ЛИТИЙ (лат. Lithium) Li - химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 3, атомная масса 6,941. Мягкий серебристо-белый металл. Природный Л. состоит из двух стабильных изотопов: ⁶Li (7,52 %) и ⁷Li (92,48 %).

В 1817 г. шведский химик А. Арфедсон, проводя анализ минерала петалита, открыл в нём неизвестную ранее щёлочь. Учитель Арфедсона Я. Берцелиус дал ей название «литион» (от греч. «литеос» - каменный), так как, в отличие от едких кали и натра, которые были получены из золы растений, новая щёлочь была обнаружена в минерале. Он же назвал литием металл, являющийся, как тогда говорили, «основой» этой щёлочи. В 1818 г. английский химик Г. Дэви получил Л. электролизом гидроокиси Л. LiOH.

По распространённости в земной коре Л. занимает 28-е место (3,2^.10^-3 % по массе). Для  сравнения укажем, что на 26-м месте находится медь. Обнаружен Л. более чем в 150 минералах, из них собственно литиевых - около 30 (спо­думен, лепидолит, амбигонит, уже упоминавшийся петалит и т. д.). Состав этих минералов сложен, многие из них относятся к очень распространённому в земной коре классу алюмосиликатов. О том, как расшифровать их «непривычные» формулы - сподумен Li[AlSi₂O₆], петалит Li[AlSi₄O₁₀] и другие, - вы узнаете из статей Минералы и Силикаты. Крупнейшие месторож­дения соединений Л. находятся в Канаде, США, Южной Родезии, Юго-Западной Африке, Бра­зилии, а также в СССР.

Интересно, что минерал сподумен встречается в природе в виде больших кристаллов массой в несколько тонн. На руднике Этта в США нашли кристалл сподумена в форме Иглы длиной 16 м и массой 100 т.

Получение соединений Л. из руд, содержа­щих обычно от 0,5 до 3,5 % Л., технически сложно и связано с кропотливой работой по их обогащению. Свободный металл выделяют электролизом расплавленной смеси хлоридов Л. и калия и другими способами.

Л. - самый лёгкий из всех металлов (его плотность 0,534 г/см³) - в 5 раз легче алюминия и почти вдвое легче воды. Л. плавится при сравнительно низкой температуре 180,5 °С, а кипит при 1317 °С. Металл очень мягок, легко режется ножом, вязок и пластичен. Соединения Л. окрашивают пламя в красивый карминово-красный цвет. Этим весьма чувствительным методом пользуются в качественном анализе для обнаружения Л.

В 1891 г. Р. Вуд (впоследствии известный американский физик, а тогда - молодой выпускник Гарвардского университета) приехал в город Балтимор, чтобы поучиться химии у профессора А. Ремсена. Он поселился в университетском студенческом пансионе. Жильцы пансиона подозревали, что им дают на завтрак блюда из вчерашних объедков. Вуд, оставив на тарелке несколько кусочков мяса, посыпал их хлоридом LiCl - веществом, столь же безвредным, как поваренная соль. На следующее утро Вуд унёс в лабораторию часть поданного на завтрак
мясного блюда и в его золе обнаружил Л. по красной линии его спектра. Так была разоблачена не в меру экономная хозяйка пансиона.

Л. принадлежит к подгруппе щелочных металлов - самых активных металлов периодической системы. Конфигурация внешней электронной оболочки атома Л. 2s¹. Во всех своих соединениях он проявляет степень окисления +1 (валентность I).

