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リチウム

辞書:科学用語の基礎知識 原子元素・名称編上 (NELEMN1)
読み:リチウム
外語:Li: Lithium 学名 , Lithium 英語 , Lithium ドイツ語 , Lithium フランス語 , Litio スペイン語 , Литий ロシア語 , ليثيوم アラビア語 , 大陸簡体 , 台灣正體 , liti/o エスペラント
品詞:名詞
2000/11/24 作成
2014/02/08 更新

百近く存在する金属原子中で最も軽い原子

基本情報

一般情報

原子情報

  • 原子量: 6.941(2)
  • 電子配置:
    • 1s2、2s1
    • [He]2s1
  • 原子価: 1
  • 酸化数: 0、+1

物理特性

同位体

質量数は、3から13までが確認されており、その中に核異性体も存在する。安定同位体は二つある。

  • 6Li
  • 7Li
同位体核種天然存在比半減期崩壊崩壊後生成物
3Li   
4Li 陽子放射3He
5Li 陽子放射4He
6Li7.59%安定核種(中性子数3)
7Li92.41%安定核種(中性子数4)
8Li838m秒β崩壊8Be
9Li β崩壊9Be
10Li 中性子放射9Li
10m1Li   
10m2Li   
11Li8.5m秒β崩壊11Be
12Li 中性子放射11Li
13Li   

質量数8以上では、中性子放射や核分裂などを含む多様な追加の崩壊が観測されている。

特にリチウム11は、β崩壊を基本としながら、様々な追加の崩壊により様々な崩壊後生成物を生じる。

主な用途

電池としての用途のほか、中性子により核分裂を起こし三重水素を得ての核融合反応用材料などの用途がある。

有機化学では、メチルリチウムやブチルリチウムといった有機リチウム化合物を合成で用いている。

抽出

チウム鉱石から抽出することが可能だが、埋蔵量に限度がある。このため希少金属(レアメタル)に分類されている。

近年の日本は、南米諸国からの100%輸入に頼っている。これらの多くは、リチウムを含む塩湖の水を広い土地で1年以上掛けて自然蒸発させて資源回収するという方法でリチウムを得ている。

また現在、海水中に0.17ppm含まれるリチウムを効率良く抽出するための技術開発が進められている。

元素分離技術

2014(平成26)年2月7日、独立行政法人日本原子力研究開発機構(JAEA)は、「海水中のリチウム資源を回収する革新的な元素分離技術を確立」と発表した。

この技術は、次のような特徴がある。

  • 電源不要。反応によって電気を発生させながら海水よりリチウムを分離することができる
  • イオン伝導体を用いた新元素分離技術で、従来の塩湖からの回収技術等と比して、短時間、省スペースで回収可能
  • 使用済リチウムイオン電池からも回収可能で、貴重なリチウム資源の循環型社会が実現可能

この技術を用いると、希塩酸中に塩化リチウム(LiCl)が溶けた状態でリチウムが得られるが、これに炭酸ナトリウム(Na2CO3)を加えて炭酸リチウム(Li2CO3)にして沈殿させ、この沈殿物を濾過して乾燥させれば、リチウムイオン電池の原料になる炭酸リチウムの粉末を作ることができる。

また、リチウム分離過程で陽極に水素ガス、陰極に塩素ガスが生成されるが、これらも様々な産業で用いることができる。

発見者

1817(文化14)年にスウェーデンの科学者ヨアン・オーガスト・アルフェドソン(Johann August Arfvedson)が鉱石中に発見した。

翌年にはスウェーデンの科学者ベルセーリウスにより単離された。

名前

化学名Lithiumは、鉱石から発見されたので、ギリシャ語で「石」を意味するλίθος(líthos)から付けられた。

危険性

  • 引火点: (該当資料なし)
  • 発火点: 179℃
  • 爆発限界: (該当資料なし)

有害性

  • 刺激
    • 腐食性: 眼、皮膚、気道に対して腐食性を示す。
    • 刺激性: (該当資料なし)
    • 感作性: (該当資料なし)
  • 毒性
    • 急性毒性: (該当資料なし)
    • 慢性毒性: (該当資料なし)
    • がん原性: (該当資料なし)
    • 変異原性: (該当資料なし)
    • 生殖毒性: (該当資料なし)
    • 催畸形性: (該当資料なし)
    • 神経毒性: (該当資料なし)

環境影響

  • 分解性: (該当資料なし)
  • 蓄積性: (該当資料なし)
  • 魚毒性: (該当資料なし)

色々な酸と塩を作る。その多くが無機工業薬品として使われている。

  • 亜硝酸リチウム (LiNO2) (13568-33-7)
  • 塩化リチウム (LiCl) (7447-41-8)
  • 珪酸リチウム (Li2SiO3) (12627-14-4)
  • 酢酸リチウム (LiCH3COO)
  • 酸化リチウム (Li2O)
  • 臭化リチウム (LiBr) (7550-35-8)
  • 硝酸リチウム (LiNO3) (7790-69-4)
  • 水酸化リチウム (LiOH) (1310-65-2)
  • 水素化硼素リチウム (LiBH4) (16949-15-8)
  • 水素化リチウムアルミニウム (LiAlH4) (16853-85-3)
  • 炭酸リチウム (Li2CO3) (554-13-2)
  • 弗化リチウム (FLi) (7789-24-4)
  • メチルリチウム (CH3Li)
  • モリブデン酸リチウム (Li2MoO4) (13568-40-6)
  • 硫化リチウム (Li2S)
  • 硫酸リチウム (Li2SO4·H2O)

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