الليثيوم مادة صلبة عند درجة حرارة الغرفة القياسية والضغط الجوي. وهو معدن ناعم، أبيض فضي، شديد التفاعل وقابل للاشتعال، ومنخفض الكثافة. عند درجات الحرارة المرتفعة، يمكن أن يذوب الليثيوم ويتحول إلى سائل.
حسنًا، كانت تلك مجرد إجابة بسيطة. ولكن هناك بعض الأشياء الإضافية التي يجب معرفتها حول هذا الموضوع والتي ستجعل مفهومك واضحًا للغاية.
لذلك دعونا ننتقل مباشرة إلى ذلك.
الوجبات السريعة الرئيسية: هل الليثيوم صلب أم سائل أم غاز؟
- يوجد الليثيوم كمادة صلبة في درجة حرارة الغرفة بسبب نقطة انصهاره العالية وروابطه المعدنية القوية.
- يمكن أن يتواجد الليثيوم في الحالة السائلة إذا تم تسخينه فوق درجة انصهاره.
- يحتوي الليثيوم الصلب والسائل على ترتيبات جزيئية مختلفة، وخصائص فيزيائية، وتفاعلية ، ونقاط انصهار/غليان مختلفة .
- الليثيوم السائل شديد التفاعل ويجب التعامل معه بحذر شديد.
لماذا يوجد الليثيوم في صورة صلبة في درجة حرارة الغرفة؟
يوجد الليثيوم كمادة صلبة في درجة حرارة الغرفة لأنه يحتوي على نقطة انصهار عالية نسبيًا تبلغ 180.5 درجة مئوية (356.9 درجة فهرنهايت) ونقطة غليان منخفضة تبلغ 1342 درجة مئوية (2448 درجة فهرنهايت). وهذا يعني أنه في درجة حرارة الغرفة (حوالي 25 درجة مئوية أو 77 درجة فهرنهايت)، يبقى الليثيوم في حالة صلبة.
يتم تفسير نقطة انصهار الليثيوم العالية من خلال روابطها المعدنية القوية. تحتوي ذرات الليثيوم على إلكترون تكافؤ واحد، والذي يُفقد بسهولة ليشكل أيونًا موجب الشحنة. عندما تتجمع العديد من ذرات الليثيوم معًا، فإنها تشكل بنية شبكية يتم فيها ربط الأيونات الموجبة الشحنة معًا بواسطة بحر من الإلكترونات غير المتمركزة. هذه الرابطة المعدنية قوية وتتطلب قدرًا كبيرًا من الطاقة لكسرها، مما يؤدي إلى نقطة انصهار عالية.
بالإضافة إلى ذلك، يتمتع الليثيوم بنصف قطر ذري منخفض ووزن ذري منخفض، مما يساهم في حالته الصلبة في درجة حرارة الغرفة. تميل الذرات ذات الأقطار الأصغر إلى أن تكون لها روابط أقوى بسبب زيادة جاذبيتها الكهروستاتيكية، بينما تؤدي الأوزان الذرية المنخفضة إلى قوى فان دير فالس الأضعف بين الذرات، والتي يمكن أن تعزز التميع. كل هذه العوامل مجتمعة تساعد في تفسير سبب صلابة الليثيوم في درجة حرارة الغرفة.
هل يوجد الليثيوم في الحالة السائلة؟
نعم يمكن أن يتواجد الليثيوم في الحالة السائلة. الليثيوم لديه نقطة انصهار تبلغ 180.5 درجة مئوية (356.9 درجة فهرنهايت) ونقطة غليان تبلغ 1342 درجة مئوية (2448 درجة فهرنهايت)، لذلك إذا تم تسخينه فوق نقطة انصهاره، فسوف يذوب ويصبح سائلاً. وبالمثل، إذا تم تسخينه فوق نقطة الغليان، فإنه يتبخر ويتحول إلى غاز.
في الواقع، يُستخدم الليثيوم بشكل شائع في شكل سائل في بعض التطبيقات الصناعية والعلمية. على سبيل المثال، يتم استخدامه كمبرد في بعض المفاعلات النووية بسبب موصليته الحرارية العالية ومقطعه العرضي المنخفض لالتقاط النيوترونات.
كيف يختلف الليثيوم الصلب عن الليثيوم السائل؟
هناك عدة اختلافات رئيسية بين الليثيوم الصلب والليثيوم السائل:
- الترتيب الجزيئي: في الليثيوم الصلب، يتم ترتيب ذرات الليثيوم في بنية شبكية بلورية منتظمة، حيث ترتبط كل ذرة ليثيوم بالذرات المجاورة لها بنمط ثابت. في الليثيوم السائل، لا يتم ترتيب الذرات في نمط ثابت ولكنها حرة في الحركة والتفاعل مع بعضها البعض.
- الخواص الفيزيائية: الليثيوم الصلب مادة صلبة وكثيفة وهشة ولها بريق معدني. وهو موصل جيد للحرارة والكهرباء. في المقابل، الليثيوم السائل عبارة عن معدن كثيف ذو لون أبيض فضي يتدفق بحرية وله لزوجة أقل من العديد من المعادن الأخرى. كما أنه موصل ممتاز للحرارة والكهرباء.
- التفاعلية: الليثيوم الصلب شديد التفاعل ويمكن أن يتفاعل بسهولة مع الهواء أو الماء لتكوين أكسيد الليثيوم وهيدروكسيد الليثيوم، على التوالي. في المقابل، يعتبر الليثيوم السائل أكثر تفاعلًا ويجب التعامل معه بحذر شديد، حيث يمكن أن يتفاعل بعنف مع الهواء أو الماء، مما قد يؤدي إلى حدوث انفجارات أو حرائق.
- نقاط الانصهار والغليان: الليثيوم الصلب لديه نقطة انصهار تبلغ 180.5 درجة مئوية (356.9 درجة فهرنهايت) ونقطة غليان تبلغ 1342 درجة مئوية (2448 درجة فهرنهايت). وفي المقابل، لا يتمتع الليثيوم السائل بنقطة انصهار أو غليان ثابتة، حيث تتغير خصائصه بتغير درجة الحرارة والضغط. ومع ذلك، فإنه يبقى بشكل عام سائلاً عند درجات حرارة أعلى من 180.5 درجة مئوية.
قراءة متعمقة
هل المغنيسيوم مادة صلبة أم سائلة أم غازية؟
هل النيتروجين مادة صلبة أم سائلة أم غازية؟
هل النيون مادة صلبة أم سائلة أم غازية؟
هل الكربون معدن أم غير معدني أم شبه فلز؟
هل النيتروجين معدن أم غير معدن؟