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Der Artikel Lithium gehört zur Kategorie: Alkalimetall, Periode-2-Element, Antidepressivum, Chemisches Element
| Eigenschaften | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Allgemein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Name, Symbol, Ordnungszahl | Lithium, Li, 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie | Alkalimetalle | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | 1(IA), 2, s | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aussehen | silbrig weiß/grau | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Massenanteil an der Erdhülle | 0,006 % | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atommasse | 6,941 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 145 (167) pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | 134 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van-der-Waals-Radius | 182 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | He2s1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronen pro Energieniveau | 2, 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 520,2 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 7298,1 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 11815,0 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand | fest | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Modifikationen | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | kubisch raumzentriert | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dichte (Mohshärte) | 535 kg/m3 (0,6) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetismus | unmagnetisch | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 453,69 K (180,54 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 1615 K (1342 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molares Volumen | 13,02 · 10-6 m3/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verdampfungswärme | 145,92 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzwärme | 3 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dampfdruck | 1,63 · 10-8 Pa (bei 453,7 K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit | 6000 m/s (bei 293,15K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 3582 J/(kg · K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | 10,8·106 S/m | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 84,7 W/(m · K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chemisch | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hydride und Oxide (Basizität) | Li2O (stark basisch) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Normalpotenzial | -3,02 V (Li++ e- → Li) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 0,98 (Pauling-Skala) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotope | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| NMR-Eigenschaften | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lithium [] ist ein Chemisches Element mit der Ordnungszahl 3 und wird zu den Leichtmetallen gerechnet.
Es wurde 1817 von Johan August Arfwedson entdeckt. Der Name stammt vom altgriechischen Wort λιθος, lithos, „Stein“, da Lithium zuerst im Gestein nachgewiesen wurde. Lithium ist das leichteste aller Metalle. Es ist sehr reaktionsfreudig und deshalb in freier Form in der Natur nicht anzutreffen. An völlig trockener Luft ist es bei Raumtemperatur stabil. An feuchter Luft bildet sich an der Oberfläche schnell eine mattgraue Schicht aus Lithiumhydroxid. Als Spurenelement ist es ein häufiger Bestandteil von Mineralwasser.
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Lithium-Stücke in Paraffinöl zum Schutz vor Oxidation Bildherkunft |
Geschichte
Das lithiumhaltige Mineral Petalit wurde zuerst von dem brasilianischen Wissenschaftler José Bonifácio de Andrada e Silva Ende des 18. Jahrhunderts entdeckt. Als Entdecker des Lithium gilt der Schwede Johan Arfwedson, der im Jahre 1817 die Anwesenheit eines fremden Elementes in den Mineralen Spodumen und Lepidolit LiAl(Si2O5)2 feststellte, als er Mineralienfunde von der Insel Utö in Schweden analysierte. 1818 war es der deutsche Chemiker Christian Gmelin, der bemerkte, dass Lithiumsalze eine rote Flammenfärbung ergeben. Beide Wissenschaftler scheiterten in den folgenden Jahren mit Versuchen dieses Element zu isolieren.
Erstmals isoliert wurde Lithium durch William Thomas Brande und Sir Humphrey Davy mittels eines elektrolytischen Verfahrens aus Lithiumoxid im Jahre 1818. Bunsen und Matiessen gelang es 1855 durch Elektrolyse von Lithiumchlorid größere Mengen des Elementes zu isolieren. Mit der ersten kommerziellen Produktion von Lithium begann im Jahre 1923, mittels Elektrolyse einer Schmelze aus Lithium- und Kaliumchlorid, die deutsche Metallgesellschaft (heute: GEA Group).
Vorkommen
Lithium findet man in zahlreichen, natürlich vorkommenden Mineralen:- Amblygonit (LiAl(PO4)F)
- Kryolithionit (Li3Na3[AlF6]2)
- Lepidolith (Lithionglimmer), ein Kalium-, OH-, Fluorid- haltiges Lithium-Aluminium-Silikat (KLi2Al(Al,Si)3O10(F,OH)2)
- Petalit (Kastor; LiAl[Si2O5]2)
- Spodumen (Triphan; Li[AlSi2O6])
- Triphylin (Li(FeII,MnII)[PO4])
- Zinnwaldit (KLiFeAl(F,OH)2[AlSi3O10]).
