Le lithium est un métal alcalin doux et blanc argenté. Dans des conditions standard, c’est le métal le plus léger et l’élément solide le plus léger. Comme tous les métaux alcalins, le lithium est hautement réactif et inflammable et est stocké dans de l’huile minérale. Le lithium trouve de nombreuses applications, de la graisse lubrifiante, aux ajouts d’alliages notamment pour les alliages d’aluminium et de magnésium, aux émaux pour céramiques, et enfin, aux batteries au lithium. Le métal est séparé des autres éléments dans les minéraux ignés. Le métal est produit par électrolyse à partir d’un mélange de chlorure de lithium à 55 % et de chlorure de potassium à 45 % fondu à environ 450°C.
Protons et neutrons dans le Lithium
Le lithium est un élément chimique de numéro atomique 3, ce qui signifie qu’il y a 3 protons dans son noyau. Le nombre total de protons dans le noyau est appelé le numéro atomique de l’atome et reçoit le symbole Z. La charge électrique totale du noyau est donc +Ze, où e (charge élémentaire) vaut 1 602 x 10-19 coulombs.
Le nombre total de neutrons dans le noyau d’un atome est appelé le nombre de neutrons de l’atome et reçoit le symbole N. Le nombre de neutrons plus le numéro atomique est égal au nombre de masse atomique: N+Z=A. La différence entre le nombre de neutrons et le numéro atomique est appelée excès de neutrons: D = N – Z = A – 2Z.
Pour les éléments stables, il existe généralement une variété d’isotopes stables. Les isotopes sont des nucléides qui ont le même numéro atomique et sont donc le même élément, mais diffèrent par le nombre de neutrons. Les nombres de masse des isotopes typiques du lithium sont 6; 7.
Principaux isotopes du Lithium
Le lithium naturel est composé de deux isotopes stables, 6Li et 7Li, ce dernier étant le plus abondant (92,5 % d’abondance naturelle). Le lithium-6 est précieux en tant que matériau source pour la production de tritium (hydrogène-3) et en tant qu’absorbeur de neutrons dans les réactions de fusion nucléaire. Le lithium naturel contient environ 7,5 % de lithium-6.
Les deux isotopes naturels ont une énergie de liaison nucléaire anormalement basse par nucléon (par rapport aux éléments voisins du tableau périodique, l’hélium et le béryllium); le lithium est le seul élément à faible numéro qui peut produire de l’énergie nette par fission nucléaire.
Le 7Li est l’un des éléments primordiaux (ou, plus exactement, des nucléides primordiaux) produits dans la nucléosynthèse du Big Bang. Une petite quantité de 6Li et de 7Li est produite dans les étoiles, mais on pense qu’elle est « brûlée » aussi vite qu’elle est produite. Un atome de lithium-7 contient trois protons, quatre neutrons et trois électrons.
Isotopes instables typiques
| Isotope | Demi-vie | Mode de décomposition | Produit |
| 8Li | 839,40(36) ms | désintégration bêta | 8Be |
| 9Li | 178,3(4) ms | désintégration bêta + désintégration des neutrons | 8Be |
Électrons et configuration électronique
Le nombre d’électrons dans un atome électriquement neutre est le même que le nombre de protons dans le noyau. Par conséquent, le nombre d’électrons dans l’atome neutre de lithium est de 3. Chaque électron est influencé par les champs électriques produits par la charge nucléaire positive et les autres (Z – 1) électrons négatifs de l’atome.
Puisque le nombre d’électrons et leur disposition sont responsables du comportement chimique des atomes, le numéro atomique identifie les différents éléments chimiques. La configuration de ces électrons découle des principes de la mécanique quantique. Le nombre d’électrons dans les couches d’électrons de chaque élément, en particulier la couche de valence la plus externe, est le principal facteur déterminant son comportement de liaison chimique. Dans le tableau périodique, les éléments sont classés par ordre croissant de numéro atomique Z.
La configuration électronique du lithium est [He] 2s1.
Les états d’oxydation possibles sont +1.
Le lithium réagit facilement avec l’eau, mais avec nettement moins de vigueur que les autres métaux alcalins. Le lithium est inflammable et potentiellement explosif lorsqu’il est exposé à l’air et en particulier à l’eau, bien que moins que les autres métaux alcalins. La réaction lithium-eau à température normale est vive mais non violente car l’hydrogène produit ne s’enflamme pas tout seul. LiHe, un composé de van der Waals interagissant très faiblement, a été détecté à très basse température.
Composé chimique le plus courant du Lithium
Les cellules lithium-polymère ont évolué à partir des batteries lithium-ion et lithium-métal. La principale différence est qu’au lieu d’utiliser un électrolyte liquide au sel de lithium (tel que LiPF6) maintenu dans un solvant organique (tel que EC/DMC/DEC), la batterie utilise un électrolyte polymère solide (SPE) tel que le poly(oxyde d’éthylène ).
