Lithium

Eigenschaften
Lithium - Beryllium H Li Na       [He]2s1 7 3 Li Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Lithium, Li, 3
Serie	Alkalimetalle
Gruppe, Periode, Block	1(IA), 2, s
Aussehen	silbrig weiß/grau
Massenanteil an der Erdhülle	0,006 %
Atomar
Atommasse	6,941
Atomradius (berechnet)	145 (167) pm
Kovalenter Radius	134 pm
van der Waals-Radius	182 pm
Elektronenkonfiguration	[He]2s1
Elektronen pro Energieniveau	2, 1
1. Ionisierungsenergie	520,2 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie	7298,1 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie	11815,0 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand	fest
Modifikationen	-
Kristallstruktur	kubisch raumzentriert
Dichte (Mohshärte)	535 kg/m3 (0,6)
Magnetismus	unmagnetisch
Schmelzpunkt	453,69 K (180,54 °C)
Siedepunkt	1615 K (1342 °C)
Molares Volumen	13,02 · 10-6 m3/mol
Verdampfungswärme	145,92 kJ/mol
Schmelzwärme	3 kJ/mol
Dampfdruck	1,63 · 10-8 Pa (bei 453,7 K)
Schallgeschwindigkeit	6000 m/s (bei 293,15K)
Spezifische Wärmekapazität	3582 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit	10,8·106 S/m
Wärmeleitfähigkeit	84,7 W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände	1
Hydride und Oxide (Basizität)	Li2O (stark basisch)
Normalpotential	-3,02 (E° in V) (Li++ e- → Li)
Elektronegativität	0,98 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP 5Li {syn.} 3,047 · 10-22 s p 1,970 4He 6Li 7,5 % Li ist stabil mit 3 Neutronen 7Li 92,5 % Li ist stabil mit 4 Neutronen 8Li {syn.} 838 ms β- 16,004 8Be β- + 2 α   - 9Li {syn.} 178,3 ms β-+ n 11,941 8Be β- 13,606 9Be
NMR-Eigenschaften
6Li 7Li Kernspin 1 3/2 gamma / rad/T 3,936 · 107 1,04 · 108 Empfindlichkeit 0,0085 0,29 Larmorfrequenz bei B = 4,7 T 29,4 MHz 77,7 MHz
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Lithium /ˈliːtium/ ist ein Chemisches Element und wird zu den Leichtmetallen gerechnet.

Es wurde 1817 von Johan August Arfwedson entdeckt. Der Name stammt vom altgriechischen Wort lithos (altgriech. λιθος „Stein“, da Lithium zuerst im Gestein nachgewiesen wurde) und wird entsprechend Lit(h)ium ausgesprochen (ohne z-Laut). Lithium ist das leichteste aller Metalle. Es ist sehr reaktionsfreudig und kommt deshalb in freier Form in der Natur nicht vor. An Luft läuft es unter Bildung von Lithiumoxid Li₂O und Lithiumnitrid (Li₃N) an. Als Spurenelement ist es ein häufiger Bestandteil von Mineralwasser. Technisch ausbeutbare Vorkommen befinden sich in Chile, den USA (North Carolina und Nevada), Kanada, Australien und Simbabwe. In den Handel kommt es überwiegend als Lithiumcarbonat (Li₂CO₃).

Inhaltsverzeichnis

1 Lithiumhaltige Mineralien 2 Gewinnung 3 Verwendung 4 Lithiumverbindungen 5 Literatur 6 Siehe auch 7 Weblinks

Lithiumhaltige Mineralien

Natürlich vorkommende lithiumhaltige Minerale

Amblygonit	LiAl(PO4)F
Kryolithionit	Li3Na3[AlF6]2
Lepidolith (Lithionglimmer)	K-, OH-, F- haltiges Li-Al-Silicat
Petalit (Kastor)	LiAl[Si2O5]2
Spodumen (Triphan)	Li[AlSi2O6]
Triphylin	Li(FeII,MnII)[PO4]
Zinnwaldit	KLiFeAl(F,OH)2[AlSi3O10]

Gewinnung

Die Herstellung von metallischem Lithium erfolgt durch Schmelzflusselektrolyse eines bei 352 °C schmelzenden Gemisches aus 55 % Lithiumchlorid und 45 % Kaliumchlorid. Das flüssige Lithium sammelt sich an der Elektrolytoberfläche und kann so relativ einfach aus der Zelle ausgeschleust werden.

Verwendung

Es wird in qualitativ hochwertigen Batterien und Akkumulatoren verwendet.

