ЛИТИЙ (от греч. lithos - камень; лат. Lithium) Li, хим. элемент I гр. периодич. системы, относится к щелочным металлам, ат. н. 3, ат. м. 6,941. Состоит из двух стабильных изотопов6Li (7,52%) и 7Li (92,48%), для к-рых поперечное сечение захвата тепловых нейтронов составляет соотв. 9,45.10-26м2 и 3,3.10-30м2 (для прир. смеси изотопов 6,7 - 7,1.10-27 м2). Конфигурация внеш. электронной оболочки 2s1; степень окисления +1; энергия ионизации Li° : Li + 5,39178 эВ; сродство к электрону 0,591 эВ; электроотрицательность по Полингу 0,95; ат. радиус 0,157 нм, ионный радиус Li+ (в скобках приведены координац. числа) 0,073 нм (4), 0,090 нм (6), 0,106 нм (8).
Содержание лития в земной коре 6,5.10-3% по массе. Осн. минералы: сподумен LiAl[Si2O6], лепидолит KLi1,5Al1,5[Si3AlO10](F,OH)2 и петалит (Li,Na)[Si4AlO10]. Перспективные источники сырья для произ-ва лития - межзернистая рапа соленосных отложений (41% мировых экзогенных запасов) и подземные воды (до 10 мг/л). Общие запасы Li2O в недрах и водах зарубежных стран, кроме вод Мирового океана, составляют ок. 24 млн. т. наиб. крупные разведанные месторождения пром. руд находятся в СССР, США, Канаде, Чили, Зимбабве, Бразилии и Намибии.
Свойства. Литий - серебристо-белый металл. Выше — 193°С существует модификация с кубич. объемноцентрир. решеткой, а = 0.350 нм, z = 2, пространств. группа Im3m, плотн. 0,533 г/см , ниже — 193°С она переходит в гексагoн. плотноупакованную форму, а = 0,308 нм, с = 0,482 нм, z = 2, пространств. группа Р63/ттс. Т. пл. 180,54 °С, т. кип. 1340°С; С0p 24,86 Дж/(моль.K); DH0пл 3,0 кДж/моль, DH0возг 159,3 кДж/моль (298,15 К); S0298 29,12 Дж/(моль.К); теплопроводность 246,0 Вт/(м.К) при 0 °С и 172,2 Вт/(м.К) при 427 °С; r 8,12 мкОм.см при 0°С и 25,55 мкОм.см при 227 °С; парамагнетик, магнитная восприимчивость +1,42.10-5; g 0,3983 Н/м при 181 °С и 0,3778 Н/м при 327 °С; h 5,307.10-4 Па.с при 227°С и 3,584.10-4 Па.с при 427 oС температурный коэф. линейного расширения 5,6.10 К-1, объемного расширения 9,2.10-8 К-1 (273-451 К).Литий - мягкий и пластичный металл, может обрабатываться прессованием и прокаткой; твердость по Бринеллю 7850 Па, модуль упругости 4,9 ГПа, sраст 1,16 МПа.
Мн. хим. р-ции лития протекают менее энергично, чем у др. щелочных металлов. С совершенно сухим воздухом он практически не реагирует при комнатной т-ре и окисляется в нем только при нагревании. Во влажном воздухе образует преим. Li3N, при влажностивоздуха более 80% - LiOH и Li2CO3. С сухим О2 при комнатной т-ре не реагирует, при нагр. горит голубым пламенем с образованием Li2O; для чистого лития т. всп. 640 °С. С водой реагирует, давая LiOH и выделяя Н2 без плавления и вспышки; расплав лития при контакте с водойвзрывает. Литий непосредственно соединяется с F2, Сl2 и Вr2, а при нагр. и с I2. С разб. к-тами взаимод. бурно, давая соли и выделяя Н2. В жидком NH3 раств., образуя синий р-р с металлич. проводимостью. В этом р-ре литий медленно реагирует с NH3 (катализатором служит влага) с выделением Н2 и образованием LiNH2. С Н2 при 500 °С дает лития гидрид LiH, при небольшом нагревании в токе сухого N2-нитрид Li3N, с расплавленной S - сульфид Li2S, при нагр. в токе С2Н2 или С2Н4 - карбид Li2C2. Литий легко сплавляется почти со всеми металлами и хорошо раств. в ртути. С Mg, Zn и Аl образует твердые р-ры, с Ag, Hg, Mg, Zn, Tl, Al, Pb, Bi и др. - интерметаллиды (напр., LiAg, LiHg, LiMg2, Li2Zn3). Важнейшим соед. лития посвящены отдельные статьи (см., напр., Литийорганические соединения, Лития гидроксид, Лития карбонат, Лития оксид, Лития фторид). Ниже приводятся сведения о др. важных соед. лития.
