Den lithium ( Li ) af naturlig oprindelse ( atomvægt : 6941 (2) u ) er til stede i naturen i form af to isotoper stabil 6 Li og 7 Li, hvor sidstnævnte er den mest rigelige (92,5%). Begge isotoper har lavere nuklear bindingsenergi pr. Nukleon end de to kemiske grundstoffer, der følger og går foran (henholdsvis beryllium og helium ) i elementernes periodiske system , hvilket betyder, at det er et af de eneste grundstoffer. Lysstabile kemikalier, der kan generere energi gennem nuklear fission . I 2011 var syv radioisotoper kendt og karakteriseret, hvor den mest stabile var 8 Li med en halveringstid på 838 ms og 9 Li med en halveringstid på 178,3 ms . Alle andre radioisotoper har en halveringstid på mindre end 8,6 ms . Den kortvarige radioisotop er 4 Li, der henfalder ved emission af protoner med en halveringstid på 7,580 43 × 10 −23 s .
Den 7 Li nuklid primordial , produceret i primordial nukleosyntese (en lille mængde 6 Li produceres også af stjerner ). Lithiumisotoper fraktioneres i det væsentlige under forskellige naturlige processer, for eksempel under mineraldannelse (kemisk udfældning), ved metabolisme og ved ionbytning . Lithiumioner erstatter magnesium og jern i de oktaedriske arrangementer af lermineraler , hvor 6 Li foretrækkes frem for 7 Li, hvilket får koncentrationen af den lettere isotop til at stige under hyperfiltrering og forvitring af klipper.
Naturligt lithium består af de to stabile isotoper 6 Li og 7 Li, hvor sidstnævnte er flertallet.
Isotop | Overflod
(molprocent) |
Vifte af variationer |
---|---|---|
6 Li | 7,59 (4)% | 7.714 - 7.225 |
7 Li | 92,41 (4)% | 92,275 - 92,786 |
Lithium 4 ( 4 Li) har en kerne, der består af tre protoner og en neutron . Det er lithiumets isotop med den korteste halveringstid (halveringstid på 9,1 × 10 −23 s ), og den henfalder ved emission af protoner til 3 He . Det kan dannes som et mellemprodukt i nogle nukleare fusionsreaktioner .
Lithium 5 ( 5 Li) har en kerne, der består af tre protoner og to neutroner . Dens levetid er kort (halveringstid på 370 × 10 −23 s ), og den henfalder ved emission af protoner til 4 He .
Lithium 6 ( 6 Li) er stabil og har en kerne, der består af tre protoner og tre neutroner . Det udgør ca. 7,5% af det lithium, der findes i naturen. Det er et valgmateriale til fremstilling af tritium , og det kan også tjene som en neutronabsorber i kernefusionsreaktioner . Store mængder på 6 Li er isotopisk fraktioneret til brug i atomvåben .
Lithium 7 ( 7 Li) er den mest almindelige stabile isotop af lithium (92,5%). Dens kerne består af tre protoner og fire neutroner .
Materiale brugt til produktion af 6 Li, udtømt i 6 Li og derfor beriget med 7 Li, er kommercielt tilgængeligt, og noget dumpes også i naturen. F.eks. Blev niveauer på 7 Li målt 35,4% højere end den sædvanlige hastighed i naturen i kulsyreholdigt grundvand under West Valley Creek i Pennsylvania , som er nedstrøms for et lithiumforarbejdningsanlæg. I materialet udtømt i 6 Li kan overfladen af denne isotop reduceres til 80% af dens normale værdi, hvilket giver den en atommasse, der varierer mellem 6,94 u og 6,99 u . Således afhænger den isotopiske sammensætning af lithium meget af dens oprindelse, og en nøjagtig måling af den relative atommasse kan ikke gives for alle prøver generelt.
Den 7 Li anvendes i form af lithiumfluorid , et opløsningsmiddel anvendt i kernereaktorer fluoreret smeltede salte . På grund af den store forskel mellem tværsnittet for neutronabsorption af 6 Li (941 stalde , termisk), som er særlig høj, og den for 7 Li (0,045 stalde, termisk), som er meget lavere, er det vigtigt at lave en adskillelse streng lithium isotop i denne sammenhæng.
