ЛІТІЙ

ЛІТІЙ (Li, Lithium < грец. lithos — камінь) — хімічний елемент групи періодичної системи Д.І. Менделєєва, належить до лужних металів, ат. н. 3, ат. м. 6,941. Складається з двох стабільних ізотопів ⁶Li (7,52%) та ⁷Li (92,48%). Конфігурація зовнішньої електричної оболонки 2s¹, с.о. +1, енергія іонізації Li⁰ → Li⁺ 5,391 еВ; спорідненість до електрона 0,598 еВ; електронегативність за Полінгом 0,95; ат. радіус 0,157 нм, іонний радіус Li⁺ (у дужках вказані координаційні числа) 0,073 нм (4), 0,090 нм (6), 0,106 нм (8).

Вміст Л. у земній корі 6,5·10^–3% за масою. Основні мінерали — сподумен, лепідоліт, петаліт. Загальні запаси Li₂O у надрах і водах зарубіжних країн, за винятком Світового океану, становлять близько 24 млн т (Росія, США, Канада, Чилі, Зімбабве, Бразилія, Намібія).

Л. — сріблясто-білий, найлегший із металів, густина 0,534 г/см³, T_пл=180,5 °С. Хімічні реакції Л. проходять менш енергійно, ніж у інших лужних металів. З абсолютно сухим повітрям він практично не реагує при кімнатній температурі і окиснюється в ньому лише при нагріванні. У вологому повітрі утворює переважно Li₃N, при вологості повітря більше 80% — LiOH та Li₂CO₃. Із сухим О₂ при кімнатній температурі не реагує, при нагріванні горить блакитним полум’ям із утворенням Li₂O. З водою реагує, утворюючи LiOH та Н₂ без плавлення та спалаху, а розплав Л. при контакті з водою вибухає. Л. безпосередньо реагує з F₂, Cl₂, Br₂, а при нагріванні — з І₂. З розведеними кислотами бурхливо взаємодіє, утворюючи солі та Н₂. З рідким NH₃ повільно реагує, утворюючи LiNH₂ та Н₂. З Н₂ при 500 °С дає літію гідрид LiH. Л. започатковує ряд напруг, його нормальний потенціал — 3,02 В, електродний потенціал Л. у розплаві — 2,1 В. Пара Л. забарвлює полум’я у карміново-червоний колір. У всіх відомих сполуках Л. одновалентний. Іон Л. характеризується найбільшим коефіцієнтом поляризації (1,64) та найменшим коефіцієнтом поляризованості (0,075) серед усіх лужних металів, це визначає особливе положення Л. серед них і його подібність до лужноземельних металів, особливо до магнію, іонний радіус якого (0,74 А) лише незначно відрізняється від іонного радіуса Л. У водному розчині Л. гідратований більше, ніж іони інших лужних елементів і має найбільший радіус та найменшу рухливість. Оксигенвмісні сполуки Л. з азотом — літію нітрат та нітрит LiNO₂, який може бути одержаний відновленням нітрату і є легкорозчинною у воді та абсолютному спирті сполукою, що розкладається при 185 °С (до плавлення). Із фосфором Л. безпосередньо не реагує, фосфід змінного складу (Li_nPm) утворюється внаслідок взаємодії карбіду Л. з парою фосфору. Л. утворює численні середні та кислі солі з фосфатними кислотами. Найважливішою сполукою є Л. ортофосфат (Li₃PO₄) — одна із найменш розчинних солей Л., використовується для вилучення Л. із розчинів малих концентрацій (маточників літієвих виробництв). При нагріванні Л. легко реагує з графітом, утворюючи карбід Li₂C₂, похідний ацетилену; Li₂C₂ одержують відновленням Л. карбонату вугіллям в електричній печі або з елементів у вакуумі.

Карбід Л. — сильний відновник, дисоціює при нагріванні на Л. та графіт. При нагріванні надлишку Л. з кремнієм утворюється Л. силіцид, склад якого нез’ясований. При 600 °С у вакуумі силіцид Л. розкладається на вихідні компоненти. При температурі червоного шару Л. силіцид легко відновлює Fe, Mn, Al із їх оксидів. Л. — компонент численних сплавів. З деякими металами (Mg, Zn, Al) він утворює тверді розчини значної концентрації, з багатьма металами (Al, Zn, Mg, Cd, Hg, Tl, Pb, Bi, Ag, Sn) — інтерметаліди. Останні часто характеризуються високою твердістю і тугоплавкістю, незначно змінюються на повітрі, для деяких характерні напівпровідникові властивості. На сьогодні вивчені бінарні системи, утворені Л. більше ніж з 30 елементами. Технічне значення мають сплави Л. з Al, Mg, Pb, Zn, Cu, та Ca. Вміст Л. у більшості сплавів невеликий; додавання близько 1% Li покращує властивості основного металу, надаючи йому в’язкості або твердості та корозійної стійкості. Руди Л. містять 0,25–3,0% Л. оксиду, тому вимагають збагачення з метою одержання концентратів промислових мінералів. Мінерали Л., залежно від складу, обробляють H₂SO₄ (кислотний спосіб), K₂SO₄ (сольовий спосіб), СаСО₃ та СаСІ₂ (лужно-сольовий спосіб). Усі ці методи, окрім лужного, передбачають одержання готового продукту у вигляді Li₂CO₃, який є джерелом для синтезу інших сполук. Металічний Л. одержують електролізом розплавлення cуміші LiCl та KCl (або BaCl₂) з очищенням від домішок вакуумною дистиляцією, ректифікацією чи зонною плавкою. Якісно Л. виявляють за карміново-червоним забарвленням полум’я, леткими сполуками Л. та за найбільш чітко вираженими спектральними лініями Л.: 670,78 і 610,36 нм. Кількісно Л. визначають полум’яно-фотометричним, спектрографічним та гравіметричним методами.

