Litio

Litioa 3 zenbaki atomikoa duen elementu kimikoa da, Li ikurraz adierazten dena. Metal alkalinoen taldean kokatzen da taula periodikoan eta, taldeko guztiak bezala, oso elementu erreaktiboa da, aire hezean oso azkar herdoiltzen dena. Arrazoi horregatik, olio barruan gorde ohi da. Zilar zurixka kolorea duen metal hau metal guztietatik arinena da, eta baldintza estandarretan dentsitate baxueneko solidoa.

Litioa
3 Helioa ← Litioa → Berilioa
3 Li                                                                                                                                                                                                                                           Taula periodikoa
Ezaugarri orokorrak
Izena, ikurra, zenbakia	Litioa, Li, 3
Serie kimikoa	Metal alkalinoak
Taldea, periodoa, orbitala	1, 2, s
Masa atomikoa	6,941 g/mol
Konfigurazio elektronikoa	1s2 2s1
Elektroiak orbitaleko	2, 1
Propietate fisikoak
Egoera	solido
Dentsitatea	(0 °C, 101,325 kPa) 0,534 g/L
Urtze-puntua	453,69 K (180,54 °C, 356,97 °F)
Irakite-puntua	1615 K (1342 °C, 2448 °F)
Urtze-entalpia	3,00 kJ·mol−1
Irakite-entalpia	147,1 kJ·mol−1
Bero espezifikoa	(25 °C) 24,860 J·mol−1·K−1
Lurrun-presioa P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 797 885 995 1144 1337 1610
Propietate atomikoak
Kristal-egitura	kubikoa, gorputzean zentratuta
Oxidazio-zenbakia(k)	1
Elektronegatibotasuna	0,98 (Paulingen eskala)
Ionizazio-potentziala	1.a: 520,2 kJ/mol 2.a: 7298,1 kJ/mol 3.a: 11815,0 kJ/mol
Erradio atomikoa (batezbestekoa)	145 pm
Erradio atomikoa (kalkulatua)	167 pm
Erradio kobalentea	134 pm
Van der Waalsen erradioa	182 pm
Datu gehiago
Eroankortasun termikoa	(300 K) 84,7
Soinuaren abiadura	(298,15 K) 6000 m/s
Isotopo egonkorrenak
Litioaren isotopoak iso UN Sd-P D DE (MeV) DP 6Li %7,5 Li egonkorra da 3 neutroirekin 7Li %92,5 Li egonkorra da 4 neutroirekin 6Li-ren ugaritasuna %3,75era jaitzi daiteke. Beraz, 7Li-ren ugaritasuna %96,25 izango da.

Litiozko Bateria

Litioa (batez ere ⁷Li isotopoa) Big Bangean sintetizaturiko elementuetako bat izan zen, baina haren kantitatea murriztu egin da denbora aurrera joan ahala. Murrizketa horren arrazoia, baita litioaren sorrera ere, ikerketa-gai garrantzitsuak dira astronomian. Litioa Lurreko 33. elementurik ugariena da, baina haren erreaktibotasun handia dela eta, konposatu moduan soilik ageri da. Pegmatita mineral batzuetan ageri da, baina gatzunetik eta buztinetik ere lortzen da.

Ozeanoetan eta bizidunetan litio-aztarnak aurki daitezke, baina badirudi ez duela zeregin biologikorik gizakietan. Hala ere, Li⁺ ioiek efektu neurologikoak dituzte eta, beraz, litio-gatzak erabilgarri bilakatzen dituzte, besteak beste, zirrara-estabilizazio zenbait drogatan. Litioak eta haren konposatuek beste erabilera komertzial asko dituzte, besteak beste, bero-jasangarri diren beira eta zeramiketan, hegazkinetan erabiltzen diren aleazioetan eta litio-bateriatan. Partikulen fisikan ere bere garrantzia dauka: litio-atomo baten zatiketa gizakiak egindako lehenengo erreakzio nuklearra izan zen.

