂­SO₄ + Н₂S + 4H₂O

С разбавленной серной кислотой литий взаимодействует с образованием сульфата лития и водорода.

Реакция лития с азотной кислотой

Если опустить кусочек лития в разбавленную азотную кислоту, образуется нитрат лития, нитрат аммония и вода:

8Li + 10H­NO₃ → 8Li­NO₃ + NH₄NO₃ + 3H₂O

С концентрированной азотной кислотой литий реагирует иначе. Продуктами реакции будут нитрат лития, вода и диоксид азота:

Li + 2H­NO₃ → LiNO₃ +NO₂ + H₂O

Реакция с соляной кислотой

С соляной кислотой литий реагирует как и другие металлы — образуется хлорид лития и выделяется водород:

2Li + 2HCl = 2Li­Cl + H₂

Стоить отметить, что реакция лития и других щелочных металлов с кислотами идет неоднозначно, поскольку в растворах кислот содержится вода, с которой литий активно взаимодействует с образованием гидроксида лития, который вступает в реакцию с кислотами с образованием соли и воды.

Источник

Литий, свойства атома, химические и физические свойства

Литий, свойства атома, химические и физические свойства.

6,938-6,997* 1s 2 2s 1

Литий — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 3. Расположен в 1-й группе (по старой классификации — главной подгруппе первой группы), втором периоде периодической системы.

Атом и молекула лития. Формула лития. Строение атома лития:

Литий (Li, лат. lithium, c греч. λίθος – «камень») – химический элемент 1 груп­пы ко­рот­кой фор­мы (по старой классификации – главной подгруппы первой группы) периодической системы химических элементов второго периода системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 3.

Литий обозначается символом Li.

Как простое вещество литий при нормальных условиях представляет собой мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета.

Молекула лития одноатомна.

Химическая формула лития Li.

Строение атома лития. Атом лития состоит из положительно заряженного ядра (+3), вокруг которого по атомным оболочкам (двум s-орбиталям) движутся три электрона. Поскольку литий расположен во втором периоде, оболочки всего две, одна из которых является внешней. При этом 2 электрона находятся на внутреннем уровне, а 1 электрон – на внешнем. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внешнем энергетическом уровне атома лития на 2s-орбитали находятся один неспаренный электрон. Электроны, расположенные на внешней оболочке, называются валентными и участвуют в образовании химических связей. В свою очередь ядро атома лития состоит из трех протонов и четырех нейтронов. Литий относится к элементам s-семейства.

Радиус атома лития (вычисленный) составляет 167 пм.

Атомная масса атома лития составляет 6,938-6,997 а. е. м. (г/моль).

Изотопы и модификации лития:

Свойства лития (таблица): температура, плотность и пр.:

201* Указан диапазон значений атомной массы в связи с различной распространённостью изотопов данного элемента в природе.

205* Эмпирический радиус атома лития [1] составляет 152 пм.

206* Ковалентный радиус лития согласно [1] и [3] составляет 128±7 пм и 134 пм соответственно.

402* Температура плавления лития согласно [3] составляет 180,54 °C (453,69 K, 356,97 °F).

403* Температура кипения лития согласно [3] составляет 1339,85 °C (613 K, 2443,73 °F).

407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔH_пл) лития согласно [3] и [4] составляет 2,89 кДж/моль и 4,2 кДж/моль соответственно.

408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔH_кип) лития согласно [3] и [4] составляет 148 кДж/моль и 138 кДж/моль соответственно.

Физические свойства лития:

Литий представляет собой серебристо-белый металл, мягкий и пластичный, твёрже натрия, но мягче свинца. В связи с ем его можно обрабатывать прессованием и прокаткой.

При комнатной температуре металлический литий имеет кубическую объёмноцентрированную решётку (координационное число 8), пространственная группа I m3m, параметры ячейки a = 0,35021 нм, Z = 2.

Однако ниже 78 К устойчивой кристаллической формой является гексагональная плотноупакованная структура, в которой каждый атом лития имеет 12 ближайших соседних атома, расположенных в вершинах кубооктаэдра. Кристаллическая решётка относится к пространственной группе P 63/mmc, параметры a = 0,3111 нм, c = 0,5093 нм, Z = 2.

Литий – очень легкий металл.

Литий имеет самую низкую плотность при комнатной температуре среди всех металлов (0,534 г/см³, почти в два раза меньше плотности воды). Вследствие своей низкой плотности литий всплывает не только в воде, но и, например, в керосине.

