锂是自然界中最轻的金属元素,也是非常活泼的碱金属元素。锂从被认定是一种元素到工业化制取前后历时76年。现在,钾被广泛用于工业的各个部门中。
锂的发现
锂是继钾和钠后发现的又一碱金属元素,是1817年瑞典化学家阿尔费特森发现的。当时25岁的阿尔费德森在瑞典著名的化学家贝齐里乌斯的实验室工作,他在分析透锂长石时,发现矿石的组成成分总重量为97%,缺少3%,这使他考虑到在这种矿石中含有某种未知的新元素而没能被分析出来。在进一步分析研究后,他发现这种矿石所形成的硫酸盐的性质与钾和钠的硫酸盐不同,他利用这种新金属硫酸盐与钾和钠的硫酸盐在水中的溶解度不同,首先分离出这种新金属的硫酸盐。阿尔费特森请老师贝齐里乌斯命名这种新元素的名称,贝齐里乌斯认为这种新元素是从矿石中被发现的,它不同于钾和钠是从植物体中发现的,希腊文称石头为Lithos,所以贝齐里乌斯把这种新金属称为Lithium,化学符号Li,中译名为锂。
无处不在的锂电池
在今天,几乎人人都在使用手机,手机已经成了我们生活中的一种必需品,而手机电池就是含有锂离子的锂电池。因此我们可以说,我们人人都在使用锂。
锂电池是指电化学体系中含有锂(包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物)的电池。锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂金属电池通常是不可充电的,且内含金属态的锂。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。
锂电池是上个世纪三、四十年代才研制开发的优质能源,它以重量轻,相比之下能量高,工作温度范围宽,放电平衡,能够自放电子等优点,已被广泛应用于各种领域,是很有前途的动力电池。用锂电池发电来带动汽车,费用只是普通汽油发动机车的1/3。由锂制取氚,用来发动原子电池组,中间不需要充电,可连续工作20年。目前,要解决汽车的用油危机和排气污染,重要途径之一就是发展向锂电池这样的新型电池。
锂电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,邮电通讯的不间断电源,以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。锂离子电池以其特有的性能优势已在便携式电器中广泛应用,如手提电脑、摄像机、移动通讯中得到普遍应用。
随着能源的紧缺和世界的环保方面的压力。锂电现在被广泛应用于电动车行业,特别是磷酸铁锂材料电池的出现,更推动了锂电池产业的发展和应用。
锂的化学性质
金属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金属与非金属反应,但不像其他的碱金属那样容易。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℃以上能与氧生成氧化锂,发生燃烧,呈蓝色火焰,但是其蒸汽火焰呈深红色,反应如同点燃的镁条一样,十分激烈、危险;尽管它不如其他碱金属那样容易燃烧,但是它燃烧起来的猛烈程度却是其他碱金属所无法比的,就如同镁燃烧比钠燃烧更激烈一样。
锂很软,可以用小刀轻轻切开,新切开的锂有金属光泽,但是暴露在空气中会慢慢失去光泽,表面变黑,若长时间暴露,最后会变为白色。主要是生成氧化锂和氮化锂,氢氧化锂,最后变为碳酸锂。
锂对人体的影响
锂能改善人体的造血功能,提高人体免疫机能。锂还对中枢神经活动有调节作用,能镇静、安神,控制神经紊乱。锂可置换替代钠,防治心血管疾病。
锂是有效的情绪稳定剂。随着新的情绪稳定剂的出现,对锂治疗的兴趣和研究虽已减少,但锂仍是治疗急性躁狂症和躁狂抑郁病预防性管理的最有效措施。许多研究证明,锂对动物和人具有必需功能或有益作用。
动物缺锂可导致寿命缩短、生殖异常、行为改变及其他异常。人类流行病学研究显示,饮水锂浓度与精神病住院率、杀人、自杀、抢劫、暴力**和毒品**率呈反比关系。毒品犯的营养性锂补充研究证明锂有改善和稳定情绪的作用。
蛋类、牛奶、奶制品、鱼类、土豆和蔬菜含有丰富的锂。