Litio

Helio ← Litio → Berilio H     3 Li                                                                                                                                                                                                                                           ↑ Li ↓ Na Tabla completa • Tabla extendida
Apariencia
Blanco plateado/gris
Información general
Nombre, símbolo, número	Litio, Li, 3
Serie química	Alcalinos
Grupo, período, bloque	1, 2, s
Masa atómica	7.0160040 u
Configuración electrónica	[He]2s1
Dureza Mohs	{{{dureza}}}
Electrones por nivel	2
Propiedades atómicas
Radio medio	pm
Electronegatividad	0,98 (Pauling) 1 (Allred y Rochow) (Pauling)
Radio atómico (calc)	167 pm (Radio de Bohr)
Radio iónico	{{{radio_iónico}}}
Radio covalente	134 pm
Radio de van der Waals	183 pm
Estado(s) de oxidación	1 (base fuerte)
Óxido	{{{óxido}}}
1.ª Energía de ionización	520,2 kJ/mol
2.ª Energía de ionización	7298,1 kJ/mol
3.ª Energía de ionización	11815,0 kJ/mol
4.ª Energía de ionización	{{{E_ionización4}}} kJ/mol
5.ª Energía de ionización	{{{E_ionización5}}} kJ/mol
6.ª Energía de ionización	{{{E_ionización6}}} kJ/mol
7.ª Energía de ionización	{{{E_ionización7}}} kJ/mol
8.ª Energía de ionización	{{{E_ionización8}}} kJ/mol
9.ª Energía de ionización	{{{E_ionización9}}} kJ/mol
10.ª Energía de ionización	{{{E_ionización10}}} kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinario	Sólido (no magnético)
Densidad	535 kg/m3
Punto de fusión	453,69 K
Punto de ebullición	1615 K
Punto de inflamabilidad	{{{P_inflamabilidad}}} K
Entalpía de vaporización	145,92 kJ/mol
Entalpía de fusión	3 kJ/mol
Presión de vapor	{{{presión_vapor}}}
Temperatura crítica	{{{T_crítica}}} K
Presión crítica	{{{P_crítica}}} Pa
Volumen molar	{{{volumen_molar}}} m3/mol
Varios
Estructura cristalina	Cúbica centrada en el cuerpo
N° CAS	7439-93-2
N° EINECS	231-102-5
Calor específico	3582 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica	10,8 × 106 S/m
Conductividad térmica	84,7 W/(K·m)
Velocidad del sonido	6000 m/s a 293.15 K (20 °C)
Isótopos más estables
iso AN Periodo MD Ed PD MeV 6Li 0,075 Estable con 3 neutrones 7Li 0,925 Estable con 5 neutrones 8Li Sintético 838 ms β- 16,004 8Be
Nota: unidades según el SI y en CNPT, salvo indicación contraria.

El litio (griego: λιθίον, 'piedrecita' )^?[1] es un elemento químico de símbolo Li y número atómico 3. En la tabla periódica, se encuentra en el grupo 1, entre los elementos alcalinos. En su forma pura, es un metal blando, de color blanco plata, que se oxida rápidamente en aire o agua. Es el elemento sólido más ligero y se emplea especialmente en aleaciones conductoras del calor, en baterías eléctricas y, sus sales, en el tratamiento de ciertos tipos de depresión.

Es el metal más ligero, su densidad es la mitad de la del agua. Al igual que los demás metales alcalinos es univalente y muy reactivo, aunque menos que el sodio, por lo que no se encuentra libre en la naturaleza. Acercado a una llama la torna carmesí pero, si la combustión es violenta, la llama adquiere un color blanco brillante.

Nomenclatura

El litio toma su nombre del griego λίθoς -ου, "piedra". El nombre del elemento proviene del hecho de haber sido descubierto en un mineral, mientras que el resto de los metales alcalinos fueron descubiertos en tejidos de plantas.

Historia

El litio fue descubierto por Johann Arfvedson en 1817. Arfvedson encontró el nuevo elemento en la espodumena y lepidolita de una mina de petalita, LiAl (Si₂O₅)₂, de la isla Utö (Suecia) que estaba analizando. En 1818 C.G. Gmelin fue el primero en observar que las sales de litio tornan la llama de un color rojo brillante. Ambos intentaron, sin éxito, aislar el elemento de sus sales, lo que finalmente consiguieron William Thomas Brande y Sir Humphrey Davy mediante electrólisis del óxido de litio.

En 1923 la empresa alemana Metallgesellschaft AG comenzó a producir litio mediante la electrólisis del cloruro de litio y cloruro de potasio fundidos.

En el 2010, las baterías de litio se han convertido en el arma principal para reemplazar a los contaminantes combustibles fósiles. El Salar de Uyuni, en Bolivia, concentra más de la mitad de la reserva mundial de ese mineral. El crecimiento acelerado en el uso del ion-litio ha provocado que una tonelada de litio suba su precio, desde los 350 dólares que costaba en 2003 hasta los 3.000 dólares en 2009.