Propietateak

Beste metal alkalinoak bezala, litioak balentzia-elektroi bakarra dauka, bere elektronegatibotasun baxuagatik erraz askatu eta katioi bat sor dezakeena. Ondorioz, litioa oso deformagarria eta erreaktiboa da, eta gainerako metal gehienek baino urtze-eta irakite-puntu baxuagoak ditu. Propietate horiek metal alkalinoetan balentzia-elektroi ahularen ondorioz nabarmenak diren arren, litioak gainontzeko alkaliek baino elektronegatibitate handiagoa du erradio atomiko txikiagoa duelako, eta ondorioz, propietate horiek ez dira besteetan bezain nabarmenak.

Propietate fisikoak

Litioa hain da biguna, laban batekin moztu baitaiteke. Zilar-zuri kolorea dauka, baina ez herdoiltzeko aire guztiz lehorrean egon behar du. Uraren dentsitatearen erdia dauka, eta hidrokarburoek baino dentsitate txikiagoa.

Beroa oso ondo jasaten du, espantsio-koefiziente txikia eta elementu solido guztien artean bero espezifiko altuena baitu. Supereroalea da 400 μK azpian. Horregaitik, supereroaletasuna ikertzeko elementu ona da, litioaren atomo-sarea metal guztietatik sinpleena baita.

Propietate kimikoak

Aire hezean, litioa azkar herdoiltzen da, eta litio hidroxido (LiOH eta LiOH·H₂O), litio nitrido (Li₃N) eta litio karbonatoz (Li₂CO₃, LiOH eta CO₂ erreakzioaren ondorioz) osaturiko geruza bat sortzen du herdoilketaren ondorioz.

Sugarretan, kolore gorri bizia hartzen du, baina biziki errez gero, sugarra zuri bilakatzen da. Uretan edota ur-lurrunarekiko eta oxigenoarekiko kontaktuan, bortizki erreakzionatzen du. Hala ere, beste alkali batzuk arriskutsuagoak dira. Litio-suak ere itzaltzen zailak dira, eta konposatu bereziak behar dira itzaltzeko. Giro-tenperaturan nitrogenoarekin erreakzionatzen duen metal bakarra da.

Historia

Jose Bonifacio de Andrade e Silva zientzialari brasildarrak 1800. urtean petalita minerala aurkitu zuen, Suediako burdin meategi batean. 1817an Johan August Arfwedson-ek elementu berri baten presentzia aurkitu zuen petalitaren mea-harria aztertzen ari zenean. Elementu berri horrek sodio eta potasioak bezalako konposatuak eratzen zituen, baina uretan hain disolbagarriak ez ziren hidroxidoak eta konposatu karbonodunak eratzen zituen. Litio izena jarri zioten, grezierako λιθoς (lithos, "harria") hitzetik eratorria, aurkikuntzaren jatorria adierazteko, landareetan aurkitutako sodiotik eta potasiotik bereizteko. Geroago Arfwedson-ek berak espodumeno eta lepidolita mineraletan ere aurkitu zuen litioa. 1818an Christian Gmelin-ek jarri zuen, eta litio-gatzen gorri kolorea antzematen lehena izan zen. Hala ere, ez Arfwedson-ek ezta Gmelin-ek ere ez zuten lortu elementua isolatzea.

Sir Humphry Davy-ek potasioa eta sodioa isolatzeko erabili zuen prozedurari jarraiki, 1818an William Thomas Brand-ek litioa isolatzea lortu zuen litio oxidoaren elektrolisia eginez. 1855ean, Robert Buns-en eta Augustus Matthiessen-ek litio kantitate handiak ekoitzi zituzten litio kloruroaren elektrolisiaren bidez. Ekoizpen komertziala 1923. urtean hasi zuen Metallgesellschaft konpainia alemaniarrak, litio kloruroaren eta potasio kloruroaren nahasketa urtu baten elektrolisiaren bidez.

Aniztasuna eta ekoizpena

Ugaritasun naturala

Litioa lur osoan zehar banatuta dago, 33. elementurik ugariena izanik, izan ere, lurrazalean 65 ppm-ko kontzentrazioan dago. Ez da, ordea, elementu soil bezala ageri, bere erreaktibotasun altuagatik, konposatuak osatzen baititu. Litioa arroka igneoen parte da, granitoetan duelarik kontzentrazio altuena. Pegmatita granitikoak litiodun mineral ugarienetarikoak dira; espodumenoa eta petalita dira litioaren iturri komertzial bideragarrienak.