Den lithiumhydroxid 7 anvendes også til alkaliseringen af kølemidlet i trykvandsreaktorer .
Lithium 8 ( 8 Li) er en radioisotop af lithium med en halveringstid på 840 ms. Dens kerne består formelt af tre protoner og fem neutroner, men den har faktisk en halokernerlignende struktur : dens kerne består af to protoner og to neutroner (en helium 4- kerne ) omgivet af en "halo". »Lavet op af en proton og tre neutroner. Det henfalder ved β- henfald efterfulgt af fission i to atomer på 4 He.
Lithium 9 ( 9 Li) er en radioisotop af lithium med en halveringstid på 178 ms. Dens kerne består af tre protoner og seks neutroner. Det henfalder ved β- henfald i beryllium 9 , efterfulgt af 50,8% af tiden ved neutronemission til dannelse af beryllium 8 .
Lithium 11 ( 11 Li) er en radioisotop af lithium med en halveringstid på 8,75 ms. Dens kerne består formelt af tre protoner og otte neutroner, men den har faktisk en halo-kernelignende struktur : dens kerne består af tre protoner og seks neutroner (en lithium 9- kerne ), omgivet af en "halo". ” Bestående af to neutroner. Den har således en usædvanlig stor kernevolumen, der kan sammenlignes med den for 208 Pb . Det henfalder ved β- henfald til beryllium 11, som derefter også henfalder, hovedsageligt til beryllium 10 ved neutronemission .
Isotop symbol |
Z ( p ) | N ( n ) | isotopisk masse (u) | Halvt liv | Forfaldstilstand (er) |
Isotop (er) -son | Nukleart spin |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Spændingsenergi | |||||||
4 Li | 3 | 1 | 4.027 19 (23) | 91 (9) × 10 −24 s [ 6,03 MeV ] |
s | 3 Han | 2- |
5 Li | 3 | 2 | 5,012 54 (5) | 370 (30) × 10 −24 s [~ 1,5 MeV ] |
s | 4 Han | 3 / 2- |
6 Li | 3 | 3 | 6,015 122 795 (16) | Stabil | 1+ | ||
7 Li | 3 | 4 | 7.016 004 55 (8) | Stabil | 3 / 2- | ||
8 Li | 3 | 5 | 8,022 487 36 (10) | 840,3 (9) ms | β - , fission | 2 4 Han | 2+ |
9 Li | 3 | 6 | 9.026 789 5 (21) | 178,3 (4) ms | β - , n (50,8%) | 8 Vær | 3 / 2- |
β - (49,2%) | 9 Vær | ||||||
10 Li | 3 | 7 | 10.035 481 (16) | 2,0 (5) × 10 −21 s [1,2 (3) MeV ] |
ikke | 9 Li | (1-, 2-) |
10m1 Li | 200 (40) keV | 3,7 (15) × 10 −21 s | 1+ | ||||
10m2 Li | 480 (40) keV | 1,35 (24) × 10 −21 s | 2+ | ||||
11 Li | 3 | 8 | 11.043 798 (21) | 8,75 (14) ms | β - , n (84,9%) | 10 Vær | 3 / 2- |
β - (8,07%) | 11 Vær | ||||||
β - , 2n (4,1%) | 9 Vær | ||||||
β - , 3n (1,9%) | 8 Vær | ||||||
β - , fission (1,0%) | 7 Han, 4 Han | ||||||
β - , fission (0,014%) | 8 Li, 3 H | ||||||
β - , fission (0,013%) | 9 Li, 2 H | ||||||
12 Li | 3 | 9 | 12.053 78 (107) # | <10 ns | ikke | 11 Li |
1 | H | Hej | ||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | ||||||||||||||||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||
4 | K | Det | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Es | Se | Br | Kr | ||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | jeg | Xe | ||||||||||||||
6 | Cs | Ba | Det | Det her | Pr | Nd | Om eftermiddagen | Sm | Havde | Gd | TB | D y | Ho | Er | Tm | Yb | Læs | Hf | Dit | W | Re | Knogle | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne det | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Ingen | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |