Lithium

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Lithium
Image illustrative de l’article Lithium
Lithium flottant dans de la paraffine.
HéliumLithiumBéryllium
H
 Structure cristalline cubique centrée
 
3
Li
 
        
        
                  
                  
                                
                                
  
                      
Li
Na
Tableau completTableau étendu
Position dans le tableau périodique
SymboleLi
NomLithium
Numéro atomique3
Groupe1
Période2e période
BlocBloc s
Famille d'élémentsMétal alcalin
Configuration électronique[He] 2s1
Électrons par niveau d’énergie2, 1
Propriétés atomiques de l'élément
Masse atomique6,941 ± 0,002 u[1]
Rayon atomique (calc)145 pm (167 pm)
Rayon de covalence128 ± 7 pm[2]
Rayon de van der Waals182 pm
État(s) d’oxydation+1
Électronégativité (Pauling)0,98
Oxydebase forte
Énergies d’ionisation[3]
1re : 5,391719 eV2e : 75,6400 eV
3e : 122,45429 eV
Isotopes les plus stables
Iso AN Période MD Ed PD
MeV
6Li7,5 %stable avec 3 neutrons
7Li92,5 %stable avec 4 neutrons
8Li{syn.}0,838 sβ-168Be
Propriétés physiques du corps simple
État ordinaireSolide diamagnétique
Masse volumique0,534 g·cm-3 (20 °C)[1]
Système cristallinCubique centré
Dureté0,6
CouleurBlanc argenté / gris
Point de fusion180,5 °C[1]
Point d’ébullition1 342 °C[1]
Énergie de fusion3 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation145,92 kJ·mol-1
Température critique3 223 °C[4]
Pression critique68,9 MPa[4]
Volume critique66 cm3·mol-1[4]
Volume molaire13,02×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur1,63×10-8 Pa
à 180,54 °C
Vitesse du son6 000 m·s-1 à 20 °C
Chaleur massique3 582 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique10,8×106 S·m-1
Conductivité thermique84,7 W·m-1·K-1
Divers
No CAS7439-93-2
No EINECS231-102-5
Précautions
SGH[5],[6]
SGH02 : InflammableSGH05 : Corrosif
Danger
H260, H314, EUH014, P223, P231, P232, P280, P305, P338, P351, P370, P378, P422,
SIMDUT[7]
B6 : Matière réactive inflammableE : Matière corrosive
B6, E,
Transport[8]
X423
   1415   
Directive 67/548/EEC[8],[6]
Corrosif
C
Facilement inflammable
F



Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le lithium est l'élément chimique de numéro atomique 3, de symbole Li. C'est un métal alcalin, situé dans le premier groupe du tableau périodique des éléments.

Les noyaux des deux isotopes stables du lithium (6Li et 7Li) comptent parmi les noyaux atomiques ayant l'énergie de liaison par nucléon la plus faible de tous les isotopes stables, ce qui signifie que ces noyaux sont en fait assez peu stables comparés à ceux des autres éléments légers. C'est pourquoi ils peuvent être utilisés dans des réactions de fission nucléaire comme de fusion nucléaire. C'est également la raison pour laquelle le lithium est moins abondant dans le système solaire que 25 des 32 éléments chimiques les plus légers[9]. Sa surabondance relative dans la nature par rapport aux prédictions des seules nucléosynthèses primordiale et stellaire s'explique en fait par sa nucléosynthèse interstellaire (phénomène de spallation cosmique) par bombardement d'éléments plus lourds par des rayons cosmiques.

Le lithium joue un rôle important en physique nucléaire. La transmutation d'atomes de lithium en tritium a été la première réaction de fusion nucléaire artificielle, et le deutérure de lithium est le combustible de la bombe H.

Le lithium pur est un métal mou, de couleur gris argenté, qui se ternit et s'oxyde très rapidement au contact de l'air et de l'eau, prenant une teinte gris foncé virant rapidement à l'anthracite et au noir. C'est l'élément solide le plus léger. Comme les autres métaux alcalins, le lithium métallique réagit facilement avec l'air et avec l'eau. Il est pour cette raison conservé dans de l'huile minérale pour le préserver de l'air.

Le lithium est utilisé par l'industrie du verre et des céramiques, pour produire des piles et batteries rechargeables ou à haute-tension, des lubrifiants spéciaux, le traitement de l'air vicié par le CO2, par la métallurgie et l'industrie du caoutchouc et des thermoplastiques, la chimie fine, la production d'alliages.

Très réactif, le lithium n'existe pas à l'état natif dans le milieu naturel, mais uniquement sous la forme de composés ioniques. On l'extrait de roches de type pegmatite, ainsi que d'argiles et de saumures. L'élément chimique est utilisé le plus souvent directement à partir des concentrés miniers. Pour l'obtenir industriellement à l'état métallique, on utilise la technique de l'électrolyse en sel fondu (55 % LiCl et 45 % KCl, à 400 °C).

Les réserves mondiales de lithium étaient estimées par l'USGS à 13 millions de tonnes à la fin de 2010, dont 58 % en Bolivie et 27 % en Chine. En janvier 2018, cette estimation de l'USGS était passée à 16 millions de tonnes, et l'ensemble des ressources identifiées à 53,8 millions de tonnes. La production mondiale, quant à elle, s'est élevée à 43 000 tonnes en 2017, hors États-Unis (dont les données ne sont pas rendues publiques par l'USGS), assurée essentiellement par l'Australie (43 %), le Chili (33 %), l'Argentine (13 %) et la Chine (7 %).

Le lithium est présent à l'état de traces dans les océans et chez tous les êtres vivants. Il ne semble pas avoir de rôle biologique notable car les animaux et les végétaux peuvent vivre en bonne santé dans un milieu dépourvu de lithium. Les éventuelles fonctions non vitales du lithium n'ont pas non plus été élucidées, cependant l'administration d'ions Li+ sous forme de sels de lithium s'est révélée efficace comme thymorégulateur, notamment en cas de trouble bipolaire[10].

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