ליתיום

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
בריליום - ליתיום -
 
H
Li
Na  
 
 
Li-TableImage.png
כללי
מספר אטומי 3
סמל כימי Li
סדרה כימית מתכות אלקליות
צפיפות 535 kg/m3
מראה
לבן/אפור כסוף
Lithium paraffin.jpg
ליתיום בצנצנת שמן
תכונות אטומיות
משקל אטומי 6.941 amu
רדיוס ואן דר ואלס 182 pm
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה 2, 1
תכונות פיזיקליות
מצב צבירה בטמפ' החדר מוצק
טמפרטורת התכה 453.69K (180.54°C)
טמפרטורת רתיחה 1615.15K (1,342°C)
לחץ אדים 1.63 \ 10^{-8}Pa ב-453.7K
מהירות הקול 6,000 מטר לשנייה ב293.15K
שונות
אלקטרושליליות 0.98
קיבול חום סגולי 3,582 J/(kg·K)
מוליכות חשמלית 10.8 \ 10^6/m·Ω
מוליכות תרמית 84.7 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה 520.2 kJ/mol

ליתיום (Lithium, בעברית: אַבְנַן) הוא יסוד כימי ממשפחת המתכות האלקליות שסמלו הכימי Li ומספרו האטומי 3. ליתיום טהור הוא מתכת רכה וכסופה המגיבה (משותכת) במהירות במגע עם אוויר או מים. זהו היסוד המוצק הקל ביותר: צפיפותו 0.53 גרם לסנטימטר מעוקב. משמש בתעשיית סוללות חשמליות, ישומי אלקטרוניקה, ועוד.

תכונות[עריכת קוד מקור | עריכה]

להבה נצבעת באדום בנוכחות ליתיום

הליתיום הוא המתכת הקלה ביותר וצפיפותו היא רק 0.53 גרם לסנטימטר מעוקב, בערך מחצית מצפיפות המים. לליתיום החום הסגולי הגבוה ביותר מבין המוצקים. כמו שאר המתכות האלקליות, ליתיום מגיב בקלות עם מים ועם אוויר ולכן אינו נמצא בטבע במצב טהור. עם זאת תגובתו הכימית חלשה משל היסוד נתרן לו מבנה כימי דומה. ליתיום מתכתי בוער בלהבה אדומה מרשימה (ראה צילום למטה) שמקורה בפליטה אטומית באורך גל 671nm. כאשר מחזקים את הבערה, האש מקבלת צבע לבן בוהק.

לליתיום שני איזוטופים יציבים, 6Li ו- 7Li, וגם הם בעלי אנרגיית הקשר הנמוכה ביותר מבין כל היסודות היציבים. בגלל אי יציבותו היחסית של אטום הליתיום, שכיחותו ביקום נמוכה יחסית. במערכת השמש 25 מתוך 32 היסודות הראשונים שבטבלה המחזורית שכיחים יותר מליתיום, למרות משקלו האטומי הנמוך.

לפי תאוריות קוסמולוגיות מודרניות, ליתיום היה אחד משלושת היסודות הראשונים שנוצרו אחר המפץ הגדול. ליתיום נוצר ביקום בהיתוך גרעיני בליבות של כוכבים צעירים מסוגים שונים. ריכוזים גבוהים יחסית שלו נצפים בכוכבים מסוג ננס חום בהם הטמפרטורה סלחנית יותר לקשרים הגרעיניים הרופפים יחסית של אטומי הליתיום. בכוכבים מסוג ננס אדום הטמפרטורה גבוהה מלאפשר קיום ליתיום.

תגובה עם מים[עריכת קוד מקור | עריכה]

כאשר ליתיום פוגש במים, הוא הופך את המים לבסיסיים וגורם לפליטת גז מימן בתהליך הבא:

2Li_{(s)}+2H_2O_{(l)} \to H_{2_{(g)}} + 2Li^{+}_{(aq)}+ 2OH^{-}_{(aq)}

התגובה עם המים היא תגובה אקסותרמית הפולטת חום רב, וגורמת לניצוצות בצבע אדום כתום.

אנומליות כימיות של ליתיום[עריכת קוד מקור | עריכה]

בניגוד למתכות האלקליות האחרות, ליתיום יגיב באוויר דווקא עם החנקן (ולא עם החמצן) ויתקבל Li3N (ליתיום ניטריד) שצבעו כתום, ניטרידים של מתכות אלקליות אחרות אינם יציבים. בחמצן יתקבל ליתיום אוקסיד Li2O בניגוד למתכות האלקליות האחרות שיתנו בעיקר פר-אוקסידים וסופר-אוקסידים. ליתיום הידרוקסיד LiOH מסיס הרבה פחות מהידרוקסידים של המתכות האלקליות האחרות כדוגמת בסיס הנתרן NaOH (סודה קאוסטית). בחימום, יתפרק LiOH לליתיום אוקסיד Li2O בניגוד להידרוקסידים של מתכות אלקליות אחרות שיעברו המראה (סובלימציה) בלי להתפרק.

