3. Литий - Lithium (Li).






В 1817 г. шведский химик А. Арфведзон, производя анализ сравнительно редкого минерала петалита, открыл в нем новый химический элемент. Присутствие этого элемента затем было обнаружено и в некоторых минералах, входящих в состав твердых каменистых пород. В настоящее время известно более двух десятков минералов, в составе которых присутствует химический элемент, открытый А. Арфведзоном. Этот элемент называется литием (от греческого слова "литос", что значит камень).
В свободном виде литий получен немецким химиком Р. Бунзеном и независимо от него английским физиком О. Матиссеном через 38 лет после открытия этого элемента. Литий - серебристо-белый, чрезвычайно легкий металл. По своей легкости литий занимает первое место среди других металлов. Он в 5 раз легче алюминия и почти в 2 раза легче воды. Поэтому литий плавает не только на воде, но даже и на керосине. Самолет, сделанный из лития, могли бы легко поднять.... два человека!
Однако из лития невозможно сделать не только самолет, но даже чайную ложку. Дело в том, что литий энергично соединяется с воздухом и водой, образуя вещества, совершенно лишенные механической прочности. Чайная ложка из лития при первом же помешивании горячего чая исчезла бы в нем без остатка. Причем "растворение" ложки сопровождалось бы бурным выделением водорода, который вытесняется литием из воды. В природе лития сравнительно много, на его долю приходится 0,02 % от общего количества атомов земной коры. Крупнейшие месторождения литиевых соединений находятся в Канаде, США, в Юго-Западной Африке, Казахстане, Средней Азии. Помимо этого, обнаружено наличие растворимых соединений лития в насыщенных растворах соляных озер. Так, например, в толще соляных отложений озера Серлс в Калифорнии были обнаружены пустоты, заполненные, насыщенным рассолом, содержащим до 0,02 % соединений лития (хлористый литий). Растворимые соединения лития встречаются в некоторых источниках. Из них наибольшую известность получили источники курорта Виши и Дюркгейма.
Литий применяется в металлургии. Ничтожные добавки его (до 0,005 %) к меди улучшают ее качество. Литий благодаря своей химической активности взаимодействует с кислородом, азотом, серой, растворенными в меди, и, связывая их, играет для последней роль дегазатора. Незначительные добавки лития к алюминию, мангию и другим металлам повышают прочность и делают более стойкими против действия кислот и щелочей. В парах лития можно осуществлять сварку алюминия.
Находят применение и соединения лития. Из них особого внимания заслуживает соединение лития с водородом - гидрид лития, играющий роль своеобразного материала для получения водорода. Стоит только подействовать водой на это соединение, как начинается выделение водорода. Из одного килограмма гидрида лития можно получить 2800 л водорода. Таким образом, из двух килограммов гидрида лития получается почти столько же водорода, сколько его содержит стальной баллон весом в 80 кг, в котором водород находится под давлением в 120-150 атмосфер. Поэтому гидрид лития можно рассматривать как удобную "компактную упаковку" водорода. Главная область применения гидрида лития-термоядерные процессы.
Соединения лития применяются в керамике для приготовления глазурей и эмалей, в стеклоделии - для производства "опаловых" стекол и фильтров, пропускающих ультрафиолетовые лучи. Добавка едкого лития в щелочные аккумуляторы значительно повышает их электроемкость. Некоторые соединения лития (углекислый литий, салициловокислый литий) применяются в медицине для растворения мочевой кислоты. Накопление ее является причиной подагры.
Одной из сложных технических задач в практике плавания на подводных лодках является очистка воздуха от углекислоты при помощи соединений лития. Решение этой проблемы было важно для космонавтов, оповестивших мир о новой победе человеческого разума.
Литий встречается в солях, входящих в состав растительных организмов. Однако функция его в них не выяснена. Особенно много лития содержат бурые и красные морские водоросли. В наземных растениях литий в сравнительно больших количествах находится в лютике, татарнике и табаке. При сгорании табачных листьев часть соединений лития остается в золе (табачный пепел). Пользуясь способностью соединений лития ускорять (катализировать) некоторые реакции, можно показать наличие лития в табачном пепле в эффектном "фокусе" зажигания сахара от пламени спички.
Если поджечь кусок сахара пламенем спички, сахар начинает плавиться, но не горит. Если же место, где нагревается сахар, посыпать табачным пеплом, то можно легко поджечь сахар, который в. присутствии солей лития начинает гореть, как бумага.
В животных организмах литий содержится главным образом в печени и легких.