Un proton est l’une des particules subatomiques qui composent la matière. Dans l’univers, les protons sont abondants, constituant environ la moitié de toute la matière visible. Il a une charge électrique positive (+1e) et une masse au repos égale à 1,67262 × 10−27 kg (938,272 MeV/c2) — légèrement plus léger que celui du neutron mais près de 1836 fois supérieur à celui de l’électron. Le proton a un rayon carré moyen d’environ 0,87 × 10−15 m, ou 0,87 fm, et c’est un spin – ½ fermion.
Les protons existent dans les noyaux des atomes typiques, avec leurs homologues neutres, les neutrons. Les neutrons et les protons, communément appelés nucléons, sont liés ensemble dans le noyau atomique, où ils représentent 99,9 % de la masse de l’atome. Les recherches en physique des particules de haute énergie au XXe siècle ont révélé que ni le neutron ni le proton ne sont le plus petit élément constitutif de la matière.
Le tableau périodique est un affichage tabulaire des éléments chimiques organisés en fonction de leurs numéros atomiques, de leurs configurations électroniques et de leurs propriétés chimiques. La configuration électronique est la distribution des électrons d’un atome ou d’une molécule (ou d’une autre structure physique) dans des orbitales atomiques ou moléculaires. La connaissance de la configuration électronique des différents atomes est utile pour comprendre la structure du tableau périodique des éléments.
Chaque solide, liquide, gaz et plasma est composé d’atomes neutres ou ionisés. Les propriétés chimiques de l’atome sont déterminées par le nombre de protons, en fait, par le nombre et la disposition des électrons. La configuration de ces électrons découle des principes de la mécanique quantique. Le nombre d’électrons dans les couches d’électrons de chaque élément, en particulier la couche de valence la plus externe, est le principal facteur déterminant son comportement de liaison chimique. Dans le tableau périodique, les éléments sont classés par ordre croissant de numéro atomique Z.
C’est le principe d’exclusion de Pauli qui exige que les électrons d’un atome occupent différents niveaux d’énergie au lieu qu’ils se condensent tous dans l’état fondamental. L’ordre des électrons dans l’état fondamental des atomes multiélectrons commence par l’état d’énergie le plus bas (état fondamental) et se déplace progressivement de là vers le haut de l’échelle d’énergie jusqu’à ce que chacun des électrons de l’atome se soit vu attribuer un ensemble unique de nombres quantiques. Ce fait a des implications essentielles pour la construction du tableau périodique des éléments.
Les deux premières colonnes sur le côté gauche du tableau périodique sont celles où les sous-couches s sont occupées. Pour cette raison, les deux premières lignes du tableau périodique sont étiquetées le bloc s. De même, le bloc p sont les six colonnes les plus à droite du tableau périodique, le bloc d est les 10 colonnes du milieu du tableau périodique, tandis que le bloc f est la section de 14 colonnes qui est normalement représentée comme détachée du corps principal. du tableau périodique. Il pourrait faire partie du corps principal, mais alors le tableau périodique serait plutôt long et encombrant.
Pour les atomes avec de nombreux électrons, cette notation peut devenir longue et donc une notation abrégée est utilisée. La configuration électronique peut être visualisée comme les électrons de cœur, équivalents au gaz noble de la période précédente, et les électrons de valence (par exemple [Xe] 6s2 pour le baryum).
États d’oxydation
Les états d’oxydation sont généralement représentés par des nombres entiers qui peuvent être positifs, nuls ou négatifs. La plupart des éléments ont plus d’un état d’oxydation possible. Par exemple, le carbone a neuf états d’oxydation entiers possibles de -4 à +4.
La définition actuelle de l’état d’oxydation du livre d’or IUPAC est:
« L’état d’oxydation d’un atome est la charge de cet atome après approximation ionique de ses liaisons hétéronucléaires… »
et le terme nombre d’oxydation est presque synonyme. Un élément qui n’est combiné à aucun autre élément différent a un état d’oxydation de 0. L’état d’oxydation 0 se produit pour tous les éléments – c’est simplement l’élément sous sa forme élémentaire. Un atome d’un élément dans un composé aura un état d’oxydation positif s’il a eu des électrons retirés. De même, l’ajout d’électrons entraîne un état d’oxydation négatif. Nous avons également distingué les états d’oxydation possibles et communs de chaque élément. Par exemple, le silicium a neuf états d’oxydation entiers possibles de -4 à +4, mais seuls -4, 0 et +4 sont des états d’oxydation communs.
Résumé
| Élément | Lithium |
| Nombre de protons | 3 |
| Nombre de neutrons (isotopes typiques) | 6; 7 |
| Nombre d’électrons | 3 |
| Configuration électronique | [Il] 2s1 |
| États d’oxydation | +1 |
Source : www.luciteria.com
Autres propriétés du Lithium
