Большая Советская Энциклопедия (ЛИ)

  Распространение в природе. Л. — типичный элемент земной коры (содержание 3,2x10^-3% по массе), он накапливается в наиболее поздних продуктах дифференциации магмы — пегматитах. В мантии мало Л. — в ультраосновных породах всего 5x10^-3% (в основных 1,5x10^-3%, средних — 2x10^-3%, кислых 4x10^-3%). Близость ионных радиусов Li⁺, Fe²⁺ и Mg²⁺ позволяет Л. входить в решётки магнезиально-железистых силикатов — пироксенов и амфиболов. В гранитоидах он содержится в виде изоморфной примеси в слюдах. Только в пегматитах и в биосфере известно 28 самостоятельных минералов Л. (силикаты, фосфаты и др.). Все они редкие (см. Литиевые руды). В биосфере Л. мигрирует сравнительно слабо, роль его в живом веществе меньше, чем остальных щелочных металлов. Из вод он легко извлекается глинами, его относительно мало в Мировом океане (1,5x10^-5%). Промышленные месторождения Л. связаны как с магматическими породами (пегматиты, пневматолиты), так и с биосферой (солёные озёра).

  Физические и химические свойства. Компактный Л. — серебристо-белый металл, быстро покрывающийся тёмно-серым налётом, состоящим из нитрида Li₃N и окиси Li₂O. При обычной температуре Л. кристаллизуется в кубической объёмноцентрированной решётке, а = 3,5098 . Атомный радиус 1,57 , ионный радиус Li+ 0,68 . Ниже -195°С решётка Л. гексагональная плотноупакованная. Л. — самый лёгкий металл; плотность 0,534 г/см³ (20°С); t_пл. 180,5°С, t_kип. 1317°С. Удельная теплоёмкость (при 0—100°С) 3,31(103 дж/(кгxК), т. е. 0,790 кал/(г·град); термический коэффициент линейного расширения 5,6x10^-5. Удельное электрическое сопротивление (20°С) 9,29x10^-8ом·м (9,29 мком·см); температурный коэффициент электрического сопротивления (0—100°С) 4,50x10^-3. Л. парамагнитен. Металл весьма пластичен и вязок, хорошо обрабатывается прессованием и прокаткой, легко протягивается в проволоку. Твёрдость по Моосу 0,6 (твёрже, чем Na и К), легко режется ножом. Давление истечения (15—20°С) 17 Мн/м² (1,7 кгс/мм²). Модуль упругости 5 Гн/м² (500 кгс/мм²), предел прочности при растяжении 116 Мн/м² (11,8 кгс/мм²), относительное удлинение 50—70%. Пары Л. окрашивают пламя в карминово-красный цвет.

  Конфигурация внешней электронной оболочки атома Л. 2s¹; во всех известных соединениях он одновалентен. При взаимодействии с кислородом или при нагревании на воздухе (горит голубым пламенем) Л. образует окись Li₂O (перекись Li₂O₂ получается только косвенным путём). С водой реагирует менее энергично, чем др. щелочные металлы, при этом образуются гидроокись LiOH и водород. Минеральные кислоты энергично растворяют Li (стоит первым в ряду напряжений, его нормальный электродный потенциал — 3,02 в).

  Л. соединяется с галогенами (с йодом при нагревании), образуя галогениды (важнейший — лития хлорид). При нагревании с серой Л. даёт сульфид Li₂S, а с водородом — лития гидрид. С азотом Л. медленно реагирует уже при комнатной температуре, энергично — при 250°С с образованием нитрида Li₃N. С фосфором Л. непосредственно не взаимодействует, но в специальных условиях могут быть получены фосфиды Li₃P, LiP, Li₂P₂. Нагревание Л. с углеродом приводит к получению карбида Li₂C₂, с кремнием — силицида Л. Бинарные соединения Л. — Li₂O, LiH, Li₃N, Li₂C₂, LiCI и др., a также LiOH весьма реакционноспособны; при нагревании или плавлении они разрушают многие металлы, фарфор, кварц и др. материалы. Карбонат (см. Лития карбонат), фторид LiF, фосфат Li₃PO₄ и др. соединения Л. по условиям образования и свойствам близки к соответствующим производным магния и кальция.

  Л. образует многочисленные литийорганические соединения, что определяет его большую роль в органическом синтезе.

  Л. — компонент многих сплавов. С некоторыми металлами (Mg, Zn, Al) он образует твёрдые растворы значительной концентрации, со многими — интерметаллиды (LiAg, LiHg, LiMg₂, LiAl и мн. др.). Последние часто весьма тверды и тугоплавки, незначительно изменяются на воздухе; некоторые из них — полупроводники. Изучено более 30 бинарных и ряд тройных систем с участием Л.; соответствующие им сплавы уже нашли применение в технике.

  Получение и применение. Соединения Л. получаются в результате гидрометаллургической переработки концентратов — продуктов обогащения литиевых руд. Основной силикатный минерал — сподумен перерабатывают по известковому, сульфатному и сернокислотному методам. В основе первого — разложение сподумена известняком при 1150—1200°С:

  Li₂OxAl₂O₃x4SiO₂ + 8CaCO₃ = Li₂OAl₂O₃ + 4(2CaOxSiO₂) + 8CO₂.

  При выщелачивании спека водой в присутствии избытка извести алюминат Л. разлагается с образованием гидроокиси Л.:

  Li₂OxAl₂O₃ + Ca(OH)₂ = 2LiOH + CaOxAl₂O₃.

  По сульфатному методу сподумен (и др. алюмосиликаты) спекают с сульфатом калия:

  Li₂OxAl₂O₃x4SiO₂ + K₂SO₄ = Li₂SO₄ + K₂OxAl₂O₃x4SiO₂.

  Сульфат Л. растворяют в воде и из его раствора содой осаждают карбонат Л.:

  Li₂SO₄ + Na₂CO₃ = Li₂CO₃ + Na₂SO₄.