物理

[元素周期表] 锂

锂 (Lithium)

基本信息

• 元素符号: Li

• 原子序数: 3

• 原子量: 6.94

• 位置: 位于元素周期表第二周期，第IA族，属于碱金属家族。

• 电子构型: [He] 2s¹

• 中文名来源: "锂"字源于希腊文"Lithos"，意为"石头"。

原子结构

• 最轻的金属: 锂是密度最小的金属（约0.534 g/cm³）。

• 反应性: 化学性质非常活泼，最外层只有一个电子，极易失去，形成Li⁺离子。

物理性质

• 外观: 银白色的柔软金属。

• 密度: 所有金属中最轻的。

• 熔点和硬度: 在碱金属中熔点和硬度最高（熔点: 180.5 °C）。

• 热容与导热性: 具有所有固体物质中最大的比热容，良好的导热性。

• 电化学特性: 具有极低的电极电位和非常高的电化学当量。

化学性质

• 高度活泼: 需保存在石蜡油或惰性气体中。

• 常见的化学反应:

  • 与氧气反应: 生成氧化锂或过氧化锂。

  • 与水反应: 反应剧烈，生成氢氧化锂和氢气。

  • 与氮气反应: 能在室温下直接反应生成氮化锂。

  • 与卤素反应: 生成相应的卤化锂。

存在与制备

• 地壳中存在: 分布分散，富集成矿不易。

• 主要来源:

  1. 盐湖卤水: 全球约60%的锂资源来自盐湖。

  2. 锂辉石等硬岩矿物: 主要矿物是锂辉石。

  3. 新来源: 黏土矿、地热水等。

• 制备方法: 工业上主要通过电解熔融的氯化锂和氯化钾混合物来制取。

主要用途

• 锂电池:

  • 可充电锂离子电池: 用于电动汽车、智能手机、笔记本电脑、无人机和储能系统等。

  • 一次电池: 如锂-二氧化锰电池，具有寿命长、性能稳定的特点。

• 冶金工业:

  • 合金添加剂: 提高铝、镁等金属的强度，降低密度。

  • 脱氧剂: 在金属冶炼中使用。

• 润滑脂: 锂基润滑脂具有高滴点、良好的防水性和机械稳定性。

• 玻璃与陶瓷: 提高玻璃的强度和耐热震性。

• 聚合物: 用作生产合成橡胶和塑料的催化剂。

• 医药: 碳酸锂用于治疗双相情感障碍。