リチウム Li

発見の歴史

1817年、イェンス・ヤコブ・ベルセリウスの研究室で働いていたスウェーデンの化学者ユーハン・アウグスト・アルフェドソンは、ウーテ島産の鉱物ペタライトを分析し、その一部がアルカリのようにふるまうのに、ナトリウムともカリウムとも一致しないことに気づきました。彼は新しい元素を発見したのですが、金属として単離することはできませんでした。

金属リチウムの最初の小さな試料は、1821年ごろにウィリアム・トーマス・ブランドが酸化リチウムに電流を流して得たものです。1855年にはロベルト・ブンゼンとオーガスタス・マシーセンが、溶融した塩化リチウムを電気分解してより多くの量を得ました。これは今日も使われている基本的な製法です。その後およそ1世紀のあいだ、リチウムは工業的にはマイナーな金属にとどまりましたが、核兵器計画、潤滑グリース、そして最終的にはリチウムイオン電池が莫大な需要を生み出しました。

名前の由来

ベルセリウスは、石を意味するギリシャ語 lithos からこの名前を提案しました。ナトリウムやカリウムが最初は植物の灰から知られていたのに対し、リチウムは鉱物の中から見つかったからです。元素記号 Li は最初の2文字から取られています。

主な用途

• 電池: リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池は、携帯電子機器と電気自動車の主流です。リチウム一次電池は腕時計や医療用インプラントの電源になっています。
• ガラスとセラミックス: リチウム化合物は融解温度を下げ、耐熱性の調理器具やガラスセラミック製のコンロ天板をつくります。
• グリース: リチウム石けんは、広い温度範囲で使える潤滑グリースの増ちょう剤になります。
• 合金: アルミニウム・リチウム合金は航空機の構造を軽量化します。
• 医療: 炭酸リチウムは20世紀半ばから、慎重な医学的管理のもとで双極性障害の気分安定薬として使われています。

同位体

天然のリチウムは2つの安定同位体からなります。約92〜95%を占める リチウム7 と、残りの リチウム6 です。リチウム6は中性子を捕獲しやすく、三重水素を生み出すため、原子力技術や将来の核融合炉の設計で重要です。リチウム7は一部の原子炉の冷却材に使われます。リチウムの放射性同位体はどれも非常に短寿命です。リチウムはビッグバンでつくられた数少ない元素のひとつでもありますが、古い恒星で測定されるリチウム7の量は理論モデルの予測より少なく、これは「宇宙論的リチウム問題」と呼ばれる謎になっています。

身近なところで

リチウムは水と反応して水素を発生しますが、その反応はナトリウムほど激しくはありません。油や不活性ガスの中で保管されます。損傷したり過熱したりしたリチウムイオン電池は発火することがあり、そのため航空会社は予備の電池を預け入れ荷物に入れることを制限しています。

リチウムは必須栄養素ではありませんが、飲料水にもごく微量含まれています。世界の供給の大部分は、オーストラリアの硬岩鉱山と、チリ・アルゼンチン・ボリビアの塩原にある塩湖のかん水から得られています。