Ли́тий (лат. Lithium; обозначается символом Li) — элемент главной подгруппы первой группы, второго периода периодической системы химических элементов таблицы Менделеева, с атомным номером 3. Простое вещество литий (CAS-номер: 7439-93-2) — мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета.

История и происхождение названия

Литий был открыт в 1817 году шведским химиком и минералогом А. Арфведсоном сначала в минерале петалите (Li,Na)[Si4AlO10], а затем в сподумене LiAl[Si2O6] и в лепидолите KLi1.5Al1.5[Si3AlO10](F,OH)2. Металлический литий впервые получил Гемфри Дэви в 1825 году.
Своё название литий получил из-за того, что был обнаружен в «камнях» (греч. λίθος — камень). Первоначально назывался «литион», современное название было предложено Берцелиусом.

Нахождение в природе

Геохимия лития Литий по геохимическим свойствам относится к крупноионным литофильным элементам, в числе которых калий, рубидий и цезий. Содержание лития в верхней континентальной коре составляет 21 г/т, в морской воде 0,17 мг/л.
Основные минералы лития — слюда лепидолит — KLi1.5Al1.5[Si3AlO10] (F, OH)2 и пироксен сподумен — LiAl [Si2O6]. Когда литий не образует самостоятельных минералов, он изоморфно замещает калий в широко распространенных породообразующих минералах.
Месторождения лития приурочены к редкометалльным гранитным интрузиям, в связи с которыми развиваются литиеносные пегматиты или гидротермальные комплексные месторождения, содержащие также олово, вольфрам, висмут и другие металлы. Стоит особо отметить специфические породы онгониты — граниты с магматическим топазом, высоким содержанием фтора и воды, и исключительно высокими концентрациями различных редких элементов, в том числе и лития.
Другой тип месторождений лития — рассолы некоторых сильносоленых озёр. Месторождения Месторождения лития известны в России (более 50% запасов страны сосредоточено в редкометальных месторождениях Мурманской области), Боливии, Аргентине, Мексике, Афганистане, Чили, США, Канаде, Бразилии, Испании, Швеции, Китае, Австралии, Зимбабве, Конго.

Получение

В настоящее время для получения металлического лития его природные минералы или разлагают серной кислотой (кислотный способ), или спекают с CaO или CaCO3 (щелочной способ), или обрабатывают K2SO4 (солевой способ), а затем выщелачивают водой. В любом случае из полученного раствора выделяют плохо растворимый карбонат лития Li2CO3, который затем переводят в хлорид LiCl. Электролиз расплава хлорида лития проводят в смеси с KCl или BaCl2 (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси). 2LiCl = 2Li + Cl2 В дальнейшем полученный литий очищают методом вакуумной дистилляции.

Физические свойства

Литий — серебристо-белый металл, мягкий и пластичный, твёрже натрия, но мягче свинца. Его можно обрабатывать прессованием и прокаткой.
Из всех щелочных металлов литий характеризуется самыми высокими температурами плавления и кипения (180,54 и 1340 °C, соответственно), у него самая низкая плотность при комнатной температуре среди всех металлов (0,533 г/см³, почти в два раза меньше плотности воды).
Маленькие размеры атома лития приводят к появлению особых свойств металла. Например, он смешивается с натрием только при температуре ниже 380 °C и не смешивается с расплавленными калием, рубидием и цезием, в то время как другие па́ры щелочных металлов смешиваются друг с другом в любых соотношениях.