Амид LiNH2 - 6ecцв. кристаллы, с тетрагон. решеткой; т. пл. 430 °С; плотн. 1,178 г/см3 (17,5°С); с водой образует LiOH и NH3, с к-тами - соли лития и аммония; во влажном воздухе медленно гидролизуется, при нагр. до 450 °С переходит в Li2NH с выделением NH3. Применяется как катализатор.
Нитрид Li3N - зеленовато-черные кристаллы с гексагон. решеткой (а = 0,366 нм, с = 0,388 нм, z = 1, пространств. группа P/6mmm); т. пл. 813°С; плотн. 1,38 г/см3; С0p 75,2 Дж/(моль.К); DH0обр -164,0 кДж/моль; S0298 62,6 Дж/(моль.К); энергично взаимод. с водой с образованием LiOH и NH3; при нагр. в среде Н2 переходит в LiH с выделением NH3.
Сульфид Li2S - зеленовато-желтые кристаллы с кубич. решеткой (а = 0,571 нм, z = 4, пространств. группа Fm3m); т. пл. 1370°С; плотн. 1,63 г/см3; DH0обр -447,3 кДж/моль; S0298 62,8 Дж/(моль.К); О2, Н2О2, КСlO3, РbО2 и др. окисляют Li2S при 300 °С до Li2SO4; с Н2 не взаимод. даже при высокой т-ре; водой легко гидролизуется.
Получение. Минералы лития в зависимости от состава разлагают H2SO4 (кислотный способ) или спеканием с СаО и СаСО3 (щелочной способ), K2SO4 (солевой способ), СаСО3 и СаСl2 (щелочно-солевой способ). По первому методу получают р-р Li2SO4, к-рый освобождают от примесей обработкой Са(ОН)2 и Na2CO3. При выщелачивании спека водой при щелочном методе в р-р переходит LiOH, при солевом - Li2SO4, при щелочно-солевом - LiCl. Все эти методы, кроме щелочного, предусматривают получение готового продукта в виде Li2CO3, используемого непосредственно и служащего источником для синтеза др. соединений лития. Металлич. литий получают электролизом расплавл. смеси LiCl и КСl (или ВаСl2) с послед. очисткой от примесей вакуумной дистилляцией, ректификацией или зонной плавкой. Его также получают вакуум-термич. восстановлением LiAlO2алюминием при 13-66 Па и 1150-1200°С, Li2O -кремнием или алюминием в присут. СаО при 950-1000 °С и 0,1 Па, сподумена - ферросилицием в присут. СаСО3 при 1050-1150 °С и 1,3-4,0 Па.
Определение. Качественно литий обнаруживают по карминово-красному окрашиванию пламени горелки летучими соед. лития и по наиб. четко выраженным спектральным линиям лития: 670,78 и 610,36 нм. Количественно литий определяют пламенно-фотометрич. (при содержании лития в пробе 0,1-10%), спектрографич. и гравиметрич. методами. В последнем случае литий отделяют от др. щелочных металлов в виде LiCl экстракцией безводным ацетоном, после отделения LiCl переводят в Li2SO4, к-рый прокаливают и взвешивают. Литий определяют также фотометрически с помощью хиназолиназо (при содержании лития в пробе 4.10-4 — 6.10-2%), флуориметрически - с помощью 5,7-дибром-8-гидроксихинолина (предел обнаружения 0,1 мкг/мл лития).
Применение. Литий используют: в произ-ве анодов для хим. источников тока на основе неводных и твердых электролитов; как компонент сплавов с Mg и Аl, антифрикц. сплавов (баббитов), сплавов с Si для изготовления холодных катодов в электровакуумных приборах; для раскисления, дегазации, модифицирования и рафинирования Сu, медных, цинковых и никелевых сплавов с целью улучшения их структуры и повышения электрич. проводимости; как катализатор полимеризации (напр., изопрена), ацетилирования и др. Жидкий литий - теплоноситель в ядерных реакторах. Изотоп6Li используют для получения трития.
Мелкие крошки лития вызывают хим. ожоги влажной кожи и глаз. Загоревшийся литий засыпают NaCl или содой. Хранят литий в герметически закрытых жестяных коробках под слоем пастообразной массы из парафина и минер. масла или в тонкостенных алюминиевых или медных оболочках; допускается хранение под слоем газолина или петролейного эфира. Отходы утилизируют обработкой этанолом с послед. разложением образовавшегося этилата водой.
Литий открыл А. Арфведсон в 1817, металлич. литий получил впервые Г. Дэви в 1818.
=== Исп. литература для статьи «ЛИТИЙ»: Плющев В. Е., Степин Б. Д., Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия, М., 1970; Теплофизические свойства щелочных металлов, под ред. В. А. Кириллина, М., 1970; Полуэктов Н. С., Мешкова С. Б., Полуэктова Е. Н., Аналитическая химия лития. М., 1975; Hart W. A., Beumel О. F., Whaley Т. P., The chemistry of lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium and francium, Oxf., 1975 (Pergamon texts in inorganic chemistry, v. 13). Б. Д. Cmenин.