Химический элемент Литий получил известность благодаря открытию Иоганна Августа Арфведсона в 1817 г в составе алюмосиликата, петалита. Затем «огнепостоянную щёлочь» нашли в других минералах естественного происхождения. Это белый, с серебристым блеском металл, который можно разрезать ножом. В таблице Менделеева занимает третье место и обозначается Li (от латинского Lithium).
Краткое описание химического элемента Литий
Порядковый (атомный) номер элемента в периодической системе химических элементов Менделеева равен трём. В обычных условиях металлический Li обладает самой низкой плотностью из всего числа известных металлов. Кроме того, он возглавляет семейство щелочных металлов по температуре плавления и кипения.
Исторические факты
Первый металлический образец был получен сэром Гемфри Дэви в процессе разложения электрическим током расплава гидроксида лития. Вместе с первым результатом электролиза лития, Леопольд Гмелин, экспериментируя с литий содержащими солями, отметил окрашивание пламени в тёмно-карминовый цвет.
Химические свойства лития
Литий проявляет «капризные» свойства при смешивании с натрием, совсем не реагирует с расплавами калия , рубидия и цезия. В условиях комнатной температуры литий не взаимодействует с сухим воздухом или водородом . В отличие от остальных щелочных металлов, его невозможно хранить в керосине. Для данной цели используют масло Шервуда, парафин, газовый бензин или минеральное масло в герметичных жестяных ёмкостях.
При температуре выше 100, но ниже 300 градусов цельсия, на поверхности лития образуется защитная оксидная плёнка, препятствующей дальнейшему взаимодействию хим. Элемента с окружающей средой, даже во влажном воздухе. Металлическая форма элемента обжигает при попадании на влажную поверхность кожи или слизистой.
Применение лития
Сам элемент и его соединения широко применяются для производства стекла, в качестве покрытия фарфора. Чёрная и цветная металлургия используют литий для придания сплавам прочности и пластичности, в изготовлении смазок. Текстильная промышленность применяет этот элемент в качестве отбеливателя тканей, пищевая – в роли консерванта, фармацевтика успешно использует в косметических препаратах.
Жидкий литий нашёл своё применение в ядерных реакторах, радиоактивный тритий получают при помощи изотопа лития-6. Широкое применение щелочной металл нашёл в химической промышленности, как катализатор многих процессов, компонент сплавов, из которых изготавливают холодные катоды, а также аноды источников тока.
Фторид лития в виде монокристаллов применяют для создания высокоточных лазеров с КПД 80%. Различные соединения с литием участвуют в дефектоскопии, пиротехнике, радиоэлектронике, оптоэлектронике.
Соли лития – психотропное вещество, положительное влияние которых на психическое состояние человека было подтверждено лишь в середине XX века. Карбонат лития с успехом применяется для лечения людей с биполярным расстройством, маниакальной депрессией, склонных к суициду.
Этим объясняется низкий уровень преступности в тех районах, где в значительной степени литий содержится в питьевой воде. Механизм воздействия элемента до сих пор изучен слабо, но существуют предположения, что положительный эффект достигается регулятивной функцией активности части ферментов, участвующих в переносе ионов натрия и калия в мозг. Баланс Na и К напрямую отвечает за состояние психики. Так доказано, что у людей, склонных к депрессии, в клетках избыточное содержание натрия, а литий выравнивает ионную картину.
Свойство лития уменьшать депрессию и риск суицида нашло свое отражение в творчестве групп Nirvana и Evanescence. В их дискографии имеются психоделические песни под названием Lithium.
На роли лития в активизации спящих клеток костного мозга основана надежда современной медицины в деле борьбы с раком крови. Экспериментально доказано, что литий благоприятно воздействует на области поражения генитальным герпесом. Положительно отмечено применения Li в комплексе лечения гипертонии и диабета. Безусловна эффективность в рамках предупреждения склероза и заболеваний сердечно-сосудистой системы.
Присутствуя в смазочных материалах, литий позволяет осваивать Антарктиду, в условиях критически низких температур. Без этого элемента техника попросту откажет. Его рассматривают как компонент твёрдого ракетного топлива, ведь результат сгорания 1 кг твёрдого Li более десяти тысяч килокалорий, что почти в пять раз больше, чем результат сгорания 1 кг керосина.