Л. використовують у виробництві анодів для хімічних джерел струму на основі неводних і твердих електролітів, як компонент сплавів з Mg та Al, антифрикційних сплавів (бабітів), сплавів із Si для виготовлення холодних катодів у електровакуумних приладах; для розкиснення, дегазації, модифікування та рафінування Сu, мідних, цинкових, нікелевих сплавів з метою покращання їх структури та підвищення електричної провідності; як каталізатор полімеризації (напр. ізопрену), ацетилювання та ін. Рідкий Л. — теплоносій у ядерних реакторах. Ізотоп ⁶Li використовують для одержання тритію за реакцією:

⁶₃Li + ¹₀n = ³₁H + ⁴₂He.

Л. широко використовують у силікатній промисловості, в якій застосовуються спеціально одержані сполуки Л. (алюмінат, кобальтат, манганат, молібдат, силікат, титанат, цирконат, метаборат та ін.), а також фторид і карбонат. Л. та його сполуки використовують у виробництві каталізаторів і стабілізаторів пластмас, у техніці очищення газів, текстильній промисловості (вибілювання тканин, просякнення тканин з метою водонепроникності), харчовій промисловості (консервування м’яса, виготовлення напоїв), сільському господарстві (інсектициди, фунгіциди, стимулятори росту рослин). Досить широко використовуються сполуки Л. також у виробництві фармацевтичних препаратів і косметичної продукції.

Вплив сполук Л. на організм людини мало з’ясований. Л. входить до деяких органів і м’язів. Виявлено накопичення Л. у м’язах при скороченні міокарда серця. Здатність бензоату Л. утворювати з сечовою кислотою розчинні солі, які легко виводяться із організму, використовують для видалення каменів із нирок.

Високі концентрації Л. викликають денатурацію білків унаслідок прямої дії на пептидні зв’язки та за рахунок зневоднення. Л. бере участь у метаболізмі нітрогенвмісних сполук, в т.ч. білків і генетично зв’язаних з ними нуклеїнових кислот. Л. — біогенний елемент, оскільки він суттєво впливає на набухання і відбухання колоїдів протоплазми та на ступінь упорядкування структури води. Л. нейтралізує негативний заряд фосфатної групи ДНК і сприяє тим самим стабілізації її вторинної структури. Сполуки Л. використовуються в медицині як психотропні препарати. Вони впливають також на мікрофлору ґрунту, захищають, напр. пшеницю від борошнистої роси та іржі. Овочі, що містять Л.: столовий буряк, кабачки, редька чорна, морква, картопля, а з круп — пшоно.

У медичній практиці як антидепресант застосовують Л. карбонат (Lithii karbоnas): Li₂CO₃. Солі Л. знижують гостре маніакальне збудження. Ефект психотропного впливу зумовлений впливом Л. на нейрохімічні процеси головного мозку, а також покращанням транспорту іонів Натрію у нервових та м’язових клітинах. Л. — антагоніст Натрію. Під його впливом посилюється внутрішньоклітинне дезамінування норадреналіну та зменшується кількість вільного норадреналіну, який знижує вміст серотоніну у великих півкулях головного мозку. Іони Л. підвищують чутливість нейронів гіпокампу до дії дофаміну. Він знижує інтенсивність клітинного дихання нейронів і пригнічує активність нейрональних дегідрогеназ. Цей процес найбільше виражений в емоціогенних структурах лімбічної системи.

Солі Л. застосовують при маніакально-депресивному психозі, шизофренії, хронічному алкоголізмі, епілепсії, депресивних станах різного генезу, функціональних психічних розладах. До ЛП пролонгованої дії, що містять Л. карбонат, належить «Мікаліт». Ноотропну дію виявляє оксибутират літію. За хімічною структурою Л. оксибутират (Litii oxybutyras) є літієвим аналогом натрій оксибутирату:

Лікувальна дія препарату пов’язана з наявністю у молекулі іона Л. Препарат має також елементи активності, характерні для оксибутират-іона: спричиняє седативну дію. Порівняно з Л. карбонатом Л. оксибутират більш активний, але менш токсичний. Оскільки препарат розчинний, його можна вводити в/м. Застосовують Л. оксибутират, як і Л. карбонат, при гіпоманіакальних і маніакальних станах та для профілактики нападів афективних розладів, а також при психопатіях, неврозах.

Лекарственные препараты Украины 1999–2000: В 3 т. — Х., 1999. — Т. 2; Справочник Видаль. Лекарственные препараты в России. — М., 1995; Тринус Ф.П. Фармакотерапевтический справочник. — К., 1989; Чекман И.С., Пелащук Ф.П., Пятак О.А. и др. Справочник по клинической фармакологии. — К., 1987.