Химические свойства

Литий является щелочным металлом, однако относительно устойчив на воздухе. Литий является наименее активным щелочным металлом, с сухим воздухом (и даже с сухим кислородом) при комнатной температуре практически не реагирует. По этой причине литий является единственным щелочным металлом, который не хранится в керосине (к тому же плотность лития столь мала, что он будет в нём плавать) и может непродолжительное время храниться на воздухе.
Во влажном воздухе медленно реагирует с азотом, находящимся в воздухе, превращаясь в нитрид Li3N, гидроксид LiOH и карбонат Li2CO3. В кислороде при нагревании горит, превращаясь в оксид Li2O. Есть интересная особенность, что в интервале температур от 100 °C до 300 °C литий покрывается плотной оксидной плёнкой, и в дальнейшем не окисляется.
В 1818 немецкий химик Леопольд Гмелин установил, что литий и его соли окрашивают пламя в карминово-красный цвет, это является качественным признаком для определения лития. Температура возгорания находится около 300 °C. Продукты горения раздражают слизистую оболочку носоглотки.
Спокойно, без взрыва и возгорания, реагирует с водой, образуя LiOH и H2. Реагирует также с этиловым спиртом (с образованием алкоголята), с водородом (при 500—700 °C) с образованием гидрида лития, с аммиаком и с галогенами (с иодом — только при нагревании). При 130 °C реагирует с серой с образованием сульфида. В вакууме при температуре выше 200 °C реагирует с углеродом (образуется ацетиленид). При 600—700 °C литий реагирует с кремнием с образованием силицида. Химически растворим в жидком аммиаке (−40 °C), образуется синий раствор.
Литий хранят в петролейном эфире, парафине, газолине и/или минеральном масле в герметически закрытых жестяных коробках. Металлический литий вызывает ожоги при попадании на влажную кожу, слизистые оболочки и в глаза.




4. Бериллий-Beryllium (Be).


В 1798 г, французский химик Вокелен изучал свойства минерала, известного в науке как берилл.
Бериллом (от греческого слова "бериллос" - блестящий - название камня) назывался особый минерал, прозрачные разновидности которого, окрашенные в зеленовато-голубой или зеленый цвет, издавна считались драгоценными камнями. Камни зеленовато-голубого цвета называются аквамаринами, камни, окрашенные в зеленый цвет - изумрудами. Совершенно прозрачные изумруды очень редки и среди самоцветов зеленой окраски считаются самыми дорогими.
Интересуясь свойствами берилла, этого чудесного произведения природы, Вокелен выделил из этого минерала и достаточно подробно описал похожее на землистую массу вещество. Эта "земля" (а "землями" в химии с давних пор называли рыхлые, землистые продукты, получающиеся от прокаливания металлов на воздухе) за способность давать соединения, обладающие сладким вкусом, была названа глициной. Это название происходило от греческого слова "гликос", что означает сладкий.
В 1828 г. немецкий химик Фридрих В"лер и француз А. Бюсси выделили из глицины металл. Этот металл от имени произведшей его сладкой "земли", "сладкозема", как до середины XIX в. называли глицину русские химики, был назван глицинием.
Впоследствии название этого металла произвели не от сладкой "земли", из конторой он был получен, а от минерала, из которого была получена впервые сама сладкая "земля". Так в химическом языке появилось новое название глициния - бериллий. С течением времени это название вновь открытого металла было принято химиками почти всех стран. Между прочим во Франции до сих пор бериллий называют глицинием, или глицием, употребляя для этого латинское слово "глюцинум" и знак атома G1 - вместо "бериллиум" и Be.
На долю бериллия приходится 0,001% (столько же, сколько и на цинк) от общего количества атомов земной коры. Поэтому бериллий можно считать достаточно распространенным элементом природы.
