O lítio foi descoberto em 1817 pelo químico sueco Johan August Arfwedson (1792-1841) enquanto analisava o mineral petalita da ilha de Utö, na Suécia. Arfwedson identificou a presença de um novo elemento alcalino, mas não conseguiu isolá-lo em forma metálica. Seu mentor, Jöns Jacob Berzelius (1779-1848), chamou este elemento de lítio (do grego lithos = pedra), pois foi o primeiro metal alcalino descoberto em um mineral, em vez de em matéria vegetal. Não foi até 1821 que o químico britânico William Thomas Brande (1788-1866) e, independentemente, o químico sueco Johan August Arfwedson conseguiram isolar o lítio metálico por eletrólise do óxido de lítio.
O lítio (símbolo Li, número atômico 3) é o primeiro metal alcalino da tabela periódica, composto por três prótons, geralmente quatro nêutrons (para o isótopo mais comum) e três elétrons. Os dois isótopos estáveis são o lítio-7 \(\,^{7}\mathrm{Li}\) (≈ 92,5%) e o lítio-6 \(\,^{6}\mathrm{Li}\) (≈ 7,5%).
À temperatura ambiente, o lítio é um metal macio de cor branco-prateado, extremamente leve (densidade ≈ 0,534 g/cm³), o que o torna o metal menos denso de todos os elementos. É altamente reativo, especialmente com água e oxigênio, e deve ser armazenado sob óleo mineral ou em uma atmosfera inerte. A temperatura na qual os estados líquido e sólido podem coexistir (ponto de fusão): 453,65 K (180,50 °C). A temperatura na qual passa do estado líquido para o gasoso (ponto de ebulição): 1615 K (1341,85 °C).
| Isótopo / Notação | Prótons (Z) | Nêutrons (N) | Massa atômica (u) | Abundância natural | Meia-vida / Estabilidade | Decaimento / Observações |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Lítio-6 — \(\,^{6}\mathrm{Li}\,\) | 3 | 3 | 6.015122 u | ≈ 7,5 % | Estável | Usado em fusão nuclear para produzir trítio; absorve nêutrons térmicos. |
| Lítio-7 — \(\,^{7}\mathrm{Li}\,\) | 3 | 4 | 7.016003 u | ≈ 92,5 % | Estável | Isótopo majoritário; usado em baterias de íons de lítio e aplicações industriais. |
| Lítio-8 — \(\,^{8}\mathrm{Li}\,\) | 3 | 5 | 8.022487 u | Não natural | 0,838 s | Radioativo β\(^-\) dando \(\,^{8}\mathrm{Be}\), que se desintegra imediatamente em duas partículas alfa. |
| Lítio-9 — \(\,^{9}\mathrm{Li}\,\) | 3 | 6 | 9.026790 u | Não natural | 0,178 s | Radioativo β\(^-\); produzido artificialmente em aceleradores de partículas. |
| Lítio-4, 5 — \(\,^{4}\mathrm{Li},\,^{5}\mathrm{Li}\,\) | 3 | 1 — 2 | — (ressonâncias) | Não naturais | \(10^{-22}\) s | Estados muito instáveis observados em física nuclear; decaimento imediato. |
| Isótopos pesados — \(\,^{10}\mathrm{Li},\,^{11}\mathrm{Li},\,^{12}\mathrm{Li}\) | 3 | 7 — 9 | — (ressonâncias) | Não naturais | \(10^{-21}\) — 0,009 s | Halos de nêutrons; \(\,^{11}\mathrm{Li}\) possui dois nêutrons muito fracamente ligados formando um halo ao redor do núcleo. |
N.B. :
Camadas eletrônicas: Como os elétrons se organizam ao redor do núcleo.
O lítio possui 3 elétrons distribuídos em duas camadas eletrônicas. Sua configuração eletrônica completa é: 1s² 2s¹, ou simplificada: [He] 2s¹. Essa configuração também pode ser escrita como: K(2) L(1).
Camada K (n=1): Contém 2 elétrons no subnível 1s. Essa camada interna está completa e é muito estável, formando uma configuração idêntica à do hélio.
Camada L (n=2): Contém apenas 1 elétron no subnível 2s. Este único elétron de valência está relativamente fracamente ligado ao núcleo e é facilmente perdido durante reações químicas. Os orbitais 2p permanecem totalmente vazios.
O único elétron da camada externa (2s¹) é o elétron de valência do lítio. Essa configuração explica suas propriedades químicas:
Ao perder seu elétron 2s, o lítio forma o íon Li⁺ (estado de oxidação +1), seu único e sistemático estado de oxidação em todos os seus compostos.
O íon Li⁺ adota então uma configuração eletrônica idêntica à do hélio [He], um gás nobre, o que confere estabilidade máxima a este íon.