הרבה מהאנומליות של הליתיום נובעות מהיציבות של סריגים יוניים שלו עם אניונים קטנים (אנרגיות סריג גבוהות) בעוד שסריגים של מלחי ליתיום עם אניונים גדולים אינם יציבים בשל האריזה הלא יציבה שנובעת מהפרשי הגודל. כך, למשל, בניגוד לקרבונטים של מתכות אלקליות אחרות (כדוגמת Na2CO3 או סודה לכביסה) ליתיום קרבונט אינו יציב תרמית ויתפרק בחימום לליתיום אוקסיד ו CO2. מאותה סיבה (אנריגיות סריג גבוהות עם אניונים קטנים) לליתיום פלואוריד מסיסות נמוכה במים (רק 0.27 גרם למאה מ"ל ב18°C) בהשוואה מלחי הפלואוריד של חבריו לטור המתכות האלקליות. לעומת זאת כשמדובר באניון גדול (כדוגמת פרכלורט) היציבות של המלח נמוכה ליתיום פרכלורט LiClO4 מסיס יותר פי 3-12 (תלוי בממס) ממלח פרכלורט של נתרן.

שימושים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • לליתיום יעילות טובה כאנודה בסוללה מפני שיש לו פוטנציאל אלקטרוכימי גבוה ומפני שהקיבול של סוללת ליתיום ליחידת משקל גבוה (מתכת קלה מאוד).
  • מלחי ליתיום (כמו ליתיום קרבונט - Li2CO3, ליתיום ציטרט וליתיום אורוטייט) משמשים כמייצבי מצב-רוח, בטיפול בהפרעה דו-קוטבית (מאניה-דיפרסיה) מכיוון שיש לליתיום השפעות נוגדות דיכאון, אבל בעיקר תועלת במצבי מניה חריפה ולמניעת התלקחויות חוזרות של מניה ודיכאון. לפעמים משמש להגברת ההשפעה של תרופות נוגדות דיכאון בדיכאון מז'ורי (דיכאון רבא).
  • ליתיום כלוריד (LiCl) וליתיום ברומיד (LiBr) הם היגרוסקופיים מאוד, ומשמשים לעתים קרובות כסופחי לחות.
  • ליתיום סטארייט משמש כחומר סיכוך בטמפרטורות גבוהות.
  • ליתיום משמש גם ביצירת תרכובות אורגניות, ויש לו שימושים גרעיניים.
  • ליתיום משמש לעתים בעדשות וקרמיקה, כולל עדשת הטלסקופ בהר פאלומר (ארצות הברית), שקוטרה 5 מטרים.
  • ליתיום הידרוקסיד (LiOH) משמש לספיחת פחמן דו-חמצני מהאוויר בחלליות וצוללות.
  • סגסוגות של המתכת עם אלומיניום, קדמיום, נחושת ומנגן משמשות ליצירת חלקים בעל ביצועים גבוהים למטוסים.
  • ליתיום אלומיניום הידריד (LiAlH4) משמש כחומר מחזר.
  • ליתיום קרבונאט ומלחי ליתיום ללא הלוגנים משמשים לזירוז גיבוש בטון עשיר באלומינה.
  • ליתיום ברומיד משמש במערכות קירור תעשייתיות.
  • ליתיום ניטראט משמש כמעביר חום טוב בגיפור גומי ובמערכות סולאריות.

איזוטופים של ליתיום[עריכת קוד מקור | עריכה]

סמל (p)‏Z (n)‏N מסה איזוטופית (u) זמן מחצית חיים ספין גרעיני שכיחות האיזוטופ
שבר מולרי מהיסוד)
טווח השינוי הטבעי
(כשבר מולרי מהיסוד)
התרגשות אנרגטית
הערות
4Li ‏3 1 4.02719(23) [MeV ‏6.3] s‏ 10-24‏×(9)91 2-
דועך באמצעות פליטת פרוטון, יכול להוות שלב ביניים במספר תגובות היתוך גרעיני.
5Li 2 5.01254(5) [MeV‏ ~1.5] s‏ 10-24‏×(30)370 3/2-
6Li 3 6.015122795(16) יציב 1+ [0.075899(4)] 0.07714-0.07225
נחשב לחומר המקור בייצור טריטיום ולקולט נייטרונים בהיתוך גרעיני.
7Li 4 7.01600455(8) יציב 3/2- [0.9241(4)] 0.92275-0.92786
8Li 5 8.022487359(10) ms‏ (9)840.3 2+
9Li 6 9.026789499(21) ms‏ (4)178.3 3/2-
10Li 7 10.035481(16) [MeV‏ (3)1.2] s‏ 10-21‏×(5)2 (1-,2-)
10m1Li keV‏ 200(40) s‏ 10-21‏×(15)3.7 1+
10m2Li keV‏ 480(40) s‏ 10-21‏×(24)1.35 2+
11Li 8 11.043798(21) ms‏ (14)8.75 3/2-
12Li 9 12.053779(107)# ns‏ 10>

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

היסוד ליתיום זוהה על ידי הכימאי השבדי יוהאן אוגוסט ארפוודסון (Johan August Arfwedson), אז מתמחה במעבדה של יונס יעקב ברצליוס, ב-1817. ברצליוס קרא בתחילה ליסוד החדש ליתוס (מיוונית λιθoς - אבן) על מנת לייצג את העובדה שהתגלה לראשונה במינרל, לעומת מתכות אלקליות אחרות שהתגלו לראשונה בצמחים. שמו העברי - "אַבְנַן", ניתן מאותה סיבה. השם שונה אחר כך לליתיום על מנת ליישר קו עם שמות היסודות האחרים.