Die wichtigsten technisch ausbeutbaren Vorkommen befinden sich in Chile (Salar de Atacama) und Argentinien, weitere in den USA (North Carolina und Nevada), Kanada, Australien und Simbabwe. In den Handel kommt es überwiegend als Lithiumcarbonat (Li2CO3)
Gewinnung und Darstellung
Die Herstellung von metallischem Lithium erfolgt durch Schmelzflusselektrolyse eines bei 352 °C schmelzenden Gemisches aus 52 Gewichtsprozent Lithiumchlorid und 48 Gewichtsprozent Kaliumchlorid. Das flüssige Lithium sammelt sich an der Elektrolytoberfläche und kann so relativ einfach aus der Elektrolysezelle ausgeschleust werden.Es ist ebenfalls möglich, Lithium per Elektrolyse von Lithiumchlorid in Pyridin zu gewinnen. Diese Methode eignet sich besonders gut als Laborsynthese.
Eigenschaften
Physikalische Eigenschaften
Lithium ist ein silberweißes, weiches Leichtmetall. Es ist bei Raumtemperatur das leichteste aller festen Elemente (Dichte 0,534 g/cm3). Nur fester Wasserstoff bei -260 °C ist mit einer Dichte von 0,0763 g/cm3 noch leichter. Lithium hat von allen Alkalimetallen den höchsten Schmelz- und Siedepunkt.Chemische Eigenschaften
Lithium ist äußerst reaktiv. Es reagiert als eines von wenigen Elementen direkt mit Stickstoff zu Lithiumnitrid Li3N (langsam sogar bei Raumtemperatur). An der Luft bilden sich sehr schnell Nitrid- und Oxidschichten. Es wird deshalb -ähnlich Natrium- unter Petroleum oder besser unter Paraffinöl aufbewahrt. Die Chemie des Lithiums unterscheidet sich, bedingt durch die hohe Ladungsdichte des Lithium-ions von der anderen Alkalimetalle. Die Reaktionen des Lithiums verlaufen meist langsamer und sind weniger heftig als die des Natriums und Kaliums. Lithium und Lithiumverbindungen ähneln in einigen Eigenschaften dem Magnesium (Schrägbeziehung im Periodensystem), da die Ionenradien von Lithium und Magnesiumionen ähnlich sind. Lithium bildet -im Gegensatz zu Natrium- viele metallorganische Verbindungen. Die bekannteste Lithiumorganische Verbindung ist Butyllithium, eine in der organischen Chemie wichtige starke Base.Verwendung
Es wird in qualitativ hochwertigen Batterien und Akkumulatoren verwendet.In der Medizin wird Lithium vor allem bei der Lithiumtherapie in Form von Salzen, wie dem Lithiumcarbonat, gegen bipolare Affektstörungen, Manie, Depression und Clusterkopfschmerz eingesetzt.
Weiterhin dient es als Einsatzstoff zur Herstellung von Lithiumhydrid und Lithiumamid, zur Herstellung von Organolithiumverbindungen, als Reduktionsmittel in der organischen Chemie und zur Raffination von Metallen (Desoxidation, Entschwefelung).
Weil Tritium wegen seiner Radioaktivität problematisch und umständlich ist, wird oft das Isotop 6Li als Ausgangsreagens in der Kernreaktion von Wasserstoffbomben zusammen mit Deuterium als festes Lithiumdeuterid (LiD) benutzt. Das vermindert jedoch die Energie der Wasserstoffbombe. Deshalb wird alternativ ein Gemisch aus LiD und LiT eingesetzt. Diese festen Substanzen sind leichter zu handhaben im Gegensatz zu Tritium mit seiner großen Effusionsgeschwindigkeit. Aus 6Li entsteht dabei durch Neutronenbeschuss in einer exothermen Reaktion Tritium und Helium:
- [Formel]
Daran schließt sich die Kernfusion von Deuterium und Tritium an. Durch die Reaktion von 6Li zu Tritium soll auch das Tritium für zukünftige Kernfusionsreaktoren erzeugt werden (siehe Blanket). Die Neutronen sollen dabei aus der im Reaktor ablaufenden Kernfusion stammen.
