世界上密度最小的金屬鋰

　　密度表是指用表格的形式來展現物質密度的表格。密度是一個物理量，符號為ρ。我們通常使用密度來描述物質在單位體積下的質量。這個概念在化學、材料科學等其他自然科學領域也經常使用。在金屬密度中，密度最小的是鋰。下面就為大家介紹一下鋰吧。

　　鋰的簡述

　　鋰，銀白色的金屬。密度0.534克/釐米3，熔點180.54℃，沸點1317℃，是最輕的金屬。鋰可與大量無機試劑和有機試劑發生反應，與水的反應非常劇烈。在500℃左右容易與氫發生反應，是唯一能生成穩定得足以熔融而不分解的氫化物的鹼金屬。電離能5.392電子伏特，與氧、氮、硫等均能化合，是唯一的與氮在室溫下反應，生成氮化鋰***Li3N***的鹼金屬。密度為0.534。

　　鋰的含量分佈

　　在自然界中，主要以鋰輝石、鋰雲母及磷鋁石礦的形式存在。鋰在地殼中的自然儲量為1100萬噸，可開採儲量410萬噸。2004年，世界鋰開採量為20200噸， 其中，智利開採7990噸，澳大利亞3930噸，中國2630噸，俄羅斯2200噸，阿根廷1970噸。

　　鋰號稱“稀有金屬”，其實它在地殼中的含量不算“稀有”，地殼中約有0.0065%的鋰，其丰度居第二十七位。已知含鋰的礦物有150多種，其中主要有鋰輝石、鋰雲母、透鋰長石等。海水中鋰的含量不算少，總儲量達2600億噸，可惜濃度太小，提煉實在困難。某些礦泉水和植物機體裡，含有豐富的鋰。如有些紅色、黃色的海藻和菸草中，往往含有較多的鋰化合物，可供開發利用。中國的鋰礦資源豐富，以中國的鋰鹽產量計算，僅江西雲母鋰礦就可供開採上百年。

　　鋰的物理和化學性質

　　物理性質：

　　銀白色金屬。質較軟，可用刀切割。是最輕的金屬，密度比所有的油和液態烴都小，故應存放於液體石蠟、固體石蠟或者白凡士林中***在液體石蠟中鋰也會浮起***。鋰的密度非常小，僅有0.534g/cm³，為非氣態單質中最小的一個。因為鋰原子半徑小，故其比起其他的鹼金屬，壓縮性最小，硬度最大，熔點最高。溫度高於-117℃時，金屬鋰是典型的體心立方結構，但當溫度降至-201℃時，開始轉變為面心立方結構，溫度越低，轉變程度越大，但是轉變不完全。在20℃時，鋰的晶格常數為3.50Å，電導約為銀的五分之一。*鋰容易地與鐵以外的任意一種金屬熔合。鋰的焰色反應為紫紅色。

　　化學性質：

　　鋰***Lithium***，是一種化學元素，是金屬活動性較強的金屬***金屬性最強的金屬是銫***，它的化學符號是Li，它的原子序數是3，三個電子其中兩個分佈在K層，另一個在L層。鋰是所有金屬中最輕的。因為鋰的電荷密度很大並且有穩定的氦型雙電子層，使得鋰容易極化其他的分子或離子，自己本身卻不容易極化。這一點就影響到它和它的化合物的穩定性。

　　雖然鋰的氫標電勢是最負的，已經達到-3.045，但由於氫氧化鋰溶解度不大而且鋰與水反應時放熱不能使鋰融化，所以鋰與水反應還不如鈉劇烈，反應在進行一段時間後，鋰表面的氮氧化物膜被溶解，從而使反應更加劇烈。在500℃左右容易與氫發生反應，產生氫化鋰，是唯一能生成穩定得足以熔融而不分解的氫化物的鹼金屬，電離能5.392電子伏特，與氧、氮、硫等均能化合，是唯一的與氮在室溫下反應，生成氮化鋰***Li₃N***的鹼金屬。由於易受氧化而變暗。如果將鋰丟進濃硫酸，那麼它將在硫酸上快速浮動，燃燒並爆炸。如果將鋰和氯酸鉀混合***震盪或研磨***，它也有可能發生爆炸式的反應。