В чистом виде бериллий представляет собой легкий (пл. 1,82), твердый (легко режет стекло), стойкий к коррозии, серо-стального цвета металл. Подробное исследование соединений бериллия было впервые произведено русским химиком И. Авдеевым, который определил эквивалентный вес бериллия.
Бериллий применяется в металлургии. Добавление небольших количеств бериллия к некоторым металлам придает получаемым сплавам такие свойства, которыми не обладают ни сам бериллий, ни те металлы, в которые он добавляется. Так, например добавка бериллия к меди в несколько раз. Повышает ее твердость, прочность и химическую устойчивость, не уменьшая при этом электропроводности. Сплав меди с 2 % бериллия (бериллиевая бронза) в два раза тверже нержавеющей стали и очень устойчив по отношению к механическим и химическим воздействиям. Из такого сплава изготовляют различные инструменты (зубила, головки молотков, шахтерские кирки и т; д.). В отличие от стальных изделий, бериллиевая бронза не высекает искр при ударе о камень или металл. Это очень важно при, работе в шахтах, при открывании тары с воспламеняющимися веществами, когда случайная искра может явиться причиной сильного взрыва. Добавка 1 % бериллия к рессорной стали: чрезвычайно повышает прочность и долговечность изготовляемых изделий. Особенно важным свойством является то, что пружины из такого сплава не теряют упругости даже при высокой температуре (красного каления).
С развитием техники высотных полетов сплавы бериллия с магнием, алюминием, титаном и другими металлами приобретают особое значение для постройки стратопланов и ракет.
Большую роль для увеличения долговечности и работоспособности машин и механизмов имеют свойства поверхностей их деталей. Облагораживание поверхности металла, повышение ее твердости и устойчивости имеет решающее значение для продолжительности "жизни" деталей Эти качества поверхности деталей придает бериллий. Для этого изделие достаточно выдержать в порошке бериллия при 900-1000° С, и поверхность станет вдвое тверже, чем у лучших сортов закаленной стали.
Способность бериллия более всех остальных устойчивых на воздухе металлов пропускать рентгеновские лучи используется в рентгенотехнике для изготовления "окошек" в рентгеновских трубках (так называются сделанные из бериллия части рентгеновских трубок, через которые пропускают лучи).
Бериллий занимает видное место в истории развития учения о строении атома и его ядра. В 1030 г. было обнаружено, что при бомбардировке бериллия ядрами атомов гелия (альфа-частицами) атомы бериллия начинают испускать "лучи", проходящие через слой свинца в несколько сантиметров толщины.
Природу бериллиевого излучения удалось установить Чедвику в 1932г. Оказалось, что оно представляет собой поток частиц с массой приблизительно равной массе протонов, но в отличие от них не несущих электрического заряда. Эти частицы были названы нейтронами.
Отсутствие электрических зарядов чрезвычайно облегчает внeдpeниe нейтронов в атомные ядра других элементов, делая нейтрон эффективным "снарядом" атомной артиллерии для осуществления ядерных реакций.
Простейшим источником нейтронов может служить стеклянная ампула с порошком бериллия в смеси с небольшим количеством радия. Наличие в такой ампуле 0,1 г соли радия обеспечивает получение нескольких сот тысяч нейтронов в каждую секунду.
Высокая огнеупорность окиси бериллия (температура плавления выше 2500° С), а также большая инертность ее в нагретом состоянии ко многим расплавленным металлам и их солям используется для изготовления огнеупорных тиглей.
Окись бериллия входит в состав массы для пломбирования зубов - зубных цементов и ускорителей (катализаторов) при получении некоторых органических веществ. Окись бериллия находит также применение в люминесцентных лампах дневного освещения, излучающих желтовато-белый свет.
Все растворяемые соединения бериллия ядовиты, большинство из них обладает сладким, слегка вяжущим вкусом.

