litij

litij (prema grč. λίϑος, líthos: kamen, stijena), kemijski simbol Li (lithium), kemijski element atomskoga broja 3, relativne atomske mase 6,941 (ovisno o smjesi izotopa 6,938 do 6,997). Ubraja se u skupinu alkalijskih metala. Ima nisku vrijednost relativne elektronegativnosti (0,98 prema Paulingovoj ljestvici elektronegativnosti) te mali polumjer atoma i izrazito mali polumjer iona u odnosu na ostale metale u skupini. Postoje dva stabilna izotopa ⁶Li (u ukupnom stabilnom litiju u prirodi zastupljen s 1,9% do 7,5%) i ⁷Li (obilniji, u ukupnom stabilnom litiju u prirodi zastupljen s 92,5% do 98,1%) i devet radioizotopa od kojih ⁸Li ima najdulje vrijeme poluraspada, približno 838 ms. Znatan dio litija koji postoji danas u svemiru nastao je primordijalnom nukleosintezom, nuklearnim reakcijama neposredno poslije velikoga praska. Budući da kozmičko zračenje sadržava veći udjel litija nego što je prosječna raspodjela toga elementa u svemiru, smatra se da je litij u kozmičkom zračenju nastao spalacijom. Otkrio ga je 1817. švedski kemičar Johan August Arfwedson (1792–1841) u alumosilikatima (mineralu petalitu) u laboratoriju Jönsa Jakoba Berzeliusa. Kao elementarnu tvar izolirao ga je u tragovima Humphry Davy 1818. elektrolizom taline litijeva oksida. Izoliravši nekoliko grama litija elektrolizom taline litijeva klorida, Robert Wilhelm Bunsen i Augustus Matthiessen (1831–70) postavili su 1855. temelje industrijske proizvodnje litija. Kao elementarna tvar litij je mek, žilav, srebrnobijeli metal, umnogome sličan natriju, talište mu je 180,5 °C, vrelište 1342 °C (pri tlaku 1,01325 ⋅ 10⁵ Pa) i gustoća 0,535 g/cm³ (pri 20 °C i tlaku 1,01325 ⋅ 10⁵ Pa), najmanja među kemijskim elementima u čvrstom agregacijskom stanju. Nalazi se u dvadesetak minerala (osobito u kiselim eruptivnim stijenama kao pratilac natrija), u nekim mineralnim vodama, u nekim biljkama (primjerice u duhanu i krumpiru koncentracija litija iznosi 2 do 20 μg/g). Monokristali litija koji imaju piezoelektrična svojstva jesu litijev niobat (LiNbO₃) i litijev tantalat (LiTaO₃), od kojih potonji ima i piroelektrična svojstva. Maseni udjel litija u Zemljinoj kori iznosi približno 0,002%. Glavni su litijevi minerali alumosilikati spodumen, lepidolit (→ tinjci) i petalit (kastor), pa fluorofosfat ambligonit. Najbogatija su nalazišta litijskih ruda u Argentini, Boliviji, Čileu, Kini i Australiji. Litij se na vlažnu zraku pokriva isprva žućkastom, a onda sivom prevlakom hidroksida. S vodom reagira uz razvijanje vodika, gori izrazitim crvenim plamenom. Metalni se litij proizvodi raščinjavanjem ruda sumpornom kiselinom ili žarenjem vapnom, prevođenjem u klorid i elektrolizom njegove taline. Litij se rabi kao sastojak nekih slitina (povećava čvrstoću, osobito slitinama aluminija i olova), kao elektroda u litijskome galvanskome članku (litij-ionske baterije) u većini mobilnih telefona i prijenosnih računala, u vozilima na električnu energiju te u elektrostimulatorima srca (engleski pacemaker), zatim pri dobivanju organometalnih spojeva koji se rabe u organskim sintezama, a u nuklearnoj tehnici u dobivanju vodikova radioaktivnog izotopa tricija, za dokazivanje termičkih neutrona, kao reaktorsko rashladno i zaštitno sredstvo te kao ⁶Li u hidrogenskoj bombi.

Litijevi su spojevi jednovalentni, po svojstvima slični spojevima natrija. Litijev hidrid (LiH) te posebice njemu sličan litijev aluminijev hidrid (LiAlH⁴) lako otpuštaju vodik i služe kao jaki reducensi i sredstva za hidrogeniranje. Litijev deuterid (LiD) bitan je sastojak vodikove bombe, litijev fluorid (LiF) propušta infracrveno zračenje pa se od njega izrađuju prizme za spektrometriju u infracrvenome spektralnom području, a rabi se i pri taljenju stakla te proizvodnji emajla, litijev hidroksid (LiOH) rabi se u proizvodnji maziva, litijev klorid (LiCl) kao sredstvo za sušenje u velikim sustavima za kondicioniranje zraka te u pripravi sekundarnog električnoga članka (akumulatora), litijev karbonat (Li₂CO₃) kao antipsihotik, a organolitijevi spojevi važni su u mnogobrojnim organskim sintezama te kao katalizatori. S pomoću spektralne linije litija valne duljine 670,8 nm astronomi razlikuju nebeska tijela smeđe patuljke od crvenih patuljaka. Ako se ona pojavi u spektru elektromagnetskoga zračenja jednoga od tih nebeskih tijela, vjerojatno je riječ o smeđem patuljku.