Okt 06

Lithium

NMR- Daten

Isotop 6Li Spin  1
Natürliche Häufigkeit (%)  7.59 Magnetisches Moment μ/μN  1.1625637
Magnetogyrisches Verhältnis
γ/107rad s-1T-1
 3.9371709 Quadrupolmoment Q/fm2  -0.0808
Frequenzverhältnis Ξ/%  14.716086 Standard  LiCl
Probenbedingungen  D2O, 9.7m Linienweitenfaktor l/fm4  0.033
Empfindlichkeit relativ zu 1H  6.45*10-4 Empfindlichkeit relativ zu 13C  3.79
Larmorfrequenzen (MHz) vs. Bruker Feldstärken (Tesla)
7.04925 9.39798 11.7467 14.0954
 44.167  58.883  73.600  88.316
16.4442 17.6185 18.7929 19.9673
 103.032  110.390  117.748  125.106
21.1416 22.3160 23.4904
 132.464 139.822  147.180

Isotop  7Li Spin  3/2
Natürliche Häufigkeit (%)  92.41 Magnetisches Moment μ/μN  4.20407505
Magnetogyrisches Verhältnis γ/107rad s-1T-1  10.3977013 Quadrupolmoment Q/fm2  -4,01
Frequenzverhältnis Ξ/%  38.863797 Standard  LiCl
Probenbedingungen  D2O, 9.7m Linenweitenfaktor l/fm4  21
rEmpfindlichkeit relativ zu 1H  0.271 Empfindlichkeit relativ zu 13C  1.59*103
Larmor Frequenzies (MHZ) vs. Bruker Field Strengths (Tesla)
7.04925 9.39798 11.7467 14.0954
 116.642  155.506  194.370  233.233
16.4442 17.6185 18.7929 19.9673
 272.097  291.529  310.961  330.393
21.1416 22.3160 23.4904
 349.825  369.257  388.688

Historisches

Lithium wurde 1817 von Johann Arfwedson entdeckt. Bunsen und Matthiessen konnten Lithium erstmals 1855 durch Schmelzflußelektrolyse von Lithiumchlorid als freies Metall gewinnen.
Seinen Namen verdankt das Metall seiner Entdeckung in Gesteinen, dem Mineral Petalit (Lithos ist griechisch für Stein).

Allgemeine Eigenschaften

Lithium ist ein sehr reaktionsfreudiges Element. Metallisches Lthium ist silberweiss, sehr weich und das leichteste aller Metalle. Sein Dichte ist so gering, das es auf Petroleum schwimmt.
Mit Wasser reagiert es ähnlich heftig wie Natrium, jedoch schmilzt es im Gegensatz zum Natrium dabei nicht.
Flüchtige Lithiumsalze färben die Flamme eines Bunsenbrenners karminrot. Im optischen Spektrum beobachtet man dabei eine rote und eine orangefarbene Linie.
An feuchter Luft läuft Lithium schnell unter der Bildung von Oxiden und Nitriden an.

Vorkommen

Lithium kommt vor allem als Begleiter des Natrium und Kalium in silikatischen Gesteinen vor. Zu den silikatischen Mineralien gehören Spodumen LiAl(SiO3)2 oder auch als Triphan bekannt sowie Lepidolith bekannt auch als Lithionglimmer (K,Li){Al2(OH,F)[AlSi3O10]}. Aber auch Phosphate sind bekannt, wie Amblygonit (Lli,Na)Al(F,OH)[PO4] und Triphylin Li(FeII,MnII)[PO4].
Natürlich Lithium-Isotope sind 6Li mit 7,5% Häufigkeit und 7Li mit 92,5% Häufigkeit.

Darstellung

Auf Grund seines stark negativen Standardelektrodenpotentials von -3,045 Volt kann Lithium praktisch nur durch Schmelzflußelektrolyse gewonnen werden. Hierzu wird meist Lithiumchlorid unter Zusatz von Kaliumchlorid zur Herabsetzung der Schmelztemperatur verwendet. Als Anode dient dabei Graphit und die Zellspannung beträgt 6-6,5 V.

Verwendung

Lithium wird als Beimengung im Spurenbereich in der Metallurgie verwendet. Sein Zusatz erhöht die Härte und Beständigkeit der Legierung. Auch wird es zur Entschwefelung, Entkohlung und Desoxidation von Schmelzen eingesetzt.
Weiterhin findet Lithium in Form lithiumorganischer Verbindungen in der organischen Synthesechemie vielfältige Anwendung.
Daneben findet Lithium in Batterien Anwendung.
Das Lithiumcarbonat dient als Medikament  zur Regulierung von Manien und Stimmungsschwankungen.

Chemie des Lithiums

Lithium tritt wie alle Elemente der ersten Hauptgruppe stets einwertig auf. Einige Salze des Lithiums sind schwerlöslich, z.B. das Fluorid, Carbonat und Phosphat.
Leichtflüchtige Lithiumsalze färben die Flamme des Bunsenbrenners karminrot.

Reaktion mit Wasser:

Allgemeine Daten

Ordnungszahl: 3 rel. Atommasse: 6,941 Oxydationszahl: 1
Elekronenkonfiguration:

1s22s1

reagiert mit Luft
reagiert mit Wasser
1.Ionisierungsenergie: 520 kJ/mol
Elektronenaffinität: -570 kJ/mol Elektronegativität: 0,98 Atomradius: 2,05(quantenchemischer Wert für das freie Atom) in 10-10m
kovalenter Radius: 1,22 * 10-10m Ionenradius: 0,70 * 10-10m elektr. Leitfähigkeit: 10,8 MS/m bei 293K
Kristallstruktur: kubisch, raumzentriert Schmelzpunkt: 453,7 K Siedepunkt: 1615 K
Dichte: 0,535 g*cm-3 bei 298K Spez. Wärmekapazität: 3,6 Jg-1K-1

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