Литий не растворяется в воде, но реагирует с ней. Литий плохо растворяется в органических растворителях, ртути. Растворяется в жидком аммиаке с образованием синего раствора с металлической проводимостью. Растворяется в расплавленном алюминии.

Расплавленный литий растворяет металлы и обезуглероживает стали, что приводит к изменению прочности конструкционных материалов. Расплавленный литий не растворяет инертные газы.

Пары лития имеют ярко-красный цвет.

Температура плавления лития (Li) составляет 180,54 °C.

Температура кипения лития (Li) составляет 1330 °C.

Из всех щелочных металлов литий характеризуется самыми высокими температурами плавления и кипения (180,54 и 1339,85 °C, соответственно).

Маленькие размеры атома лития приводят к появлению особых свойств металла. Например, он смешивается с натрием только при температуре ниже 380 °C и не смешивается с расплавленными калием, рубидием и цезием, в то время как другие пары щелочных металлов смешиваются друг с другом в любых соотношениях.

Теплопроводность лития при 300 K составляет 84,8 Вт/(м·К).

Химические свойства лития. Взаимодействие лития. Химические реакции с литием:

1. Реакция взаимодействия лития и кислорода:

Реакция взаимодействия лития и кислорода происходит с образованием оксида лития. В ходе реакции также образуется примесь – пероксид лития Li₂O_2.

2. Реакция взаимодействия лития и углерода:

Реакция взаимодействия лития и углерода происходит с образованием ацетиленида лития.

3. Реакция взаимодействия лития и кремния:

4Li + Si → Li₄Si (t = 600-700 °C).

4. Реакция взаимодействия лития и хлора:

Реакция взаимодействия лития и хлора происходит с образованием хлорида лития. Реакция протекает при комнатной температуре.

5. Реакция взаимодействия лития и водорода:

2Li + H₂ → 2LiH (t = 500-700 °C).

Реакция взаимодействия лития и водорода происходит с образованием гидрида лития.

6. Реакция взаимодействия лития и брома:

Реакция взаимодействия лития и брома происходит с образованием бромида лития. Реакция протекает при комнатной температуре.

7. Реакция взаимодействия лития и йода:

2Li + I₂ → 2LiI (t > 200 °C).

Реакция взаимодействия йода и лития происходит с образованием йодида лития.

8. Реакция взаимодействия лития и фтора:

Реакция взаимодействия фтора и лития происходит с образованием фторида лития. Реакция протекает при комнатной температуре.

Аналогичным образом литий вступает в реакции и с другими неметаллами: мышьяком, серой, азотом.

9. Реакция взаимодействия лития и сурьмы:

Реакция взаимодействия лития и сурьмы происходит с образованием стибида лития. Реакция протекает при сплавлении реакционной смеси.

10. Реакция взаимодействия лития, оксида азота (II) и оксида азота (IV):

Реакция взаимодействия лития, оксида азота (II) и оксида азота (IV) происходит с образованием нитрита лития.

11. Реакция взаимодействия лития и воды:

Реакция взаимодействия лития и воды происходит с образованием гидроксида лития и водорода. Реакция протекает бурно.

12. Реакция взаимодействия лития и оксида фосфора (V):

Реакция взаимодействия оксида фосфора (V) и лития происходит с образованием метафосфата лития и фосфида лития.

13. Реакция взаимодействия лития и азотной кислоты:

Аналогичные реакции протекают и с другими минеральными кислотами.

14. Реакция взаимодействия лития и сероводорода:

Реакция взаимодействия лития и сероводорода происходит с образованием сульфида лития и водорода.

Аналогичные реакции протекают и с другими водородосодержащими соединениями: хлороводородом.

15. Реакция взаимодействия лития и этанола:

Реакция взаимодействия лития и этанола происходит с образованием этанолята лития и водорода.

Источник

Литий, свойства атома, химические и физические свойства

Литий, свойства атома, химические и физические свойства.

6,938-6,997 1s 2 2s 1

Литий — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 3. Расположен в 1-й группе (по старой классификации — главной подгруппе первой группы), втором периоде периодической системы.