Aplicaciones

Por su elevado calor específico, el litio se emplea en aplicaciones de transferencia de calor, y por su elevado potencial electroquímico constituye un ánodo adecuado para las baterías eléctricas. También se le dan los siguientes usos:

• Las sales de litio, particularmente el carbonato de litio (Li₂CO₃) y el citrato de litio, se emplean en el tratamiento de la manía y la depresión bipolar, aunque últimamente, se ha extendido su uso a la depresión unipolar. Es un estabilizador del estado de ánimo. Se piensa que su eficacia contra estos trastornos se basa en sus efectos antagonistas sobre la función serotoninérgica.
• El cloruro de litio y el bromuro de litio tienen una elevada higroscopicidad por lo que son excelentes secantes. El segundo se emplea en bombas de calor de absorción, entre otros compuestos como el nitrato de litio.
• El estearato de litio es un lubricante de propósito general en aplicaciones a alta temperatura.
• El litio es un agente altamente empleando en la síntesis de compuestos orgánicos, usado para la coordinación de ligandos a través del intermedio litiado.
• El hidróxido de litio se usa en las naves espaciales y submarinos para depurar el aire extrayendo el dióxido de carbono.
• Es componente común de las aleaciones de aluminio, cadmio, cobre y manganeso empleadas en la construcción aeronáutica, y se ha empleado con éxito en la fabricación de cerámicas y lentes, como la del telescopio de 5,08 m de diámetro (200 pulgadas) de Monte Palomar.
• También tiene aplicaciones nucleares.

Abundancia y obtención

El litio es un elemento moderadamente abundante y está presente en la corteza terrestre en 65 partes por millón (ppm). Esto lo coloca por debajo del níquel, cobre y wolframio y por encima del cerio y estaño, en lo referente a abundancia. Se encuentra disperso en ciertas rocas, pero nunca libre, dada su gran reactividad. Se encuentra en pequeña proporción en rocas volcánicas y sales naturales, como en el Salar de Atacama en Chile y el Salar de Uyuni en Bolivia tiene el 50% de las reservas mundiales el cual contiene el mayor yacimiento a nivel mundial, en Atacama en Chile existe el 30% de las reservas, otros salares de menor tamaño se encuentran en Argentina. Desde 2010 se investigan, descubiertas recientemente en Afganistán, unas reservas cuya magnitud todavía está por determinar con precisión, pero que podrían cambiar radicalmente la evaluación de los porcentajes antes mencionados y la evolución de los acontecimientos políticos y económicos de aquel país.

El litio, junto al hidrógeno y al helio, es uno de los únicos elementos obtenidos en el Big Bang. Todos los demás fueron sintetizados a través de fusiones nucleares en estrellas en la secuencia principal o durante estallidos de supernovas. Industrialmente, se lo obtiene a partir de la electrólisis del cloruro de litio fundido (LiCl).

Desde la Segunda Guerra Mundial, la producción de litio se ha incrementado enormemente, separándolo de las rocas de las que forma parte y de las aguas minerales. Los principales minerales de los que se extrae son lepidolita, petalita, espodumena y ambligonita. En Estados Unidos se obtiene de las salinas de California y Nevada principalmente.

Isótopos

Los isótopos estables del litio son dos, Li-6 y Li-7, siendo éste último el más abundante (92,5%). Se han caracterizado seis radioisótopos siendo los más estables el Li-8 con un periodo de semidesintegración de 838 milisegundos y el Li-9 con uno de 178,3 ms. El resto de isótopos radiactivos tienen periodos de semidesintegración menores de 8,5 ms. También se da, en laboratorio, el isótopo inestable Li-11-

Los pesos atómicos del litio varían entre 4,027 y 11,0348 uma del Li-4 y el Li-11 respectivamente. El modo de desintegración principal de los isótopos más ligeros que el isótopo estable más abundante (Li-7) es la emisión protónica (con un caso de desintegración alfa) obteniéndose isótopos de helio; mientras que en los isótopos más pesados el modo más habitual es la desintegración beta, (con algún caso de emisión neutrónica) resultando isótopos de berilio.

El Li-7 es uno de los elementos primordiales, producidos por síntesis nuclear tras el big bang. Los isótopos de litio se fraccionan sustancialmente en una gran variedad de procesos naturales, incluyendo la precipitación química en la formación de minerales, procesos metabólicos, y la sustitución del magnesio y el hierro en redes cristalinas de minerales arcillosos en los que el Li-6 es preferido frente al Li-7, etc. los principales isotopos son carbono, hidrógeno y cloro.

Precauciones

Al igual que otros metales alcalinos, el litio puro es altamente inflamable y ligeramente explosivo cuando se expone al aire y especialmente al agua. Es además corrosivo por lo que requiere el empleo de medios adecuados de manipulación para evitar el contacto con la piel. Se debe almacenar en un líquido hidrocarburo inflamable como tolueno o nafta.

Rol biológico

No se conoce adecuadamente su función biológica, pero se ha encontrado que incrementa la permeabilidad celular y actúa sobre los neurotransmisores, favoreciendo la estabilidad del estado anímico habiendo sido usado para tratar trastornos de bipolaridad.

Referencias

Referencias externas

• Litio (Li)
• WebElements.com - Litio
• EnvironmentalChemistry.com - Litio
• Es Elemental - Litio
• Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo de España: Ficha internacional de seguridad química del litio.
• Litio: Materia Prima para la Tecnología de la Fusión Nuclear

Enlaces externos

• Más información sobre Litio y depresión en Forumclinic (información ofrecida por especialistas del Hospital Clínic de Barcelona)
• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre LitioCommons.