В данной презентации рассматриваются вопросы характеристики химического элемента-металла по плану: положение в ПСХЭ, строение атома и его электронных оболочек, сравнение его с соседними по группе и периоду, простое вещество и его соединения: оксиды, гидроксиды, соли.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Характеристика химического элемента-металла на основании его положения в ПСХЭ Д.И.Менделеева
Цели урока Дать план общей характеристики хим. Элемента по его положению в ПСХЭ Повторить строение атома, типы хим. связи, классификацию неорганических веществ и их свойства в свете ТЭД и ОВР, генетическую связь между классами неорганических веществ Познакомить учащихся с задачами на выход продукта реакции
План характеристики ХЭ по его положению в ПСХЭ Адрес ХЭ Строение атома, проявляемые свойства, сравнение с соседними элементами Физические свойства простого вещества Оксид, образуемый этим ХЭ и его свойства, тип и схема хим. связи Гидроксид, образуемый этим ХЭ, его свойства, тип связи Водородное соединение, его свойства Соли и их свойства
Дадим характеристику элемента ЛИТИЯ Порядковый номер 3, 2 период (малый), 1 группа, главная подгруппа (IA) + 3 Металлический элемент Li 0 – 1 e Li + Восстановитель окисление 2 1 n = 2 n = 1 S S p 1S 2 2 S 1 + S Li .
Сравним свойства атома лития с соседними ХЭ по группе и периоду В группе: Литий - Натрий На внешней оболочке – по 1 электрону (сходство) Количество оболочек: у натрия на 1 оболочку больше, следовательно, радиус атома натрия больше, чем у лития, металлические и восстановительные свойства натрия сильнее В периоде: Литий – Бериллий Количество оболочек – по 2 (сходство) Количество внешних электронов: у лития 1 e , а у натрия – 2 e , следовательно, радиус атома лития больше, чем у бериллия, металлические и восстановительные свойства лития сильнее
Литий – простое вещество Щелочной металл серебристого цвета, очень легкий, хранится под слоем керосина, не встречается в природе в свободном виде, малиновый цвет пламени Т пл. = 180,6 0 , Т кип. = 1342 0 , плотность 0,534 г / c м 3 Металлическая кристаллическая решетка Металлическая хим. связь Li 0 – 1 e Li + атом ион Электропроводность, теплопроводность, ковкость, пластичность, металлический блеск, режется ножом, но на срезе быстро окисляется и темнеет из-за своей активности Химические свойства: реагирует с водой и неметаллами (кислородом, азотом, галогенами, водородом и др.) – составить уравнения реакций
Оксид лития – Li 2 O Солеобразующий, основный Ионная связь (записать схему образования связи) Белый цвет Химические свойства: Запишите реакции оксида лития с водой, оксидом углерода (IV), соляной кислотой Получение: Li 2 O 2 + 2 Li = 2 Li 2 O пероксид лития оксид лития
Гидроксид лития - LiOH Li + - OH - ионная связь Li + - простой ион, OH - - сложный ион OH - - КПС Белый гигроскопичный порошок, мылкий на ощупь, едкий Химические свойства: запишите реакции гидроксида лития с серной кислотой, сульфатом меди (II), оксидом углерода (IV), исключение – разложение при нагревании Получение: электролиз расплавов галогенсодержащих солей 2 LiCl 2 Li + Cl 2
Водородное соединение – LiH гидрид лития Твердый Белый Гигроскопичен Используется как восстановитель C оли лития Проверить растворимость солей лития в воде по таблице растворимости
Открытие лития А.Арфведсон, 1817 г. – признал литий новым щелочным металлом Впервые выделен из слоистого силикатного минерала петалита LiAlSi 4 O 10 Название – от греческого «камень» Г.Дэви, 1818 г., электролиз расплавленного оксида лития
Генетический ряд металла Вспомните признаки генетического ряда: Один и тот же химический элемент-металл Разные формы существования этого элемента-металла (простое вещество-оксид-основание-соль) Взаимопревращения веществ разных классов
Генетический ряд металла лития Li Li 2 O LiOH LiCl, Li 2 SO 4 , LiNO 3 Задание: осуществить цепочку превращений (составить уравнения реакций)
Задачи на примеси и выход продукта реакции Найдите объем углекислого газа (н.у.), который можно получить взаимодействием 250 г известняка, содержащего 20 % примесей, с избытком азотной кислоты. Можно ли получить весь 100 % -ный объем? Найти объем углекислого газа, если выход газа составил 75% от теоретически возможного.
