发现

1790年-1800年科学家Jose de Andrada在瑞典乌托岛发现透锂长石和锂辉石两种矿石，1817年由瑞典科学家阿维德松（Johann Arfvedson）在分析透锂长石矿时发现。不久，他又在锂辉石和锂云母中发现锂。Berzelius在欧洲某些矿泉水里也发现了锂。19世纪，发现植物与动物体内也有锂。

1818年，Brande和戴维（H.Davy）通过电解氯化锂获取了少量的锂单质。1855年Bunsen和Mattiesen通过电解氯化锂取得足够的锂得以研究它的性质 。

存在与分布

锂在自然界中丰度较大，居第27位，在地壳中约含0.0065%，但仅以化合物的形式存在。锂的矿物有30余种，主要存在于锂辉石（LiAlSi 2 O 6 ）、锂云母以及透锂长石（（LiNa）AlSi 4 O 10 ）和磷铝石中。在人和动物的有机体、土壤和矿泉水、可可粉、烟叶、海藻中都有锂存在。

2015年2月19日，日本的天文台研究团队从观察2013年海豚座新星发现，新星爆炸制成了大量锂元素，这意味着经典新星爆炸可能是宇宙制造锂元素的主要机制 。

单质性质

概述

锂是一种极易反应的柔软的银白色碱金属。它在金属中比重最轻。锂在空气中易氧化，所以须贮存于固体石蜡或惰性气体中。它能与水和酸作用放出氢气，易与氧、氮、硫等化合。锂盐在水中的溶解度与镁盐类似，而不同于其他的碱金属盐。

物理性质

锂的密度非常小，仅有0.534g/cm ，为非气态单质中最小的一个。

因为锂原子半径小，故与其他的碱金属相比压缩性最小，硬度最大，熔点最高。

温度高于-117℃时，金属锂是典型的体心立方结构，但当温度降至-201℃时，开始转变为面心立方结构，温度越低，转变程度越大，但是转变不完全。在20℃时，锂的晶格常数为3.50Å ，电导约为银的五分之一。 锂易与铁以外的任何一种金属熔合 。

化学性质

锂的化学性质十分活泼，在一定条件下，能与除稀有气体外的大部分非金属反应，但不像其他碱金属那样容易。

锂能同卤素发生反应生成卤化锂。

常温下，在除去二氧化碳的干燥空气中几乎不与氧气反应，但在100℃以上时发生燃烧，与氧生成氧化锂，火焰呈蓝色，但其蒸气火焰呈深红色，反应程度如同镁条燃烧一样，十分剧烈危险。尽管它不如其他碱金属那样容易燃烧，但是它燃烧的剧烈程度却是其他碱金属无法比拟的，就如同镁燃烧比钠更剧烈一样。若其露置在普通空气中会慢慢失去光泽，生成氧化锂、氮化锂和氢氧化锂，最后变为碳酸锂。 氧族其它元素也能在高温下与锂反应形成相应的化合物。

锂与碳在高温下生成碳化锂。

锂在其熔点附近很容易与氢反应，形成氢化锂。

锂块可以与水较快地反应，但并不特别剧烈，不燃烧，也不熔化，原因是其熔点、燃点较高，且因生成物LiOH溶解度较小（20℃：12.3~12.8g/100gH 2 O），易附着在锂的表面阻碍反应继续进行 ；而粉末状锂与水发生爆炸性反应。

盐酸、稀硫酸、硝酸能与锂剧烈反应。浓硫酸和锂也能反应，有剧烈反应并熔化燃烧的可能性。

锂能同很多有机化合物发生反应，很多反应在有机合成上有重要的意义。

同位素与核性质

在自然界中锂以两种同位素—— Li和 Li组成，丰度分别为7.42%和92.58%。

通过人工制备，已得到锂的四种放射性同位素 Li、 Li、 Li、 Li。他们的衰变方式如下 ：

锂的同位素可发生下列反应，放出热量：

也可用来制备氚：

制备

锂矿的提取法

硫酸盐法

锂辉石和硫酸钾一起烧结，钾将锂置换出来，形成可溶于水的硫酸锂。

硫酸盐分解法很长一段时间内是工业制备锂的唯一方法。此方法不仅适用于锂灰石，也可用来处理锂云母。

石灰法

将石灰或石灰石与锂矿石一起烧结，然后用水处理，浸取液经过多次蒸发，可从中结晶析出氢氧化锂。反应式如下（温度为1000℃）：

此方法的优点是：

适用性强，能分解几乎所有的锂矿石。

反应不需要稀缺原料，石灰和石灰石均较便宜且容易获得。

缺点是：

要求精矿中锂含量很高，因为烧结时精矿会贫化。

因为浸取后得到的是稀溶液，因此蒸发会消耗大量热量，且耗时长。

硫酸法

首先提出此方法的是R.B.Ellestad和K.M.Leute ，此方法适用于β-锂辉石和锂云母。原理如下（温度为250-300℃）：

此反应的关键问题是硫酸只能与β-锂辉石反应，而对于α-锂辉石无法与之反应。用硫酸直接分解未经锻烧的锂辉石，提取出来的锂仅占总量的4% 。

天然卤水的提取

锂的来源也包括天然卤水和某些盐湖水。加工过程是将锂沉淀成Li 2 NaPO 4 ，再将其转变为碳酸锂，即可作为原料来加工其他锂化合物了。加工天然卤水还可得到硼砂、碳酸钾、氯化钠、硫酸钠和氯化镁等。