צורה בטבע[עריכת קוד מקור | עריכה]

גלולות ליתיום

ליתיום לא נמצא בטבע בצורתו החופשית ותמיד קשור ליסוד אחד או יותר. ליתיום נמצא בכמויות קטנות כמעט בכל הסלעים הוולקנים.

מאז מלחמת העולם השנייה גברה הפקת הליתיום בעולם. ליתיום מופרד מיסודות אחרים בסלעים וולקנים, ממספר מינרלים וממוצה ממי מעיינות. בארצות הברית ליתיום מופק מבריכות מי-מלח בנבאדה. היום רוב הליתיום בעולם מופק בצורה זו, רובו מגיע מצ'ילה. כמחצית מעתודות הליתיום העולמיות (כ-5.5 מיליון טונות) נמצאות בבוליביה, במדבר המלח הגדול בעולם - סאלאר דה אויוני.

טיפול תרופתי בליתיום[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – ליתיום (תרופה)

ליתיום הינו תרופת הבחירה לטיפול בהפרעה דו-קוטבית. כ- 80% מן המטופלים מגיבים לליתיום. ליתיום עובר פינוי על ידי הכליה, על כן אצל חולי כליות הנוטלים ליתיום וכן אצל אנשים קשישים יש חשיבות מוגברת לניטור רמות התרופה בדם על מנת למנוע הרעלת ליתיום.

ליתיום הינה תרופה בעלת טווח תרפויטי צר, ועל כן יש לנטר את רמותיה בדם באופן קפדני על ידי בדיקת דם. המינון הראשוני שניתן בדרך כלל הינו 300 מ"ג*3 פעמים ביום ולאחר מכן בוחנים את העלאת המינון. באופן כללי, יש לבדוק את ריכוז הליתיום בדם כל חודשיים עד חצי שנה. הפסקת התרופה צריכה להיעשות בהדרגתיות על מנת למנוע התקף של מאניה או של דיכאון אצל חולים עם הפרעה דו קוטבית.

טיפול בליתיום לא ניתן רק להפרעה דו-קוטבית, אלא גם להפרעות פסיכיאטריות נוספות, כגון טיפול נוסף אצל חולי הפרעה סיכזו-אפקיבית, צורות מסוימות של סכיזופרניה, טיפול לחולי דיכאון, טיפול במצבים של אגרסיה או במצבים שונים כגון הפרעת אישיות גבולית, בולימיה ומצבים נוספים.

תופעות הלוואי של ליתיום:

  • מערכת העיכול- ירידת תיאבון, בחילה, כאבי בטן, עליה במשקל.
  • מערכת העצבים- רעד, ירידה קוגניטיבית המתבטאת בתגובה איטית, ליקויי זיכרון.
  • לב- פועל על ה- SA node ולכן אסור לחולים שסובלים מ- sick sinus. יכול להביא לאי ספיקת לב.
  • עור- אקנה, איבוד שיער, פריחה.

הרעלת ליתיום יכולה להיות קשה מאד ועלולה להתבטא בתופעות נוירולוגיות קשות כגון פרכוסים, רעד, אטקסיה וירידה במצב ההכרה עד כדי קומה, וכן באי ספיקת כליות חריפה. הרעלה קלה עד בינונית מוגדרת כרמות ליתיום הנעות בין 1.5 ל- 2 (meq/L), הרעלה בינונית עד קשה בין 2-2.5, והרעלה קשה היא רמות ליתיום מעל 2.5, המאופיינת בהתכווצויות כלליות, השתנה מועטת ואי ספיקת כליות, העלולה להביא למוות. הטיפול בהרעלת ליתיום כולל הפסקת הליתיום, החזרת נוזלים ואיזון של האלקטרוליטים, פינוי הליתיום ממערכת העיכול באמצעות חומרים שונים (פוליאתילן גליקול), ובמקרים חמורים ביצוע דיאליזה.

אין לקחת ליתיום במהלך השליש הראשון להריון עקב סיכון למום לבבי מולד. בשאר ההריון יש לקחת מינון נמוך מהרגיל תוך היוועצות ברופא המטפל.

אמצעי זהירות[עריכת קוד מקור | עריכה]

כמו מתכות אלקליות אחרות, ליתיום טהור מתלקח בקלות כשנחשף לאוויר או מים. מומלץ להימנע ממגע ליתיום מתכתי עם העור, מכיוון שהוא חומר משתך.

בזמן שנלקחים מלחי ליתיום כתרופה, צריך לעקוב אחר ריכוזו בדם על מנת להבטיח השגת רמה מספקת בדם ולמנוע סכנה של הרעלה.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]