O lítio não apresenta nenhum outro estado de oxidação; apenas o grau +1 é observado em química.
A configuração eletrônica do lítio, com sua camada de valência contendo um único elétron 2s, classifica-o entre os metais alcalinos (grupo 1 da tabela periódica) e o torna o mais leve de todos os metais. Essa estrutura lhe confere propriedades características: alta reatividade química (reage com água, oxigênio e a maioria dos não metais), baixa energia de ionização (o elétron de valência é facilmente removido) e formação exclusiva de compostos iônicos com estado de oxidação +1.
O lítio é um metal macio, prateado, de densidade muito baixa (0,53 g/cm³, o metal mais leve), que deve ser armazenado sob óleo mineral ou em atmosfera inerte para protegê-lo da oxidação. Reage lentamente com a água à temperatura ambiente, ao contrário do sódio e do potássio, que reagem violentamente. Essa reatividade moderada em comparação com outros metais alcalinos é explicada por seu pequeno tamanho atômico e energia de ligação relativamente mais forte.
A importância do lítio tornou-se crucial no mundo moderno: as baterias de íons de lítio tornaram-se essenciais para a eletrônica portátil (smartphones, computadores) e veículos elétricos, fazendo do lítio um elemento estratégico para a transição energética; o carbonato de lítio Li₂CO₃ é usado em psiquiatria para tratar transtornos bipolares; as ligas de alumínio-lítio são usadas na aeroespacial por sua leveza excepcional; o lítio é usado como fluxo em processos de soldagem e brasagem; o hidreto de lítio LiH é um agente redutor poderoso e um potencial meio de armazenamento de hidrogênio; os compostos organolíticos (como o butillítio) são reagentes importantes em química orgânica. O lítio-6 é usado em tecnologia nuclear para produzir trítio. A demanda global por lítio está crescendo exponencialmente com o desenvolvimento de tecnologias de baterias, tornando sua extração e reciclagem desafios econômicos e ambientais significativos.
O lítio é um metal alcalino extremamente reativo. Possui um único elétron de valência que doa facilmente, formando o íon Li⁺. Reage vigorosamente com a água para produzir hidróxido de lítio (LiOH) e gás hidrogênio. Em contato com o ar, o lítio oxida rapidamente para formar óxido de lítio (Li₂O) e nitreto de lítio (Li₃N), sendo esta última uma reação incomum entre os metais alcalinos. O lítio também forma compostos com halogênios (fluoreto, cloreto, brometo de lítio) e reage com o carbono para produzir carbeto de lítio (Li₂C₂). Sua forte eletropositividade o torna um excelente redutor em reações químicas orgânicas e inorgânicas.
O lítio ocupa um lugar único na cosmologia, pois é um dos três únicos elementos (junto com o hidrogênio e o hélio) sintetizados em quantidades significativas durante a nucleossíntese primordial, alguns minutos após o Big Bang. No entanto, a abundância observada de lítio no universo atual apresenta um grande problema conhecido como "problema cosmológico do lítio". Os modelos do Big Bang preveem uma abundância de lítio-7 cerca de três vezes maior do que a observada nas estrelas antigas de nossa galáxia.
Nas estrelas, o lítio é rapidamente destruído por fusão nuclear a temperaturas relativamente baixas (cerca de 2,5 milhões de kelvin), bem abaixo das temperaturas necessárias para queimar hidrogênio. Esta destruição torna o lítio um excelente traçador para estudar os processos de mistura interna das estrelas e sua evolução. A medição da abundância de lítio em diferentes tipos de estrelas permite que os astrofísicos limitem os modelos estelares e compreendam a história química da galáxia.
O lítio-6, embora raro, pode ser produzido por reações de raios cósmicos no meio interestelar. Sua proporção em relação ao lítio-7 fornece informações valiosas sobre a intensidade dos raios cósmicos no passado de nossa galáxia e sobre os processos de nucleossíntese galáctica.
O estudo espectroscópico do lítio nas atmosferas de exoplanetas e anãs marrons também ajuda a determinar sua idade e histórico térmico, pois a presença ou ausência de lítio indica se o objeto atingiu temperaturas internas suficientes para destruí-lo.
N.B.:
O "problema cosmológico do lítio" permanece como um dos mistérios não resolvidos da cosmologia moderna. Várias hipóteses foram propostas para explicar essa discrepância: destruição do lítio nas primeiras estrelas, erros nos modelos de nucleossíntese primordial, física além do modelo padrão ou viés observacional na medição da abundância de lítio. Este enigma ilustra que mesmo os elementos mais simples podem revelar aspectos profundos e misteriosos da evolução de nosso universo, e sua resolução poderia ter implicações importantes para nossa compreensão da física fundamental e da cosmologia.
Berílio (Z=4): um metal
raro com propriedades excepcionais 
