ليثيوم Li

الاكتشاف

في عام 1817 حلّل الكيميائي السويدي يوهان أوغست أرفيدسون، الذي كان يعمل في مختبر يونس ياكوب برزيليوس، معدن البيتاليت المأخوذ من جزيرة أوتو، فوجد أن جزءًا منه يسلك سلوك القلويات لكنه لا يطابق الصوديوم ولا البوتاسيوم. لقد اكتشف عنصرًا جديدًا، وإن لم يتمكن من عزل الفلز.

حصل ويليام توماس براند على أولى العينات الصغيرة من الليثيوم الفلزي نحو عام 1821 بإمرار تيار كهربائي في أكسيد الليثيوم. وفي عام 1855 أنتج روبرت بنزن وأوغسطس ماتيسن كميات أكبر بالتحليل الكهربائي لكلوريد الليثيوم المصهور، وهي الطريقة الأساسية المستخدمة حتى اليوم. وبقي الليثيوم نحو قرن فلزًا صناعيًا ثانويًا، إلى أن أوجدت برامج الأسلحة النووية وشحوم التزليق ثم بطاريات أيونات الليثيوم طلبًا هائلًا عليه.

أصل التسمية

اقترح برزيليوس الاسم من الكلمة اليونانية lithos ومعناها الحجر، لأن الليثيوم وُجد في معدن، في حين عُرف الصوديوم والبوتاسيوم أول الأمر من رماد النباتات. والرمز Li مأخوذ من أول حرفين.

أهم الاستخدامات

• البطاريات: تهيمن خلايا أيونات الليثيوم وبوليمر الليثيوم على الإلكترونيات المحمولة والمركبات الكهربائية، وتشغّل الخلايا الأولية الليثيومية الساعات والأجهزة الطبية المزروعة.
• الزجاج والخزف: تخفض مركبات الليثيوم درجات الانصهار، وتُصنع منها أواني طهي مقاومة للحرارة وأسطح طهي من الزجاج الخزفي.
• الشحوم: تُكثّف صوابين الليثيوم شحوم التزليق التي تعمل في نطاق واسع من درجات الحرارة.
• السبائك: توفّر سبائك الألومنيوم والليثيوم الوزن في هياكل الطائرات.
• الطب: يُستخدم كربونات الليثيوم منذ منتصف القرن العشرين مثبّتًا للمزاج في علاج الاضطراب ثنائي القطب، تحت مراقبة طبية دقيقة.

النظائر

يتكون الليثيوم الطبيعي من نظيرين مستقرين: الليثيوم-7 بنسبة 92 إلى 95 في المئة تقريبًا، والليثيوم-6 بما تبقى. يلتقط الليثيوم-6 النيوترونات بسهولة وينتج التريتيوم، ما يجعله مهمًا في التقنية النووية وفي تصميم مفاعلات الاندماج المستقبلية. ويُستخدم الليثيوم-7 في بعض مبرّدات المفاعلات. أما نظائر الليثيوم المشعة فكلها قصيرة العمر جدًا. والليثيوم أيضًا من العناصر القليلة التي تكوّنت في الانفجار العظيم، والكمية المقيسة من الليثيوم-7 في النجوم القديمة أقل مما تتنبأ به النماذج، وهو لغز يُعرف بمشكلة الليثيوم الكونية.

في الحياة اليومية

يتفاعل الليثيوم مع الماء محررًا الهيدروجين، وإن كان أقل عنفًا من الصوديوم، ويُحفظ تحت الزيت أو في غاز خامل. وقد تشتعل بطاريات أيونات الليثيوم التالفة أو المفرطة السخونة، ولهذا تقيّد شركات الطيران حمل البطاريات الاحتياطية في الأمتعة المشحونة.

الليثيوم ليس عنصرًا غذائيًا أساسيًا، لكن آثارًا منه توجد في مياه الشرب. ويأتي معظم إمداد العالم من مناجم الصخور الصلبة في أستراليا ومن البحيرات الملحية في السبخات الملحية في تشيلي والأرجنتين وبوليفيا.