In der Medizin wird Lithium, vor allem in Form von Lithiumcarbonat, als Mittel gegen Depressionen und Manien eingesetzt (Die therapeutische Breite ist gering, d.h. eine giftige Menge ist nur wenig höher als die, bei der die gewünschte Wirkung eintritt, daher ist eine Selbstbehandlung nicht empfohlen). Bei Menschen mit wiederkehrenden Phasen von Depression (unipolar rezidivierende Depression) oder von Depression und Manie (manisch-depressive oder bipolar affektive Krankheit) kann eine regelmäßige Lithiumeinnahme dem erneuten Auftreten von Krankheitsphasen vorbeugen. Diese vorbeugende Behandlung (Stimmungsstabilisation) ist heute das Hauptanwendungsgebiet von Lithium in der Medizin. Eine Manie ist eine Hochphase mit inadäquat gehobener Stimmung, Selbstüberschätzung, Tatendrang und Schlaflosigkeit. Diese kann durch Lithiumgabe auch akut gebessert werden. Zur Behandlung einer Depression kann Lithium zu einem sogenannten Antidepressivum hinzugegeben werden, wenn das Antidepressivum alleine keine ausreichende Wirkung gegen die Depression entfaltet (sogenannte Lithiumaugmentation, von lat. augmentare = verstärken). Lithium macht nicht abhängig und ist, wenn es richtig dosiert wird, gut verträglich. Um die richtige Dosis zu finden, ist es erforderlich, regelmäßig die Lithiumkonzentration im Blut zu kontrollieren. Ein regelmäßig durchgeführtes EEG, um die Krampfbereitschaft zu überprüfen, sollte alle zwei bis drei Monate erstellt werden. Nebenwirkungen, die gelegentlich auftreten können, sind feines Zittern der Hände, verstärkter Durst und verstärktes Wasserlassen, Durchfall und Unterfunktion der Schilddrüse. Da Lithium bereits seit der Mitte des vergangenen Jahrhunderts zur Stimmungsstabilisierung eingesetzt wird, verfügt die Medizin über eine im Vergleich zu anderen psychiatrischen Medikamenten unvergleichlich große Erfahrung und Kenntnis dieser Behandlungsmethode. Unverändert ist Lithium das Medikament der ersten Wahl zur Prophylaxe der manisch-depressiven Erkrankung.

Weiterhin dient es als Einsatzstoff zur Herstellung von Lithiumhydrid und Lithiumamid, zur Herstellung von Organolithiumverbindungen, als Reduktionsmittel in der organischen Chemie und zur Raffination von Metallen (Desoxidation, Entschwefelung).

Wegen der im Vergleich zu Wasserstoff besseren Lagerfähigkeit von Lithium wird ⁶Li als Ausgangsreagenz in der Kernreaktion von Wasserstoffbomben zusammen mit Deuterium als festes Lithiumdeuterit (LiD) beziehungsweise mit Deuterium und Tritium als Li₂DT eingesetzt. Aus ⁶Li entsteht dabei durch Neutronenbeschuss in einer exothermen Reaktion Tritium und Helium:

⁶Li + n → ⁴He + ³T + 4,78 MeV

Daran schließt sich die Kernfusion von Deuterium und Tritium an. Durch die Reaktion von ⁶Li zu Tritium soll auch das Tritium für zukünftige Kernfusionsreaktoren erzeugt werden. Die Neutronen sollen dabei aus der im Reaktor ablaufenden Kernfusion stammen.

In der Atomphysik wird Lithium gerne verwendet, da es als einziges Alkalimetall ein stabiles fermionisches Isotop besitzt, weshalb es sich zur Erforschung der Effekte in ultrakalten femionischen Quantengasen eignet, wie der BCS-Theorie. Gleichzeitig weist es eine sehr breite Feshbach-Resonanz auf, die es ermöglicht, die Streulänge zwischen den Atomen nach belieben einzustellen, wobei die Magnetfelder aufgrund der breite der Resonanz nicht besonders präzise gehalten werden müssen.

Lithiumverbindungen

• Lithiumaluminiumhydrid
• Lithiumbromid
• Lithiumcarbonat
• Lithiumchlorid
• Lithiumfluorid
• Lithiumhydrid
• Lithiumhydroxid
• Lithiumiodid
• Lithiumnitrat
• Lithiumoxid
• Lithiumseifen

Literatur

• Jürgen Deberitz, Gernot Boche: Lithium und seine Verbindungen - Industrielle, medizinische und wissenschaftliche Bedeutung. Chemie in unserer Zeit 37(4), S. 258–266 (2003), ISSN 0009-2851

Siehe auch

• Chemikalienliste
• WikiProjekt Elemente

Weblinks

• Los Alamos National Laboratory – Lithium (engl.)
• WebElements.com – Lithium (engl.)
• EnvironmentalChemistry.com – Lithium (engl.)
• Amblygonit (Lithiumerz)
• http://www.seilnacht.com/

Kategorie:Chemisches Element Kategorie:AlkalimetallKategorie:Periode-2-Element

zh-cn:锂