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最轻的轻金属-锂

来源:未知作者:万胜 点击:所属专题:

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对钾和钠两个元素及其化合物人们是很熟悉的,用不着在这里多费笔墨。下面介绍对大多数人来说是陌生的元素锂。 锂是最轻的轻金属,它的比重仅为0.53,甚至可以飘浮在煤油的上面。它的化学性质介于镁和钠之间,更接近于钠。这个元素以前不受人们重视,后来由于它具有一些特殊

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 对钾和钠两个元素及其化合物人们是很熟悉的,用不着在这里多费笔墨。下面介绍对大多数人来说是陌生的元素锂。

    锂是最轻的轻金属,它的比重仅为0.53,甚至可以飘浮在煤油的上面。它的化学性质介于镁和钠之间,更接近于钠。这个元素以前不受人们重视,后来由于它具有一些特殊的性质,日益受到注意。

    锂有锂-6和锂-7两种稳定同位素。锂-6在天然锂中占7.4%。用中子轰击锂-6(或者天然锂)可以产生氚,这是带放射性的氢同位素,又叫超重氢,是威力强大的热核燃料元素之一。由于用锂-6和中子作用可以大量地生成氚,氘化锂可以做氢弹的固体装料。1公斤氘化锂的爆炸力相当于5万吨T.N.T(三硝基甲苯的简称,是一种黄色烈性炸药)炸药的力量。如果能够将这种热核反应进行有效地控制并用于发电,就是一种非常优秀的新能源。每年生产70亿度电的未来热核电厂仅消耗1.6吨重水和8.5吨天然锂(里面含676公斤6Li)。在能源消耗量日益增加,煤和石油储量有限的21世纪,氘化锂-6具有巨大的潜在应用价值。此外,液体金属锂的稳定范围从200℃到1200℃,可以用于原子能反应堆作冷却剂或者传热介质。

    锂的化合物现也有实际应用。例如,在电解铝工业中,在电解槽里面添加氟化锂,可以使电解质的熔点大幅度降低,同时提高导电率,由此可以降低铝的生产成本;又如,溴化锂有很强的吸水性能,可以用它做吸收式冷冻机的工作物质。它在正循环中大量吸收水分并且放热,当溶液挥发时它大量吸热,使环境冷却。用溴化锂循环的冷冻设备无毒、无噪音,在大型冷气设备中有一定的竞争力。

    锂在自然界主要存在于锂辉石(LiAlSi2O6)、锂云母中,含锂的盐湖水和某些地下卤水中也有较多的锂。波罗的海中的攸桃岛上富有各种含锂的矿石。1817年,年仅25岁的瑞典青年化学家阿尔费德森(J.A.Arfvedson)得到了采自攸桃岛的一种名叫透锂长石(LiAlSi4O10)的矿石。这位贝齐利鸟斯的学生对这种矿石进行了精心的分析。他先将透锂长石的粉末与苏打粉混合均匀,煅烧以后逐步分离各种土质。这种矿石里面大约含有硅土80%,铝土17%。另外还含有一种碱质,约占3%。这种碱质的溶液不与过量的酒石酸作用生成酒石酸盐沉淀,也不与氯化铂溶液作用生成难溶于水的氯铂酸盐,因而这种碱质不是钾。在含有少量这种碱质的溶液里面加入木灰碱,溶液不见浑浊,因而这种碱质也不是苦土(氧化镁)。他想,这种碱质应该是钠盐。由于阿尔费德森在分析测定中将该成分转化成了硫酸盐进行称量,如果这种成分是硫酸钠,分析结果中各成分的总和超过原来矿物总重达5%,这个分析结果当然是不合理的。他又重复分析了两次,结果没有多大差别。在这种情况下,他又仔细地考察分析所得的硫酸盐,立刻发现这里的碱质与以前所知的种种碱质的性质完全不同。阿尔费德森的老师贝齐利乌斯将这种新的碱金属取名为“Lithium”,该字来自希腊文中的石字(Lithos),表明它来自矿石,这个元素名中文译作“锂”,元素符号为“Li”。

    阿尔费德森设法制取金属锂。他先采用铁和碳去还原氧化锂,但是没有成功。于是采用电解法进行还原,又由于他使用的电池的能量太小,也没有成功。1818年,布朗德斯(Brandes)和戴维各自采用了强大的电池,才用电解法从氯化锂中得到白色的可以燃烧的金属锂。
(责任编辑:化学自习室)
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