Бери́ллий — элемент главной подгруппы второй группы, второго периода периодической системы химических элементов, с атомным номером 4. Обозначается символом Be (лат. Beryllium). Высокотоксичный элемент. Простое вещество бериллий (CAS-номер: 7440-41-7) — относительно твёрдый металл светло-серого цвета, имеет весьма высокую стоимость.

История

Открыт в 1798 г. французским химиком Луи Никола Вокленом. Большую работу по установлению состава соединений бериллия и его минералов провёл русский химик И. В. Авдеев (1818—1865). Именно он доказал, что оксид бериллия имеет состав BeO, а не Be2O3, как считалось ранее.

Происхождение названия

Название бериллия произошло от названия минерала берилла (др.-греч. βήρυλλος beryllos) (силикат бериллия и алюминия, Be3Al2Si6O18), которое восходит к названию города Белур (Веллуру) в Южной Индии, недалеко от Мадраса; с древних времён в Индии были известны месторождения изумрудов — разновидности берилла. Из-за сладкого вкуса растворимых в воде соединений бериллия элемент вначале называли «глюциний» (др.-греч. γλυκύς glykys — сладкий).

Нахождение в природе

Изотоп 8Be отсутствует в природе, поскольку является крайне нестабильным и имеет период полураспада 10-18 с. Стабильным является 9Be. Кроме 9Be в природе встречаются радиоактивные изотопы 7Be и 10Be.
Среднее содержание бериллия в земной коре 3,8 г/т и увеличивается от ультраосновных (0,2 г/т) к кислым (5 г/т) и щелочным (70 г/т) породам. Основная масса бериллия в магматических породах связана с плагиоклазами, где бериллий замещает кремний. Однако наибольшие его концентрации характерны для некоторых тёмноцветных минералов и мусковита (десятки, реже сотни г/т). Если в щелочных породах бериллий почти полностью рассеивается, то при формировании кислых горных пород он может накапливаться в постмагматических продуктах — пегматитах и пневматолито-гидротермальных телах. В кислых пегматитах образование значительных скоплений бериллия связано с процессами альбитизации и мусковитизации. В пегматитах бериллий образует собственные минералы, но часть его (ок. 10 %) находится в изоморфной форме в породообразующих и второстепенных минералах (микроклине, альбите, кварце, слюдах, и др.). В щелочных пегматитах бериллий устанавливается в небольших количествах в составе редких минералов: эвдидимита, чкаловита, анальцима и лейкофана, где он входит в анионную группу. Постмагматические растворы выносят бериллий из магмы в виде фторсодержащих эманаций и комплексных соединений в ассоциации с вольфрамом, оловом, молибденом и литием .
Содержание бериллия в морской воде чрезвычайно низкое — 6×10-7 мг/л.
Известно более 30 собственно бериллиевых минералов, но только 6 из них считаются более-менее распространёнными: берилл, хризоберилл, бертрандит, фенакит, гельвин, даналит. Промышленное значение имеет в основном берилл, в России (Республика Бурятия) разрабатывается фенакит-бертрандитовое Ермаковское месторождение.
Разновидности берилла считаются драгоценными камнями: аквамарин — голубой, зеленовато-голубой, голубовато-зеленый; изумруд — густо-зеленый, ярко-зеленый; гелиодор — желтый; известны ряд других разновидностей берилла, различающихся окраской (темно-синие, розовые, красные, бледно-голубые, бесцветные и др.). Цвет бериллу придают примеси различных элементов.
Месторождения минералов бериллия присутствуют на территории Бразилии, Аргентины, Африки, Индии, в России — Бурятии, Сибири и др.

Физические свойства

Бериллий — относительно твердый, но хрупкий металл серебристо-белого цвета. Имеет высокий модуль упругости — 300 ГПа (у сталей — 200—210 ГПа). На воздухе активно покрывается стойкой оксидной плёнкой BeO.

Химические свойства

Металлический бериллий относительно мало реакционноспособен при комнатной температуре. В компактном виде он не реагирует с водой и водяным паром даже при температуре красного каления и не окисляется воздухом до 600 °C. Порошок бериллия при поджигании горит ярким пламенем, при этом образуются оксид и нитрид. Галогены реагируют с бериллием при температуре выше 600 °C, а халькогены требуют еще более высокой температуры. Аммиак взаимодействует с бериллием при температуре выше 1200 °C с образованием нитрида Be3N2, а углерод дает карбид Ве2С при 1700 °C. С водородом бериллий непосредственно не реагирует.
Бериллий легко растворяется в разбавленных водных растворах кислот (соляной, серной, азотной), однако холодная концентрированная азотная кислота пассивирует металл.
Реакция бериллия с водными растворами щелочей сопровождается выделением водорода и образованием гидроксобериллатов:
Be + 2NaOH(р) + 2H2O = Na2[Be(OH)4] + H2
При проведении реакции с расплавом щелочи при 400—500 °C образуются диоксобериллаты:
Be + 2NaOH(ж) = Na2BeO2 + H2


Источник: Википедия

Назад




Полезная Информация
 |  Караоке  |  Сонник  |  Вебкамера на МКС  |  Гадания  |  Мировая статистика  |  Сейсмический монитор  |  Население Земли  |  Онлайн полеты самолётов  |  Телевидение  |  Поздравления  |  Нетрадиционная медицина  |  Журналы,газеты  |  Иллюзии  |  Выживание
 |  Омоложение  |  Блог Артема Драгунова  |  Анимация, картинки  |  Улыбнись
 |  Лунный календарь  |  Заговоры  |  Астрология, гороскопы  |  100 лучших фильмов  |  Игры  |  Очищение  |  Фильмы онлайн  | 


На главную Сделать стартовой Добавить в избранное Написать письмо
Copyright © priroda.inc.ru