Запомните формулы! η – выход продукта m пр. V пр. η = ----- = ------- m теор. V теор.
Домашнее задание § 1, упражнения Решить задачу. При взаимодействии 800 мг 30%-ного раствора едкого натра с избытком раствора медного купороса (сульфата меди (II)) было получено 196 мг осадка. Каков его выход в % от теоретически возможного?
Часть I
1. Заполните таблицу «Характеристика элемента на основании его положения в Периодической системе (ПС) Д. И. Менделеева» на примере элемента кальция.
2. Подтвердите характер оксида кальция соответствующими уравнениями реакций, в том числе и ионными, для реакций с участием электролитов:
3. Подтвердите характер гидроксида кальция соответствующими уравнениями реакций в молекулярной, полной и сокращённой ионной формах:
Часть II
1. Вычеркните «лишнее».
4) Si
2. Какая из следующих групп элементов содержит только металлы?
Нет правильного варианта ответа.
3. Какая из характеристик металлической связи является неточной?
Металлическая связь:
1) характеризуется ненаправленностью;
2) характеризуется ненасыщенностью.
4. Какое физическое свойство не является общим для всех металлов?
3) твёрдое агрегатное состояние при стандартных условиях.
5. Дайте характеристику элемента лития согласно приведённому в части I плану.
1) Это элемент I A группы, 2-го малого периода.
2) +3Li 2е, 1е.
3) Li – сильный восстановитель, который получает с. о. +1.
4-5) Li – это металл, поэтому имеет металлическую кристаллическую решётку, образованную за счёт металлической химической связи, схема которой:
6) аллотропия для лития нехарактерна.
7) Металлические свойства у лития выражены больше, чем у бериллия.
8) Металлические свойства у лития выражены больше, чем у водорода, но меньше, чем у натрия.
9) Оксид лития имеет основный характер и взаимодействует:
с кислотными оксидами;
с кислотами;
с водой.
10) Гидроксид лития LiOH имеет основный характер и является растворимым основанием – щёлочью. Взаимодействует (напишите уравнения возможных реакций в молекулярной, полной и сокращённой ионной формах):
6. Металлы (М) IА группы, или щелочные металлы, образуют водородные соединения с общей формулой МН.
В этих соединениях, в отличие от летучих водородных соединений неметаллов, связь ионная и кристаллическая решётка ионная.
Эти бинарные соединения проявляют следующие физические свойства:
Белые кристаллические вещества, похожие на соль.
7. Металлы IIA группы (начиная с Са) – щелочноземельные металлы – образуют водородные соединения с общей формулой .
Они называются гидридами, имеют ионную кристаллическую решётку, построенную за счёт ионной химической связи, и обладают следующими физическими свойствами: белые солеподобные кристаллические вещества.
При взаимодействии с водой наблюдается реакция обмена.
Выполнила:
студентка 1 курса 2 лд группы
2 мед.факультета
Лебедь Екатерина
Запорожье 2014
1. Характеристика элемента
2. История открытия Лития
3. Получение Лития
4. Физические и химические свойства элемента
5. Важнейшие соединения лития.
6. Применение
7. Препараты Лития
Характеристика элемента
ЛИ́ТИЙ (лат. Lithium), Li, химический элемент с атомным номером 3, атомная масса 6,941. Химический символ Li читается так же, как и название самого элемента. Литий встречается в природе в виде двух стабильных нуклидов 6Li (7,52% по массе) и 7Li (92,48%). В периодической системе Д. И. Менделеева литий расположен во втором периоде, группе IA и принадлежит к числу щелочных металлов. Конфигурация электронной оболочки нейтрального атома лития 1s 22s 1. В соединениях литий всегда проявляет степень окисления +1. Металлический радиус атома лития 0,152 нм, радиус иона Li+ 0,078 нм. Энергии последовательной ионизации атома лития 5,39 и 75,6 эВ. Электроотрицательность по Полингу 0,98, самая большая у щелочных металлов. В виде простого вещества литий - мягкий, пластичный, легкий, серебристый металл.
