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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 |
| 品詞：名詞 |
百近く存在する金属原子中で最も軽い原子。
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| 情報 |
| 基本情報 |
| 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。
| 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 | |
| 6Li | 7.59% | 安定核種(中性子数3) | ||
| 7Li | 92.41% | 安定核種(中性子数4) | ||
| 8Li | ‐ | 838m秒 | β−崩壊 | 8Be |
| 9Li | ‐ | β−崩壊 | 9Be | |
| 10Li | ‐ | 中性子放射 | 9Li | |
| 10m1Li | ‐ | |||
| 10m2Li | ‐ | |||
| 11Li | ‐ | 8.5m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。
| 性質 |
| 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 |
リ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。
| 埋蔵国 |
リチウムは元素番号3だが、ビッグバン元素合成の際には痕跡程度しか生成されなかった。しかしその後の恒星での核融合で生成されたため、地球上にも宇宙全体にも広く分布する元素である。地球では南米大陸のアンデス山脈沿いに大部分が遍在していて、主として火成岩や塩湖の鹹水中に含まれている。また反応性が高いことから単体では存在しない。
現時点での最大産出国はチリであり、海水中に多く含まれているリチウムを抽出し生産している。ボリビア南部のウユニ塩原にも膨大な量があると見込まれ、一説では世界埋蔵量の半分以上が存在するとする説もあるが、現在ボリビアはそれを抽出する技術を持っていないため全く生産されておらず、また実際の埋蔵量も不明である。
既知の範囲内での埋蔵量(現在の技術で採掘できる量、但しボリビアを除く)上位は、USGS "Mineral Commodity Summaries 2017"によると次の通り。
既知の範囲内での資源量(現在の技術で採掘できる量=埋蔵量に、将来的には経済的に採掘可能となる潜在的な量を足したもの)上位は、USGS "Argentina Lithium Map"(2017)によると次の通り。
これら事情からリチウムの生産国および供給企業は限られており寡占状態にある。
| 生産 |
リチウムの主要生産国は豪州、チリ、アルゼンチンの3ヶ国である。
2016(平成28)年のリチウム(純分)生産量は、はUSGS "Mineral Commodity Summaries 2017" によると次の通り。
合計値から米国が省かれているのはUSGSの資料で開示されていないため。
2018(平成30)年頃の情報では、炭酸リチウム生産ではチリ・アルゼンチンの2ヶ国で世界の輸出量の8割程度を占めており、輸入の上位3ヶ国は支那、南朝鮮、日本である。
| 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。
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 |
| 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λι'θοσ(li'thos)から付けられた。
| 安全性 |
| 危険性 |
| 有害性 |
| 環境影響 |
| 主な化合物 |
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。
| 前後の元素 |
| リンク |
ICSC 国際化学物質安全性カード
元素
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アルカリ金属
希少金属
LI
リチウムイオン二次電池
リチウムポリマー二次電池
三重水素
核融合
中性子
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