In der Atomphysik wird Lithium gerne verwendet, da es als einziges Alkalimetall ein stabiles fermionisches Isotop besitzt, weshalb es sich zur Erforschung der Effekte in ultrakalten fermionischen Quantengasen eignet, wie der BCS-Theorie. Gleichzeitig weist es eine sehr breite Feshbach-Resonanz auf, die es ermöglicht, die Streulänge zwischen den Atomen nach Belieben einzustellen, wobei die Magnetfelder aufgrund der Breite der Resonanz nicht besonders präzise gehalten werden müssen.
In der Raumfahrttechnik und im Flugzeugbau werden Aluminium-Lithium-Legierungen für den extremen Leichtbau eingesetzt.
Lithiumsalze färben Flammen intensiv karminrot und werden daher in der Pyrotechnik zur Herstellung von Feuerwerkskörpern verwendet.
Lithiumverbindungen
- Lithiumaluminiumhydrid
- Lithiumbromid
- Lithiumcarbonat
- Lithiumchlorid
- Lithiumfluorid
- Lithiumhydrid
- Lithiumhydroxid
- Lithiumiodid
- Lithiumnitrat
- Lithiumnitrid
- Lithiumoxid
- Lithiumniobat
- Butyllithium
Literatur
- Jürgen Deberitz, Gernot Boche: Lithium und seine Verbindungen – Industrielle, medizinische und wissenschaftliche Bedeutung. Chemie in unserer Zeit 37(4), S. 258–266 (2003),
Siehe auch
- Chemikalienliste
- WikiProjekt Elemente
Weblinks
- Los Alamos National Laboratory – Lithium (engl.)
- WebElements.com – Lithium (engl.)
- EnvironmentalChemistry.com – Lithium (engl.)
- Weitere Informationen zu Lithium-Isotopen
- www.wissenschaft.de: Wo das ganze Lithium geblieben ist – Beobachtung eines fernen Sternsystems bringt die Lösung eines kosmologischen Rätsels
ast:Litiu jbo:roksodna ksh:Lithium nds:Lithium simple:Lithium zh-min-nan:Li (goân-sò͘) zh-yue:鋰
Diskussion der Autoren über den Artikel: Lithium
Warum ist das Inhaltsverzeichnis mitten im Bild auf der Tabelle?
Ist Lithium das leichterste Metal und wo kommt es bitte vor ( Patrick Kaufmann 12
- Schonmal den Artikel gelesen? Im Abschnitt Vorkommen steht, in welchen Formen und wo auf der Erde es beispielsweise vorkommt, im Einleitungssatz steht, daß es als Leichtmetall bezeichnet wird, jedenfalls ist es das leichteste Alkalimetall, wie man am PSE-Auschnitt auf der echten Seite erkennen kann.--Punxsutawney-phil 01:59, 18. Nov 2005 (CET)
"Falsche Änderungen revidiert"
Bitte um Beleg, weshalb die Änderungen "falsch" sind. --Leipnizkeks 16:19, 7. Okt 2006 (CEST)
Lithium wird in der Medizin nicht "unter anderem", sondern "vor allem" zu Psycho-Therapie eingesetzt.Blackbird13 17:11, 7. Okt 2006 (CEST)
- Es wäre wohl zu einfach gewesen, die zwei Wörtchen in meiner Version auszutauschen. --Leipnizkeks 17:30, 7. Okt 2006 (CEST)
Widerspruch?
„An völlig trockener Luft ist es bei Raumtemperatur stabil.“ ↔ „Es reagiert als eines von wenigen Elementen direkt mit Stickstoff zu Lithiumnitrid Li3N (langsam sogar bei Raumtemperatur).“Bitte näher erläutern. Danke -- Pemu 17:18, 1. Nov. 2006 (CET)
