Lithium - Lithium (English spelling)

Japanese: リチウム - りちうむ（英語表記）lithium

It belongs to group 1 of the periodic table and is one of the alkali metal elements.

history

Petalite and spodumene, ores containing lithium, were discovered by Jose de Andrada on the Swedish island of Utö between 1790 and 1800. In 1817, Johan August Arfvedson (1792-1841) of Sweden discovered that petalite contained a new alkali metal element. The name lithium, from the Greek word lithos (stone), was proposed by Arfvedson's mentor Berzelius. The name was based on the fact that lithium was discovered in ores, whereas sodium and potassium were discovered in plant-related materials. In 1818, W. T. Brandé and H. Davy isolated a small amount of lithium metal by electrolysis of lithium oxide, but it was Bunsen of Germany and Augustus Mathiessen (1831-1870) of England who first obtained a quantity large enough to measure the physical properties by electrolysis of a molten lithium chloride in 1855.

[Torii Yasuo]

Existence

It is widely distributed in rocks and natural water, though in minute quantities. It is also found in the plant and animal kingdom, for example in seaweed, tobacco, coffee, milk, and blood. Minerals that are important as industrial resources include spodumene (AlLi(SiO ₃ ) _{2 )} , red mica (AlKLi ₂ (FeOH) ₂ (Si ₄ O ₁₀ ), petalite (AlLi(Si ₂ O ₅ ) _{2 )} , and amblygoite (AlPO ₄・LiF). Natural saltwater containing several hundred ppm has been found in California, Nevada, and other states in the United States, and is attracting attention as a resource.

[Torii Yasuo]

Manufacturing method

It is produced by treating the raw ore with sulfuric acid, sodium carbonate, hydrochloric acid, etc. to produce lithium chloride, which is then melted and electrolyzed with potassium chloride. Lithium chloride can also be electrolyzed in pyridine, ethanol (ethyl alcohol), acetone, etc.

[Torii Yasuo]

Properties and uses

It is a soft, silvery-white metal, and the lightest of all metallic elements. It has the typical properties of an alkali metal element, but at the same time, it has characteristics quite different from those of sodium and below, and in fact has many similarities to magnesium, which is diagonally opposite it in the periodic table. It is stable in dry air and hardly oxidizes, but when heated, it reacts and emits a strong light, giving off the oxide _Li2O (common alkali metals give peroxides and superoxides).

4Li+ _O2 → _2Li2O
It reacts with nitrogen at room temperature to form the nitride Li ₃ N (it does not react directly with other alkali metals). It also decomposes water to produce hydrogen at room temperature, but the reaction is less vigorously than with potassium or sodium.

2Li+ _2H2O →2LiOH+ _H2
Since it reacts with glass at high temperatures, iron vessels are necessary for distillation and purification. It shows a red flame reaction. This flame reaction was first observed by the German C. G. Gmelin (1818).

As a metal, it is used as a nuclear reactor material, a polymerization catalyst in organic synthesis, etc., and its importance has recently increased as an additive to various alloys, and as a deoxidizer for steel and alloys.

[Torii Yasuo]

[Supplementary Material] | Lithium (Data Note)

Periodic Table
©Shogakukan ">

Periodic Table

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

周期表第1族に属し、アルカリ金属元素の一つ。

歴史

リチウムを含む鉱石、葉長石とリチア輝石は、1790年から1800年にかけて、スウェーデンのウテUtö島でアンドラダJose de Andradaによって発見されている。この葉長石の中に新しいアルカリ金属元素が含まれていることをみいだしたのはスウェーデンのアルフェドソンJohan August Arfvedson（1792―1841）で、1817年であった。リチウムの名は、ギリシア語の石lithosにちなんで、アルフェドソンの指導者ベルツェリウスによって提案された。ナトリウムやカリウムが植物関連物質からみいだされたのに対し、リチウムが鉱石からみいだされたことに基づいている。1818年W・TブランデBrandéとH・デービーは酸化リチウムを電解して少量のリチウム金属を単離しているが、物性の測定ができるほどの量を初めて得たのは、ドイツのブンゼンとイギリスのマチーセンAugustus Mathiessen（1831―1870）で、塩化リチウムの融解電解によって1855年に成功している。

［鳥居泰男］

存在

岩石や天然水の中に微量ではあるが広く分布している。動植物界たとえば海藻、タバコ、コーヒー、牛乳、血液などにも存在が認められる。工業資源として重要な鉱石はリチア輝石AlLi(SiO₃)₂、紅雲母(うんも)AlKLi₂(FeOH)₂(Si₄O₁₀)、葉長石AlLi(Si₂O₅)₂、アンブリゴ石AlPO₄・LiFなどである。天然塩水で数百ppmを含むものがアメリカのカリフォルニア州、ネバダ州などでみいだされており、資源として注目される。

［鳥居泰男］

製法

原鉱を硫酸、炭酸ナトリウム、塩酸などで処理して塩化リチウムとし、これに塩化カリウムを加えて融解電解することによって製造される。ピリジン、エタノール（エチルアルコール）、アセトンなどの中で塩化リチウムを電解する方法も行われる。

［鳥居泰男］

性質と用途

銀白色の軟らかい金属で、全金属元素中もっとも軽い。アルカリ金属元素の典型的な性質をもっていると同時に、ナトリウム以下とはかなり異なった性格を示し、むしろ、周期表で対角関係にあるマグネシウムに似た点も多い。乾燥空気中では安定でほとんど酸化されないが、熱すれば強い光を放って反応し酸化物Li₂Oを与える（一般のアルカリ金属は過酸化物、超酸化物を与える）。

　　4Li+O₂→2Li₂O
　室温でも窒素と反応して窒化物Li₃Nを生成する（他のアルカリ金属は直接反応しない）。室温で水を分解して水素を発生するが、カリウムやナトリウムほど激しく作用しない。

　　2Li+2H₂O→2LiOH+H₂
　高温でガラスと反応するので蒸留精製には鉄製容器が必要である。赤色の炎色反応を示す。この炎色反応を初めて観察したのは、ドイツのC・G・グメーリンであった（1818）。

　金属として原子炉材料、有機合成の重合触媒などに用いられるほか、各種合金の添加剤、鋼材、合金の脱酸剤などとして最近その重要性が増している。

［鳥居泰男］

[補完資料] | リチウム（データノート）

周期表

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について　情報 | 凡例

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