ليثيوم

الليثيوم (Lithium) هو عنصر كيميائي فلزي يرمز له بالاحرف Li وعدده الذري 3 ، وفي الجدول الدوري ، يقع الليثيوم في المجموعة الاولى مع الفلزات القلوية (يسمى في الترجمات الحديثة السَّخْفَن، على وزن فعلن من السُّخْف أي الخفّة في كلّ شيء، ذلك أنّه أقلّ الفلزّات كثافة، رمزه الكيميائي العربي سخ). والليثيوم النقي هو معدني لين ، لونه ابيض لامع ، ولكنه يتفاعل ويتأكسد بسرعة في الهواء والماء. والليثيوم اخف العناصر الصلبة ويستخدم في البطاريات ويدخل في تركيب بعض ادوية الامراض العصبية والاكتئاب.

خصائصه

الليثيوم هو اخف المعادن ، وكثافته هي نصف كثافة الماء تقريبا . وكغيره من الفلزات القلوية ، يتفاعل الليثيوم بسهولة مع الماء ، ولا يوجد في الطبيعة بشكل حر بسبب نشاطه التفاعلي ، ولكنه اقل نشاطا من عنصر الصوديوم الشبيه به . عند تعريض الليثيوم مباشرة إلى لهب يعطي لونا احمر مزرق قوي ، ولكن عند الاحتراق يصبح لون اللهب ابيض ، وللليثيوم الكترون واحد نشط في التفاعلات.

اكتشافه

اكتشف الليثيوم على يد العالم يوهان ارفيدسون في عام 1817 اثناء تحيليه لمركب LiAlSi₄O₁₀ المستخرج من صخور وجدت قرب ستوكهولم في السويد ، وفي عام 1818 لاحظ كريستيان جميلين ان املاح الليثيوم تعطي وهجا احمر عند تعرضها للهب المباشر ، ولكن كلا العالمين فشل في الحصول على الليثيوم بشكل نقي.

لم يتم فصل العنصر بشكل نقي حتى قام و.ط. براندي والسير همفري ديفي بفصل العنصر عن طريق التحيلي الكهربائي لاكسيد الليثيوم ، اما الانتاج التجاري لليثيوم فتم في 1923 على يد شركة التعدين الالمانية Metallgesellschaft AG عن طريق التحليل الكهربائي لمصهور كلوريد الليثيوم وكلوريد البوتاسيوم.

واطلق عليه اسم الليثيوم لانه اكتششف في الصخور (باليوناية λιθος ليثيوس وتعني الحجر او الصخر) على عكس الفلزات القلوية الاخرى التي اكتشفت في الانسجة النباتية.

تواجده

الليثيوم متوفر في الطبيعة ، ولكنه غير موجود بشكل حر ، فبسبب نشاطه التفاعلي العالي يوجد دائما متحدا مع عنصر او أكثر في مركبات كيميائية. ويشكل الليثيوم نسبة ضئيلة في الكثير من الصخور البركانية ، كما يوجد في المياه ذات تركيزات الاملاح العالية.

منذ نهاية الحرب العالمية الثانية ، ازداد انتاج الليثيوم بشكل كبير ، ويتم فصله عن العناصر الاخرى في الصخور البركانية كما يستخرج من مياه الينابيع المعدنية . وتعتبر املاح ليبيدوليت Lepidolite ، سبودومين spodumene ، بيتاليت petalite و امبليجونيت amblygonite أهم الاملاح والمعادن الحاوية على الليثيوم .

نظائره

يوجد للليثيوم نظيرين مستقرين هما Li-6 و Li-7 ويشكل الاخير نسبة 92.5% من مجموع الليثيوم الموجود في الطبيعة ، وهناك ستة نظائر مشعة لليثيوم ، اكثرها استقرارا النظير Li-8 بعمر نصف مقداره 838 ميلي ثانية ، يليه النظير Li-9 بعمر نصف مقداره 178.3 ميلي ثانية ، اما البقية فعمر النصف لها اقل من 8.5 ميلي ثانية او غير معروف.

ووجد العلماء ان نواة نظير الليثيوم-6 يمكن ان تتحطم بسهولة بالنيوترونات ، وذلك يعود إلى ان نواة الليثيوم تمتص النيوترون وتصبح غير مستقرة وتتفكك إلى نواة الهيليوم الخامل ، والى ذرة الهيدرجين الثقيل (التريتيوم النادر)

تتراوح الكتل الذرية للليثيوم بين 4.027 وحده كتلة ذرية للنظير Li-4 حتى 11.0438 وحده كتلة ذرية للنظير Li-11.

تحذيرات

كغيره من الفلزات القلوية ، الليثيوم شديد الاشتعال وقابل للانفجار في شكله الحر ، وذلك عند تعرضه للهواء ، وخاصة عند تعرضه للماء ، كما يجب اخذ الحيطة والحذر لتجنب ملامسته للجلد ، ويخزن الليثيوم في بيئة لا يستطيع التفاعل فيها كبعض مشتقات البترول او مركبات هيدروكربونية اخرى . لا يلعب الليثيوم دورا حيويا طبيعي ، ويعتبر ساما بدرجة قليلة ، وعند استخدامه في الادوية ، يجدر مراقبة ضغط الدم .

استخداماته

بسبب السعة الحرارية العالية لليثيوم (الاعلى بين المواد الصلبة) فالليثيوم يستخدم في تطبيقات النقل الحراري ، كما انه يستخدم في الاقطاب السالبة للبطاريات بسبب جهده الكهروكيميائي العالي، ومن استخداماته الاخرى :

• املاح الليثيوم ككربونات الليثيوم(Li₂CO₃) ، وغيرها من الاملاح تستخدم كموازن للمزاج وعلاج بعض الامراض العصبية-النفسية ، كما ان له تأثير مضاد للاكتئاب.
• كلورايد الليثيوم وبرومايد الليثيوم ، مركبان ماصان للماء ، ويستخدمان كمواد محافظة على الجفاف وماصة لرطوبة الهواء.
• يستخدم الليثيوم في صناعة زجاج وخزف عاليي المقاومة للحرارو والاحماض ، كما ان فلوريد الليثيوم يتمتع بشفافية عالية تسمح بصنع مراصد ضوئية شديدة الشفافية من بلوراته الاحادية.
• يستخدم الليثيوم في البطاريات ، فاحتياطي بطاريات الليثيوم تزيد من 6 إلى 7 مرات عن نظيراتها من الزنك ، كما انها تحتمل درجات حرارة عالية ، فهي لا تتفرغ حتى لو ارتفعت درجة الحرارة إلى 40 مئوية او انخفضت إلى -20 مئوية.
• يدخل الليثيوم مع بعض المركبات العضوية في تركيب مواد التشحيم للآليات التي تعمل في درجات حرارة شديدة الانخفاض.
• للنظير Li-6 قدرة عالية نسبيا على التقاط النيوترونات البطيئة ، الامر الذي جعله يستخدم كمنظم للتفاعلات النووية وفي الحواجز الواقية من الاشعاع.