　　鋰的製取方法

　　1855年，本生和馬奇森採用電解熔化氯化鋰的方法才製得它，工業化制鋰是在1893年由根莎提出的，鋰從被認定是一種元素到工業化製取前後歷時76年。電解氯化鋰製取鋰要消耗大量的電能，每煉一噸鋰就耗電高達六、七萬度。

　　工業上可以用如下的方法制備鋰單質：

　　將氯化鋰在不超過其熔點***602℃***的溫度下灼燒乾燥1h。

　　使用經過氫氧化鉀脫水乾燥的、新蒸餾的吡啶溶解上述氯化鋰，製成11.81%的氯化鋰的吡啶溶液作為電解液。用石墨板作陽極，光潔的鉑片或鐵片作陰極，無隔膜。電解時採用的電壓為1.4V，電流密度為0.2～0.3A/100c㎡。

　　鋰的主要用途

1.工業

　　將質量數為6的同位素***6Li***放於原子反應堆中，用中子照射，可以得到氚。氚能用來進行熱核反應，有著重要的用途。鋰主要以硬脂酸鋰的形式用作潤滑脂的增稠劑。這種潤滑劑兼有高抗水性、耐高溫和良好的低溫效能。鋰化物用於陶瓷製品中，以起到助溶劑的作用。在冶金工業中也用來作脫氧劑或脫氯劑，以及鉛基軸承合金。鋰也是鈹、鎂、鋁輕質合金的重要成分。

　　鋰與生活日用息息相關，個人攜帶的膝上型電腦、手機、藍芽耳機等數碼產品中應用的鋰離子電池中就含有豐富的鋰元素。鋰離子電池是高能儲存介質，由於鋰離子電池的高速發展，衍生帶動了鋰礦

　　鋰的焰色、碳酸鋰等公司業務的蓬勃發展。金屬鋰電池在軍用領域也有應用。

　　鋰在發現後一段相當長的時間裡，一直受到冷落，僅僅在玻璃、陶瓷和潤滑劑等部門，使用了為數不多的鋰的化合物。

　　鋰早先的主要工業用途是以硬脂酸鋰的形式用作潤滑劑的增稠劑，鋰基潤滑脂兼有高抗水性，耐高溫和良好的低溫效能。如果在汽車的一些零件上加一次鋰潤滑劑，就足以用到汽車報廢為止。

　　在冶金工業上，利用鋰能強烈地和氧、氮、氯、硫等物質反應的性質，充當脫氧劑和脫硫劑。在銅的冶煉過程中，加入十萬分之一到萬分之一的鋰，能改善銅的內部結構，使之變得更加緻密，從而提高銅的導電性。鋰在鑄造優質銅鑄件中能除去有害的雜質和氣體。在現代需要的優質特殊合金鋼材中，鋰是清除雜質最理想的材料。

　　1kg鋰燃燒後可釋放42998kJ的熱量，因此鋰是用來作為火箭燃料的最佳金屬之一。1kg鋰通過熱核反應放出的能量相當於二萬多噸優質煤的燃燒。若用鋰或鋰的化合物製成固體燃料來代替固體推進劑，用作火箭、導彈、宇宙飛船的推動力，不僅能量高、燃速大，而且有極高的比衝量，火箭的有效載荷直接取決於比衝量的大小。

　　如果在玻璃製造中加入鋰，鋰玻璃的溶解性只是普通玻璃的1/100***每一普通玻璃杯熱茶中大約有萬分之一克玻璃***，加入鋰後使玻璃成為“永不溶解”，並可以抗酸腐蝕。

　　純鋁太軟，當在鋁中加入少量的鋰、鎂、鈹等金屬熔成合金，既輕便，又特別堅硬，用這種合金來製造飛機，能使飛機減輕2/3的重量，一架鋰飛機兩個人就可以抬走。鋰-鉛合金是一種良好的減摩材料。

　　真正使鋰成為舉世矚目的金屬，還是在它的優異的核效能被發現之後。由於它在原子能工業上的獨特效能，人稱它為“高能金屬”。

　　鋰電池是二十世紀三、四十年代才研製開發的優質能源，它以開路電壓高，比能量高，工作溫度範圍寬，放電平衡，自放電子等優點，已被廣泛應用於各種領域，是很有前途的動力電池。用鋰電池發電來開動汽車，行車費只有普通汽油發動機車的1/3。由鋰製取氚，用來發動原子電池組，中間不需要充電，可連續工作20年。要解決汽車的用油危機和排氣汙染，重要途徑之一就是發展向鋰電池這樣的新型電池。

　　鋰化合物早先的重要用途之一是用於陶瓷製品中，特別是用於搪瓷製品中，鋰化合物的主要作用是作助熔劑。

　　氟化鋰對紫外線有極高的透明度，用它製造的玻璃可以洞察隱蔽在銀河系最深處的奧祕。鋰玻璃可用來製造電視機映象管。

　　二戰期間，美國飛行員備有輕便應急的氫氣源—氫化鋰丸。當飛機失事墜落在水面時，只要一碰到水，氫化鋰就立即溶解釋放出大量的氫氣，使救生裝置充氣膨脹.

