Lithium (Z=3): das Schlüsselelement moderner Batterien
Lithium: ein wesentliches Element in der modernen Technologie
DERLithium(Symbol Li, Ordnungszahl 3) ist ein leichtes und reaktives Alkalimetall, das in vielen technischen Anwendungen, einschließlich wiederaufladbaren Batterien, verwendet wird. Auch in der Astrophysik und der organischen Chemie spielt es eine wichtige Rolle.
Beitrag von Lithium zu lebenswichtigen Prozessen
Obwohl Lithium ein Spurenelement ist, spielt es eine modulierende Rolle bei der neuronalen Aktivität und der Stimmungsregulation. Es beeinflusst den Transport von Ionen durch Zellmembranen und ist an bestimmten intrazellulären Signalwegen (wie dem Phosphoinositidweg) beteiligt. Beim Menschen sind sehr niedrige Konzentrationen notwendig, ein Mangel oder Überschuss kann jedoch neurologische Folgen haben.
Geschichte der Entdeckung
1817: Entdeckung durch Johan August Arfvedson Lithium wurde erstmals vom schwedischen Chemiker Johan August Arfvedson entdeckt, der es aus einem Mineral namens Petalit isolierte. Allerdings gelang es erst 1855, das reine Metall zu isolieren.
1930er Jahre: Industrielle Anwendungen Lithium fand schnell Anwendung bei der Herstellung von Batterien und Medikamenten, insbesondere bei der Behandlung bipolarer Störungen.
Atombau
Verfassung:Drei Protonen, drei Elektronen und normalerweise vier Neutronen für das häufigste Isotop (³Li). Isotope:
Lithium-6 (⁶Li): isotopisch seltener, wird in bestimmten Arten von Kernreaktoren verwendet.
Lithium-7 (⁷Li): isotopisch häufiger und stabiler, wird in Lithium-Ionen-Batterien und in astrophysikalischen Anwendungen verwendet.
Physikalische Eigenschaften
Als Leichtmetall ist es mit einer Dichte von 0,534 g/cm³ das am wenigsten dichte feste Metall.
Schmelzpunkt: 453,65 K (180,5 °C)
Siedepunkt: 1590 K (1317 °C)
Gute thermische und elektrische Leitfähigkeit, jedoch geringer als die von Kupfer.
Sehr reaktiv, insbesondere mit Wasser, unter Bildung von Lithiumhydroxid und Wasserstoffgas.
Chemische Reaktivität
Reagiert mit Wasser unter Bildung von Wasserstoff und Lithiumhydroxid.
Bildet Salze wie Lithiumcarbonat (Li₂CO₃), die in Industrie und Medizin verwendet werden.
Reagiert mit Halogenen unter Bildung von Lithiumhalogeniden, die in verschiedenen chemischen Anwendungen verwendet werden.
Leistungsstarker Reduzierer, der in der Metallurgie und in Batterien verwendet wird.
Industrielle und technologische Anwendungen
Lithium-Ionen-Batterien: werden in Mobiltelefonen, Laptops, Elektrofahrzeugen und anderen Geräten verwendet.
Herstellung von Spezialgläsern und Keramiken dank der geringen Dichte von Lithium.
Luft- und Raumfahrtindustrie: Verwendet Lithium in Leichtlegierungen für die Herstellung von Flugzeugen und Satelliten.
Verwendung in der Medizin: Behandlung bipolarer Störungen mit Lithiumcarbonat.
Kernreaktoren: werden in Neutronenmoderatoren (Lithium-6) verwendet.
Kosmologische und astrophysikalische Rolle
Lithium ist eines von drei Elementen, die während des Urknalls in erheblichen Mengen entstanden sind.
Präsenz in Sternen: entsteht in den frühen Stadien der Kernfusion in Ursternen.
Lithium wird in der Atmosphäre von Sternen beobachtet, was Aufschluss über deren Entwicklung gibt.
Grundlegende körperliche Probleme
Lithium wird in der Materialphysik zur Herstellung immer effizienterer Batterien eingesetzt.
Lithiumisotope werden zur Untersuchung der ursprünglichen Nukleosynthese und der Physik von Sternen verwendet.