Общие сведения:

— литий c кубической объёмно-центрированной кристаллической решёткой,

— литий с гексагональной плотноупакованной кристаллической решёткой,

— литий с ромбоэдрической (тригональной) кристаллической решёткой115Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга— литий c кубической объемно-центрированной кристаллической решёткой существует выше 70 K и иных стандартных условиях,

— литий с гексагональной плотноупакованной кристаллической решёткой в интервале температур от 4,2 до 70 K и иных стандартных условиях,

Свойства атома лития :

204Радиус атома (вычисленный)167 пм205Эмпирический радиус атома*145 пм206Ковалентный радиус*128 пм207Радиус иона (кристаллический)Li +

(в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле)208Радиус Ван-дер-Ваальса182 пм209Электроны, Протоны, Нейтроны3 электрона, 3 протона, 4 нейтрона210Семейство (блок)элемент s-семейства211Период в периодической таблице2212Группа в периодической таблице1-ая группа (по старой классификации – главная подгруппа 1-ой группы)213Эмиссионный спектр излучения

Химические свойства лития:

Физические свойства лития:

0,512 г/см 3 (при температуре плавления 180,50 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость),

0,507 г/см 3 (при 200 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость),

0,49 г/см 3 (при 400 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость),

0,474 г/см 3 (при 600 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость),

0,457 г/см 3 (при 800 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость),

0,441 г/см 3 (при 1000 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость)402Температура плавления*180,50 °C (453,65 K, 356,90 °F)403Температура кипения*1330 °C (1603 K, 2426 °F)404Температура сублимации405Температура разложения406Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом407Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔH_пл)*3,00 кДж/моль408Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔH_кип)*136 кДж/моль409Удельная теплоемкость при постоянном давлении3,4122 Дж/г·K (при 25°C)410Молярная теплоёмкость24,86 Дж/(K·моль)411Молярный объём12,97383 см³/моль412Теплопроводность84,8 Вт/(м·К) (при стандартных условиях),

84,8 Вт/(м·К) (при 300 K)413Коэффициент теплового расширения46 мкм/(М·К)414Коэффициент температуропроводности415Критическая температура2946,85 °C (3220 К, 5336,33 °F) – предположительно416Критическое давление67 МПа – предположительно417Критическая плотность418Тройная точка419Давление паров (мм.рт.ст.)0,00776 мм.рт.ст. (при 527°C),
1 мм.рт.ст. (при 732°C),
5 мм.рт.ст. (при 828°C),
20 мм.рт.ст. (при 940°C),
40 мм.рт.ст. (при 1003°C),
60 мм.рт.ст. (при 1042°C),
100 мм.рт.ст. (при 1097°C),
200 мм.рт.ст. (при 1178°C),
400 мм.рт.ст. (при 1232°C)420Давление паров (Па)1 Па (при 797 K),

100 кПа (при 1610 K)421Стандартная энтальпия образования ΔH0 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело),

2,4 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – жидкость),

159,3 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – газ)422Стандартная энергия Гиббса образования ΔG0 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело)423Стандартная энтропия вещества S29,1 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело),

34 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – жидкость),

138,7 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – газ)424Стандартная мольная теплоемкость C_p24,86 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело),

31,3 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – жидкость),

Кристаллическая решётка лития:

513Параметры решётки3,510 Å514Отношение c/a515Температура Дебая400 K516Название пространственной группы симметрииIm_ 3m517Номер пространственной группы симметрии229521Кристаллическая решётка #2522Структура решёткиГексагональная плотноупакованная

523Параметры решёткиa = 3,111 Å, c = 5,093 Å524Отношение c/a1,637525Температура Дебая526Название пространственной группы симметрииP6₃/mmc527Номер пространственной группы симметрии194

Дополнительные сведения:

Примечание:

201* Указан диапазон значений атомной массы в связи с различной распространённостью изотопов данного элемента в природе.

205* Эмпирический радиус атома лития [1] составляет 152 пм.

206* Ковалентный радиус лития согласно [1] и [3] составляет 128±7 пм и 134 пм соответственно.

402* Температура плавления лития согласно [3] составляет 180,54 °C (453,69 K, 356,97 °F).

403* Температура кипения лития согласно [3] составляет 1339,85 °C (613 K, 2443,73 °F).

407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔH_пл) лития согласно [3] и [4] составляет 2,89 кДж/моль и 4,2 кДж/моль соответственно.

408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔH_кип) лития согласно [3] и [4] составляет 148 кДж/моль и 138 кДж/моль соответственно.

Источник