　　鋰的焰色

　　用氘化鋰和氮化鋰來代替氘和氚裝在***裡充當***，達到***爆炸的目的。中國於1967年6月17日成功爆炸的第一顆***裡就是利用氘化鋰。

　　硼氫化鋰和氫化鋁鋰，在有機化學反應中被廣泛用做還原劑，硼氫化鋰能還原醛類、酮類和酯類等。氫化鋁鋰，是製備藥物、香料和精細有機化學藥品等中重要的還原劑。氫化鋁鋰，也可用作噴氣燃料。氫化鋁鋰是對複雜分子的特殊鍵合的強還原劑，這種試劑已成為許多有機合成的重要試劑。

　　有機鋰化合物與有機酸反應，得到能水解成酮的加成產物，這種反應被用於維生素A合成的一步。有機鋰化物加成到醛和酮上，得到水解時能產生醇的加成產物。

　　由鋰和氨反應制得的氨基鋰被用來引入氨基，也被用作脫滷試劑和催化劑。

　　2.生理

　　當狼吃下含有鋰化合物的肉食後，能引起消化不良，食慾大減，從而改變狼食肉的習性，這種習性還具有遺傳性。

　　人類對金屬鋰的應用已有了良好的開端，但由於鋰的生產工藝比較複雜，成本很高。如果人們一旦解決了這些問題，鋰的優良效能將得到進一步的發揮，從而擴大它的應用範圍。

　　3.其他

　　鋰能改善造血功能，提高人體免疫機能。鋰對中樞神經活動有調節作用，能鎮靜、安神，控制神經紊亂。鋰可置換替代鈉，防治心血管疾病。人體每日需攝入鋰0.1mg左右。

　　鋰的生物必需性及人體健康效應。鋰是有效的情緒穩定劑。隨著新的情緒穩定

　　劑的出現，對鋰治療的興趣和研究雖已減少，但鋰仍是治療急性躁狂症和躁狂-抑鬱病預防性管理的最有效措施。許多研究證明，鋰對動物和人具有必需功能或有益作用。動物缺鋰可導致壽命縮短、生殖異常、行為改變及其他異常。人類流行病學研究顯示，飲水鋰濃度與精神病住院率、殺人、自殺、搶劫、暴力犯罪和***犯罪率呈顯著負相關。***犯的營養性鋰補充研究證明鋰有改善和穩定情緒的作用。心臟病人、學習低能者和在押暴力犯發鋰含量顯著降低。碳酸鋰治療的臨床研究表明，鋰的主要反應器官為胃腸道、腎臟、神經、肌肉、內分泌和心血管系統。在170～228mgLi/d治療劑量範圍內，預期的血清鋰水平為0.4～0.8 mEq/L***2.78～5.55 mg/L***，無毒性反應。在鋰的危險性評估中，對治療劑量採用10倍安全因子對孕婦和胎兒不造成危害，這相當於成人每天攝入2mg Li。動物的NOAEL***無毒性作用水平***為10 mgLi/kg/d，採用32倍安全因子，得到日允許攝入量***ADI***為0.31mgLi/kg/d。基於動物實驗資料，鋰的表觀缺乏攝入量為：山羊：<1.5mgLi/kg，大鼠：<15 μgLi/kg。人對鋰的飲食需要量約為60～100 μg/d，典型的日攝入量為200～600μg。蛋類、牛奶、奶製品、魚類、土豆和蔬菜含有豐富的鋰。

　　鋰的儲存方法

　　與鉀、鈉類似，金屬鋰很活潑，需隔絕空氣儲存。

　　貯存和使用都要注意安全，由金屬鋰引起的火災，不能用水或泡沫滅火劑撲滅，而要用碳酸鈉乾粉。鋰也對面板有很強的腐蝕性。