鋰6

鹼金屬元素鋰的穩定同位素

鋰6,是鹼金屬元素鋰的穩定同位素原子序數3,原子量6.941,三個電子其中兩個分佈在K層,另一個在L層。天然鋰由鋰6和鋰7兩種穩定同位素組成,鋰 6的含量為7.5%。鋰6是一種用於核聚變和用於氚製造的化學元素。

基本介紹


鋰(Lithium),是一種化學元素,它的化學符號是Li,它的原子序數是3,是最輕的鹼金屬元素。元素名來源於希臘文,原意是“石頭”。1817年由瑞典科學家阿弗韋聰(Arfvdedson)在分析透鋰長石礦時發現。自然界中主要的鋰礦物為鋰輝石鋰雲母透鋰長石磷鋁石等。在人和動物機體、土壤和礦泉水、可可粉、煙葉海藻中都能找到鋰。
鋰金屬,密度0.534g/cm。熔點180.54℃。沸點1317℃。可與大量無機試劑和有機試劑發生反應。與水的反應非常劇烈。在500℃左右容易與氫發生反應,是唯一能生成穩定得足以熔融而不分解的氫化物的鹼金屬,電離能5.392電子伏特,與氧、氮、硫等均能化合,是唯一的與氮在室溫下反應,生成氮化鋰(LiN)的鹼金屬。
鋰幾乎能與所有的金屬融合,生成鋰合金。鋰合金除重量輕外,還具有難熔、質硬、耐蝕等特點。
鋰的活潑性很強,在不同溫度能與氧、氮、二氧化碳等反應,與水、乙醇、酸等發生強烈反應。加熱熔融時,與氫、碳、硅及其他大多數元素起強烈反應。鋰和它的化合物作為優質高能燃料,具有燃燒溫度高、燃燒速度快、火焰寬、單位重量發熱量大、排氣速度快等優點。鋰的化合物都是一價的離子化合物
氫化鋰硼氫化鋰是最理想的輕便氫源。氫化鋰與水發生猛烈反應。細粉狀的氫化物在水汽或較潮濕的空氣中可以引起著火。在常溫下,氫化鋰與乾燥的氧、氮、氯和氯化氫等不發生反應,但當加熱時,則反應劇烈。與氯和氧的反應伴隨著爆鳴。在高溫下,氫化鋰能與二氧化硅硅酸鹽強烈地反應,因此,不能使用玻璃、石英、陶瓷製成的器皿做熔融氫化鋰的容器。
在常溫下,鋰與氧幾乎不發生反應,但溫度提高到200℃以上,則反應十分劇烈。鋰與氧直接化合不生成過氧化物。溫度高於1000℃時,氧化鋰與絕大多數的金屬和金屬氧化物起反應,從而產生嚴重的腐蝕。在1000℃下,鉑、金和鎳對氧化鋰是穩定的。
鋰或氫化鋰溶解於水生成氫氧化鋰苛化法是製備氫氧化鋰的唯一工業方法。氫氧化鋰及其濃溶液,甚至在一般溫度下,也能使玻璃和瓷器受到腐蝕。加熱時,除鎳、金和某些金屬氧化物外,絕大部分金屬都要受到腐蝕。氫氧化鋰對皮膚有腐蝕作用,造成皮膚燒傷和潰爛
鋰與氮直接化合時,生產氮化鋰。在潮濕的空氣中於常溫下就能進行反應。在乾燥的氮氣流中進行反應時,要比空氣中快10至15倍。加熱到450℃時,反應猛烈地進行,並且起火。各種雜質對氮化鋰的反應速度均有影響。氮化鋰熱穩定性較差,在較低的溫度下就開始離解。氮化鋰的反應能力很強,加熱到800℃以上尤為顯著。它能腐蝕鉑、金、鎳以及續道耐腐蝕金屬,石英和陶瓷等。
1921年F.W.阿斯頓和J.J.湯姆孫用質譜法證明了鋰有兩個同位素,緊接著A.J.登普斯特證明了鋰 6的存在。鋰同位素的分離方法很多,工業上應用的是鋰汞齊與鋰鹽溶液之間的化學交換法,這個體系的單級分離係數可達1.05;此法最大的缺點是汞對人體的潛在危害,此外,迴流需要變換鋰的價態,耗能較大。一個值得注意的方法是基於鋰化合物在有機相和水相之間的不變價態的化學交換反應,現已找到冠醚穴醚類的大環化合物體系,其單級分離係數最高可達1.04左右。將質量數為6的同位素(Li)放於原子反應堆中,用中子照射,鋰6受到熱中子照射時發生Li(n,α)H反應,可以得到氚。氚能用來進行熱核反應,有著重要的用途。高濃縮度的鋰6可以用於核武器的裝料,也可做核聚變動力堆的核燃料。鋰6是生產超重氫——氚的唯一工業原料。