金属锂的制备

电解法

锂可由电解熔融氯化锂而得。Guntz首先建议用电解熔融氯化锂和氯化钾的混合物来制备金属锂 ，这样可以把熔融温度从单质锂的610℃降至400℃。以石墨为阳极，以低碳钢为阴极，电解槽压为6.0-6.5V。这样可以得到纯度达到99%的锂。

电解法制得的金属锂通常含有机械杂质（例如Na、K、Mg、Ca、Fe、Si和Al等），因此需要提纯；杂质可重新熔融，再借助比重不同滤除，不容易除去的钠和钾可以通过氢化法除去。

热还原法

3Li 2 O + 2Al = 6Li + Al 2 O 3 —33.6千卡

2Li 2 O + Si = 4Li + SiO 2 —76.3千卡

因为还原氧化锂是吸热反应，再加上金属锂的性质十分活泼，所以反应只能在高温和高真空中进行。

用途

合成原料

在许多反应中，锂可作为原料或中间物。在合成与锂相关的无机化合物时，常常是将金属锂与其他单质反应。若要求纯度较高，可用锂与气态单质或化合物反应。例如用锂和硫化氢合成硫化锂。反应方程式如下：

还原剂

金属锂溶于液氨和乙醇的混合溶剂中形成一个良好的还原剂，可用来还原含芳香环的有机化合物。比较贵重的甾族化合物通常用这种办法来还原。此法的优点是产率较高，缺点是比用钠还原昂贵，所以仅用于还原一些贵重的化合物。

催化剂

锂可用作丁二烯、异戊二烯等二烯烃聚合催化剂，也可用来制造共聚物。

电池工业

因为锂的原子量很小，只有6.9g·mol ，因此用锂作阳极的电池具有很高的能量密度。锂也能够制造低温或高温下使用的电池 。

用于低温的电池，通常使用有机溶剂作为电解质，其中添加一些无机盐增加导电性，常用无机盐包括高氯酸锂、六氟磷酸锂、六氟砷酸锂和硫化锂等。二次锂电池中正极材料也为含锂化合物，如锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂铁氧化物等等，以及其多元化合物。二次锂电池中负极材料，也与锂的作用明显。

用于高温的电池，通常使用熔融的无机盐作为电解质，因此必须在该盐的熔点以上方可使用。例如：

合金

掺有锂的合金一般有强度大，密度小，耐高温等特性。也有人用锂合成了Li-Pb液态半导体合金 。

医疗

医疗用途的锂目前主要分为两种：一种为外用的局部治疗，另一种则为已被广泛使用的口服治疗。

根据临床研究中显示，当锂被使用于外用的局部治疗时，能有效治疗脂漏性皮肤炎(seborrheic dermatitis) ，目前锂的作用机理还不十分清楚，这可能与锂可抑制物质-P(substance-P) 及抑制Malassezia yeasts(引发痘痘元凶之一的细菌)生长所需的所有游离脂肪酸有关 。过去的一些研究显示锂可以抑制许多酶(enzyme)：钠钾泵(Na/K ATPase)、腺苷环化酶(adenylcyclase)、enzymes of the prostaglandins E1 synthesis、和inositol-1-phosphatase等 。 锂亦具有抗发炎(anti-inflammatory)及免疫调节(immunomodulatory)的作用 。除此之外，在法国的研究中显示含锂元素的活泉水( Evaux thermal spring water)能改善癌症患者因治疗所引起的皮肤指甲等的副作用 。

口服的锂主要被使用于精神科，用来治疗躁郁症。临床使用的浓度为1毫克。口服用的锂会造成许多皮肤的副作用，像是斑点丘疹(maculopapular eruption)、痤疮(acne)、牛皮癣状疹(psoriasiform eruption)。因此显示口服的锂有可能会促进或使已经存在的皮肤疾病更恶化，像是牛皮癣(psoriasis)和脂漏性皮肤炎(seborrheic dermatitis) 。

其他用途

  用锂作为燃料发射出鱼雷

锂还能用于：

原子能工业中制造核反应堆的载热剂

制造特种合金、特种玻璃等

作冶金工业中的脱氧剂，脱硫剂和脱泡剂

作为燃料，可发射鱼雷等武器

保存方法

干燥环境下，锂金属不与氧气发生反应，只有在潮湿的环境下才与氧气发生反应，颜色由银白色变成黑色最后再变成白色。实验室中锂金属一般保存在干燥的惰性气体环境中。

参考资料

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