Л. соединяется с кислородом при комнатной температуре, образуя окись Li₂O. Во влажном воздухе Л. медленно покрывается слоем гидроокиси LiOH. При повышенных температурах легко соединяется с галогенами, серой, фосфором, кремнием и другими неметаллами. Л. - один из немногих элементов, непосредственно соединяющихся с азотом. Правда, при комнатной температуре скорость реакции мала, но при нагревании до 250 °С резко возрастает - Л. воспламеняется в азоте:

6Li + N₂ = 2Li₃N

При нагревании выше 400 °С Л. соединяется с водородом:

2Li + H₂ = 2LiH

Гидрид Л. LiH (бесцветные кристаллы) - прекрасный восстановитель, применяющийся в разных областях химической практики. Хорошо зарекомендовали себя как восстановители и смешанные гидриды Л. и других металлов, например литийалюминийгидрид LiAlH₄. Гидрид Л. интересен ещё и тем, что 1 кг его, реагируя с водой, даёт около 2800 л водорода:

LiH+ Н₂0= LiOH+ Н₂

(В том, что водорода действительно образуется так много, вы убедитесь, выполнив соответствующие расчёты.) Поэтому гидрид Л. можно рассматривать как своеобразный «склад», в котором удобно хранить и транспортировать огнеопасный водород (при этом необходимо предохранять LiH от малейших следов влаги). Л. стоит первым в ряду напряжений.

Взаимодействуя с водой, Л. вытесняет из неё водород:

2Li + 2H₂O = 2LiOH+H₂

Эта реакция идёт при комнатной температуре, но гораздо менее бурно, чем с прочими щелочными металлами. Минеральные кислоты энергично реагируют с Л. с выделением водорода и образованием соответствующих солей (LiCl, Li₂SO₄ и т. д.). Хранят этот очень активный металл в герметичной таре под слоем вазелинового масла. А для длительного хранения его герметично запрессовывают в тонкостенные оболочки из меди или алюминия.

Ещё не так давно Л. был сравнительно мало изучен и «мало кому нужен». Интерес же к нему в наши дни огромен. Это объясняется прежде всего тем, что Л. находится вне конкуренции как источник промышленного получения трития (тяжёлого изотопа водорода). А тритий - это главная составляющая водородной бомбы и главное «горючее» для термоядерных реакторов будущего.

При ядерном взаимодействии изотопа ⁶Li с нейтроном ¹₀n образуются тритий ³₁Н и изотоп гелия ⁴₂Не. Уравнение этой ядерной реакции записывают так:

^6­₃Li + ¹₀n = ³₁H + ⁴₂He

Индексы внизу - это заряды ядер, а индексы вверху - массовые числа изотопов; нейтрон - нейтральная частица с массовым числом 1. В ядерной реакции сохраняются общая сумма зарядов (здесь 3+0=1+2) и общая сумма атомных масс (6+1=3+4).

В последнее время всё больше и больше Л. требует металлургия. Сплав магния с 10 % Л. прочнее, а главное, легче самого магния. Хорошо известны сплавы алюминия и Л. - склерон и аэрон - там Л. всего 0,1 %. Сплавы эти, помимо лёгкости, обладают высокой прочностью, пластичностью, повышенной стойкостью к коррозии и очень перспективны для авиастроения. Добавка 0,04 % Л. к свинцово-кальциевым подшипниковым сплавам повышает их твёрдость и уменьшает коэффициент трения.

В больших количествах применяются в промышленности и соединения Л. Так, добавка LiOH к электролиту щелочных аккумуляторов (КОН) повышает срок их службы в 2-3 раза и ёмкость на 20 %. На основе LiOH и органических кислот (особенно стеариновой и пальмитиновой) производят морозо- и термостойкие пластичные смазки для защиты металлов от коррозии в интервале температур от -60 до +150°С.

Галогениды и карбонат Л. применяют в производстве оптических, кислотоупорных и других специальных стёкол, а также термостойкого фарфора и керамики, диэлектрических материалов, различных глазурей и эмалей. Соединения Л. ускоряют (катализируют) некоторые химические реакции. Поднесите к куску сахара зажжённую спичку - он будет плавиться, но не гореть. А если посыпать сахар карбонатом Л., он загорится не хуже бумаги.

Немало и других интересных перспектив открывается перед Л. По значимости в современной технике это один из важнейших редких элементов.