리튬은 표준 실온 및 대기압에서 고체입니다. 부드럽고 은백색의 금속으로 반응성이 높고 가연성이 높으며 밀도가 낮습니다. 고온에서 리튬은 녹아 액체가 될 수 있습니다.
뭐, 그냥 간단한 대답이었습니다. 하지만 이 주제에 대해 개념을 매우 명확하게 하기 위해 알아야 할 몇 가지 사항이 더 있습니다.
그럼 바로 시작해 보겠습니다.
리튬이 실온에서 고체 형태로 존재하는 이유는 무엇입니까?
리튬은 녹는점이 180.5°C(356.9°F)로 비교적 높고 끓는점이 1,342°C(2,448°F)로 낮기 때문에 실온에서 고체로 존재합니다. 이는 실온(약 25°C 또는 77°F)에서 리튬이 고체 상태로 유지된다는 것을 의미합니다.
리튬의 높은 융점은 강한 금속 결합으로 설명됩니다. 리튬 원자에는 하나의 원자가 전자가 있는데, 이는 쉽게 양전하를 띤 이온을 형성하기 위해 손실됩니다. 많은 리튬 원자가 모이면 비편재화된 전자 바다에 의해 양으로 하전된 이온이 함께 결합되는 네트워크 구조를 형성합니다. 이 금속 결합은 강하고 끊어지려면 상당한 양의 에너지가 필요하므로 녹는점이 높아집니다.
또한 리튬은 원자 반경과 원자량이 작아 실온에서 고체 상태를 유지합니다. 반경이 더 작은 원자는 증가된 정전기적 인력으로 인해 더 강한 결합을 갖는 경향이 있는 반면, 낮은 원자량은 원자 사이의 반 데르 발스 힘이 약해져서 액화를 촉진할 수 있습니다. 이러한 모든 요소가 결합되어 리튬이 실온에서 고체인 이유를 설명하는 데 도움이 됩니다.
리튬은 액체 상태로 존재하나요?
예, 리튬은 액체 상태로 존재할 수 있습니다. 리튬의 녹는점은 180.5°C(356.9°F)이고 끓는점은 1,342°C(2,448°F)이므로 녹는점 이상으로 가열하면 녹아 액체가 됩니다. 마찬가지로 끓는점 이상으로 가열하면 증발하여 기체가 됩니다.
실제로 리튬은 일부 산업 및 과학 응용 분야에서 일반적으로 액체 형태로 사용됩니다. 예를 들어, 열 전도성이 높고 중성자 포획 단면적이 낮기 때문에 일부 원자로에서 냉각제로 사용됩니다.
리튬은 또한 전기 에너지를 생성하기 위해 양극과 양극 사이의 리튬 이온 이동에 의존하는 리튬 이온 배터리와 같은 특정 유형의 배터리의 구성 요소로도 사용됩니다.
그러나 순수한 액체 리튬은 반응성이 매우 높고 공기나 물과 격렬하게 반응할 수 있기 때문에 이러한 특수 용도 외에는 일반적으로 접할 수 없습니다.
고체 리튬은 액체 리튬과 어떻게 다릅니까?
고체 리튬과 액체 리튬에는 몇 가지 주요 차이점이 있습니다.
- 분자 배열: 고체 리튬에서 리튬 원자는 규칙적인 결정 격자 구조로 배열되어 있으며, 각 리튬 원자는 고정된 패턴으로 이웃 원자와 결합되어 있습니다. 액체 리튬에서는 원자가 고정된 패턴으로 배열되지 않고 자유롭게 움직이며 서로 상호 작용합니다.
- 물리적 특성: 고체 리튬은 금속 광택을 지닌 단단하고 조밀하며 부서지기 쉬운 물질입니다. 열과 전기의 좋은 전도체이다. 대조적으로, 액체 리튬은 자유롭게 흐르는 조밀한 은백색 금속이며 다른 많은 금속보다 점도가 낮습니다. 또한 열과 전기의 우수한 전도체이기도 합니다.
- 반응성: 고체 리튬은 반응성이 매우 높으며 공기나 물과 쉽게 반응하여 각각 산화리튬과 수산화리튬을 형성할 수 있습니다. 반면, 액체 리튬은 반응성이 훨씬 더 높으며 공기나 물과 격렬하게 반응하여 잠재적으로 폭발이나 화재를 일으킬 수 있으므로 극도의 주의를 기울여 취급해야 합니다.
- 녹는점 및 끓는점: 고체 리튬의 녹는점은 180.5°C(356.9°F)이고 끓는점은 1,342°C(2,448°F)입니다. 반면, 액체 리튬은 온도와 압력에 따라 특성이 변하기 때문에 녹는점이나 끓는점이 고정되어 있지 않습니다. 그러나 일반적으로 180.5°C 이상의 온도에서는 액체 상태로 유지됩니다.
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