Gizakietan, litio-konposatuek ez dute zeregin biologikorik; kantitate handietan toxiko samarrak dira ordea. Ahuntzek eta arratoiek beharrezko dituzte litio kantitate txikiak.

Ekoizpena

Bigarren Mundu Gerra amaitu zenetik gaur egun arte, litioaren ekoizpena nabariki hazi da. Lehen aipatutako mineraletatik lortu ohi da, elektrolisi bidez urtutako potasio kloruroaren eta litioaren nahasketa batetik adibidez. Zenbait ur mineraletatik ere ateratzen da. 1998an kg-ko $ 95tan zegoen prezioa.

Txile da egun elementu honen ekoizle nagusia, eta Argentina bigarrena. Gatzunetik ateratzen dute herrialde bietan. Estatu Batuetan ere prozesu bera erabiliz ekoizten da Nevadan.

Isotopoak

Naturan litioak bi isotopo ditu: ⁶Li eta ⁷Li, bigarrena ugariena izanik (% 92,5 aniztasunarekin). Beste zazpi erradioisotopo bereizi izan dira, ⁸Li isotopoa izanik denetan egonkorrena 838 ms-ko erdibizitzarekin. ⁹Li isotopoak 178,3 ms-ko erdibizitza du, eta gainerakoek 8,6 ms baino gutxiago. Ezegonkorrena ⁴Li isotopoa da, protoi-igorpen bidezko desintegrazioarekin 7.58043×10^-23 segundoko erdibizitza duena.

⁷Li jatorrizko isotopoetako bat da, Big Bangean sortua. Litioaren isotopoak zatikatu egiten dira naturako hainbat prozesutan, hala nola mineralen sorreran, metabolismoan edota ioi-trukean.

Erabilerak

Duen bero espezifikoagatik, solido guztietan altuena, litioa bero-trukerako aplikazioetan erabili ohi da. Potentzial elektrokimiko altuagatik, pisu arinagatik eta korronte-dentsitate handiagatik baterietan erabiltzen den osagaia da. Hurrengo aplikazioetan ere erabiltzen da, besteak artean:

• Litio kloruro eta litio bromuroa oso higroskopikoak direnez, idortzaile bezala erabiltzen dira.
• Urtugarri gisa, soldaduretan metalen fusioa errazten du. Gainera, soldaduretan oxidoen sorrera eragozten du, ezpurutasunak xurgatzen baititu. Beirak eta zeramikak ekoizteko ere propietate hau garrantzitsua da propietate hau.
• Aluminio, kadmio, kobre eta manganesoarekin aleazioak egiten dira, hegazkingintzan erabiltzeko.
• Litio niobatoa telefono mugikorretan erabiltzen da.
• Fusiozko bonba nuklearraren hastapenetan, Litio deuteruroa zen fusiorako erregaia. Neutroiekin bonbardatzerakoan, bai ⁶Li bai ⁷Li isotopoek tritioa sortzen dute. Tritioa deuterioarekin fusionatzen da lortzeko nahiko erraza den erreakzio nuklear batean.
• Li[AlH₄] bezalako konposatuak koheteen erregaietarako gehigarri erabiltzen dira.
• Fusio nuklearreko erreaktoreetan tritioa lortzeko erabiltzen da litioa. Tritio-deuterio erreakzioan askatzen diren neutroi berak erabiltzen dira litioarekin erreakzionaraziz tritio gehiago sortzeko: ⁶Li + n --> ⁴He + ³T.
• 1929an Cockroft-ek eta Walton-ek litioa erabili zuten lehen erreakzio nuklearra aurrera eramateko. ⁷Li isotopoa protoiekin bonbardatze denean, ⁸Be sortzen da, espontaneoki fisionatu eta bi alfa partikula sortzen dituena.
• Litio hidroxidoa (LiOH) litio karbonatotik (Li₂CO₃) lortzen den konposatua da. Base hau koipe batekin berotzen bada, litio-xaboia lortzen da. Xaboi hori lubrikatzaile modura baliatzen diren olioak loditzeko erabiltzen da.

Kanpo estekak

• Web Elements
• Environmental Chemistry
• It's elemental

• Datuak: Q568
• Multimedia: Lithium / Q568