История открытия Лития
Элемент №3 , названный литием (от греческого "литос" – камень), открыт в 1817 г. Когда когда проводил свои знаменитые опыты выдающийся английский ученый Хэмфри Дэви по электролизу щелочных земель, ещё не было известно о существовании в природе лития. Литиевая земля была открыта лишь в 1817 г. химиком-аналитиком Арфведсоном, шведом по национальности. В 1800 г. бразильский минералог де Андрада е Сильва, совершая научное путешествие по Европе, нашел в Швеции два новых минерала, названных им петалитом и сподуменом, который был вновь открыт на острове Уте. Арфведсон заинтересовался петалитом. После проведения полного качественного и количественного анализа, он обнаружил потерю около 4% вещества, это его конечно насторожило и дало повод для поиска недостающего вещества. Он повторил свои анализы более тщательно и щепетильно, он установил, что в петалите содержится "огнепостоянная щелочь до сих пор неизвестной природы". Берцелиус, учеником которого и был Арфведсон, предложил назвать ее литионом (Lithion), поскольку эта щелочь в отличие от кали и натра впервые была найдена в "царстве минералов" (камней); название зто произведено от греч.- камень. Арфведсон продолжал проводить исследования и обнаружил литиевую землю,или литину, и в некоторых других минералах. Но этот химический элемент ему выделить не удалось, он был очень активным и получить его было трудным делом. Небольшие массы металлического лития были получены Дэви и Бранде путем злектролиза щелочи. В 1855 г. Бунзен и Маттессен разработали промышленный способ получения металлического лития злектролизом хлорида лития. В русской химической литературе начала XIX в. встречаются названия: литион, литин (Двигубский, 1826) и литий (Гесс ); литиевую землю (щелочь) называли иногда литина.
Литий получают в две основные стадии:
1) получение чистого хлористого лития;
2) электролиз расплавленного хлористого лития.
Наиболее важной технической литиевой рудой является - алюмосиликат лития. Сподуменовую руду сначала обогащают, отделяя пустую породу от мине рала сподумена.
Один из способов получения хлористого лития из сподумена - хлорирующий обжиг сподумена в смеси с СаС03 и NH4Cl при 750° С. В результате получают спек, состоящий из хлористого лития, силиката кальция, окиси алюминия, а также хлоридов калия, натрия и кальция.
Спек выщелачивают холодной водой, при этом в раствор переходят хлориды лития, калия и натрия, а также небольшое количество СаС12 и Са(ОН)2. При помощи промышленных кондиционеров в помещении поддерживается необходимый уровень температуры. Кальций переводят в нерастворимое состояние, обрабатывая раствор поташом, отделяют осадок и чистый раствор упаривают до начала кристаллизации солей. Затем через раствор пропускают сухой хлористый водород, в результате чего резко уменьшается растворимость КСl и NaCl и они выпадают в осадок, который отделяют от раствора. Раствор выпаривают, и из него выкристаллизовывается гидрат LiCl Но, который затем обезвоживают нагреванием и далее используют как сырье для электролитического получения лития.
Существуют и другие способы разложения сподумена (спекание с сульфатом калия или смесью известняка с хлористым кальцием) с последующей переработкой спеков для получения из них хлорида лития.
Металлический литий получают электролизом хлористого лития при 400-500° С. В качестве электролита применяют смесь LiCl и КСl, содержащую примерно 60%. Анодное и катодное пространства разделены железной сетчатой диафрагмой. Над катодом расположен приемник для жидкого лития, всплывающего на поверхность электролита. Хлор удаляется через канал, устроенный в верхнем перекрытии электролизера. Через это же перекрытие проходят трубы для питания ванны расплавленным хлористым литием и извлечения жидкого металла.
Технологический режим и основные показатели электролиза: анодная плотность тока 2,1, катодная 1,4 а/см2; напряжение на клеммах 6-8 в, выход по току 90%. Расход на 1 кг лития: 6,2 кг LiCl, 0,1-0,2 кг KG, электроэнергии постоянного тока 144-216 кдж.
Литий-сырец содержит более 99% Li, основные примеси (Na, К, Mg, Al, Fe, Si) могут быть удалены рафинированием лития возгонкой, или дистилляцией в вакууме.