リチウム

(ヘリウム -) リチウム - ベリリウム H Li Na 250px 周期表
一般特性
名称, 記号, 番号	リチウム, Li, 3
分類	アルカリ金属
族, 周期, ブロック	1 (IVB), 2 , s
密度, 硬度	535 kg·m−3, 0.6
単体の色	銀白色, 銀灰色 リチウム
原子特性
原子量	6.941 u
原子半径 （計測値）	145 (167) pm
共有結合半径	134 pm
VDW半径	182 pm
電子配置	[He]2s1
電子殻	2, 1
酸化数（酸化物）	1（強塩基性酸化物）
結晶構造	体心立方構造
物理特性
相	固体（常磁性）
融点	453.69 K (180.49 °C, 356.97 °F)
沸点	1615 K (1340 °C, 2448 °F)
モル体積	13.02 × 10-3 m3/mol-1
気化熱	145.92 kJ·mol−1
融解熱	3 kJ·mol−1
蒸気圧	1.63 × 108 Pa (453.7 K)
音の伝わる速さ	6000 m/s (293.15 K)
その他
クラーク数	0.006 %
電気陰性度	0.98 （ポーリング）
比熱容量	3582 J·kg−1·K−1
導電率	10.6 × 106 S m−1
熱伝導率	84.7 W·m−1·K−1
イオン化エネルギー	第1: 520.2 kJ·mol−1
	第2: 7298.1 kJ·mol−1
	第3: 11815 kJ·mol−1
発見者	ヨアン・オーガスト・アルフェドソン
発見年	1817年
（比較的）安定同位体
同位体 NA 半減期 DM DE/MeV DP 6Li 7.59% 中性子3個で安定 7Li 92.41% 中性子4個で安定
注記がない限り国際単位系使用及び標準状態下。

リチウム (lithium) は原子番号3の元素。元素記号はLi。アルカリ金属の一つ。

元素名はギリシャ語で「石」を意味する lithos に由来する。1817年にヨアン・オーガスト・アルフェドソンがペタル石の分析によって発見した。

単体

性質

常温常圧では銀白色の柔らかい金属で、ナトリウムより硬い。常温で安定な結晶構造は体心立方格子 (BCC)。比重は0.53、融点は180°C、沸点は1330°C（沸点は異なる実験値あり）。80ギガパスカル（約80万気圧）程度の高圧下で金属から半導体に相転移する。

同じアルカリ金属のナトリウム、カリウムと比べて反応性は劣り、化学的性質は、アルカリ土類金属、特にマグネシウムと類似する。乾いた空気中ではほとんど変化しないが、水分があると常温でも窒素と反応し窒化リチウム (Li₃N) を生ずる。また、熱すると燃焼して酸化リチウム (Li₂O) になる。このため金属リチウムはアルゴン雰囲気下で取り扱う必要がある。

イオン化傾向が大きく、酸化還元電位は全元素中で最も低い −3.040V である。

生産

埋蔵量は推定で1100–1300万トンと見積もられている。主な生産国は、チリ、オーストラリア、中国、ロシア、アルゼンチン。

リチウムの産地は偏在しており、南米に多く埋蔵する。南米の多くの国は政情が不安定であり、また政権が欧米諸国に対し友好的ではない、資源開発企業の国有化の危険があるなどから、開発にはリスクが伴い開発が行われない地域がある。

埋蔵量の少なさと偏在性、ハイブリッドカーへの採用などリチウムイオン蓄電池の人気の高まりによっては、石油以上に厳しい制約資源となる可能性がある。

海水リチウムの抽出

海水中には2300億トンのリチウムが溶けており、事実上無限の埋蔵量をほこっている。海水リチウムを抽出するプラントが日本を中心に稼動しており、現状よりさらに低コストで採掘できるようになれば、リチウムの資源問題が解決する可能性がある。

用途

リチウムは大気中では容易に酸化され、単体金属として存在することは難しい。このため、単体の金属材料として利用されることよりも、軽量合金に用いたり、強力な還元剤または有機リチウム化合物の原料として用いられることが多い。リチウムは延性に欠けるので、試薬のリチウムワイヤーは1%程度のナトリウムを添加した合金である。

酸化還元電位が低く、密度が小さいため、電池電極とすれば起電力が高くエネルギー密度の大きい電池ができる。通常 3V 出力の一次電池（リチウム電池、負極に使用）、二次電池（リチウムイオン二次電池、リチウムイオンを使用）として利用される。

アルミニウムにリチウムを数%含有させた合金は軽さと強度の両方を兼ね備え、特に航空宇宙の分野でしばしば使用されるが、リサイクル性に難があるため一般には普及していない。

核融合発電および水素爆弾において、核融合反応の材料である三重水素を生成するために使用される。

化合物

代表的なリチウムの化合物として、以下のものが知られている。

• 窒化リチウム (Li₃N)
• 塩化リチウム (LiCl)
• ニオブ酸リチウム (LiNbO₃)
• フッ化リチウム　(LiF)
• 水素化リチウム　(LiH)
• 酸化リチウム　(Li₂O)
• 炭酸リチウム (Li₂CO₃)
• 六フッ化リン酸リチウム (LiPF₆)
• 過塩素酸リチウム (LiClO₄)

炭酸リチウムは結晶化耐熱ガラス（パイロセラム）、テレビのブラウン管、陶磁器の釉（うわぐすり）として利用され、水酸化リチウムが添加されたグリースが自動車・農機具・機械工具などの潤滑剤として市販されている。

医療用として炭酸リチウムが躁病および躁うつ病の躁状態の患者に処方される。また、うつ病や躁うつ病のうつ状態の患者に、抗うつ薬を補助するために応用的に処方される場合も多い。この場合、治療上有効とされる血中濃度と、中毒に陥る濃度との範囲が狭いため定期的に血液検査を行い適切な血中濃度に保たれているかを確認しなければならない。もっとも、医師が処方した通りに患者が正しく服用している限り危険な状態になることは少ないとされている。

関連項目

• リチウム塩 - 医薬品として利用される。
• リチウムの同位体

外部リンク

• リチウムと水の反応動画