Самый легкий из известных металлов также может поднять ваше настроение. Литий, атомный номер 3, является элементом многих применений. Он используется в производстве самолетов и в определенных батареях. Это также используется в умственном здоровье: карбонат лития - обычное лечение биполярного расстройства, помогая стабилизировать дикие перепады настроения, вызванные болезнью.
У Лития есть яркая история открытия - буквально. Согласно данным Королевского химического общества (RSC), бразильский натуралист и государственный деятель Жозе Бонифацио де Андральда и Сильва обнаружил минеральный петалит (LiAISi4O10) на шведском острове Уто в 1790-х годах. Минерал от белого до серого, но когда его бросают в огонь, он вспыхивает ярко-красным.
В 1817 году шведский химик Йохан Август Арфведсон обнаружил, что петалит содержит неизвестный ранее элемент. Он не смог полностью изолировать металл, но он изолировал одну из его солей. Название, литий, происходит от «литос», греческое слово «камень».
Потребовалось до 1855 года, чтобы кто-то изолировал литий: британский химик Август Маттиссен и немецкий химик Роберт Бунзен пропустили ток через хлорид лития, чтобы отделить элемент.
Физические свойства
По данным Национальной лаборатории линейных ускорителей им. Джефферсона, свойства лития:
- Атомный номер (количество протонов в ядре): 3
- Атомный символ (в периодической таблице элементов): Li
- Атомный вес (средняя масса атома): 6,941
- Плотность: 0,534 грамм на кубический сантиметр
- Фаза при комнатной температуре: Твердый
- Температура плавления: 356,9 градусов по Фаренгейту (180,5 градусов по Цельсию)
- Точка кипения: 2448 градусов по Фаренгейту (1342 градусов по Цельсию)
- Количество изотопов (атомов одного и того же элемента с разным количеством нейтронов): 10; 2 конюшня
- Наиболее распространенные изотопы: Li-7 (природное содержание 92,41%), Li-6 (природное содержание 7,59%)
Мозг на литии
Литий во многих отношениях особый металл. Он легкий и мягкий - настолько мягкий, что его можно разрезать кухонным ножом и настолько низкий по плотности, что он плавает на воде. Он также твердый в широком диапазоне температур, с одной из самых низких температур плавления всех металлов и высокой температурой кипения.
Как и его аналог щелочной металл, натрий, литий реагирует с водой в эффектной форме. Комбинация Li и H2O образует гидроксид лития и водород, который обычно вспыхивает красным пламенем.
По данным Лаборатории Джефферсона, литий составляет всего 0,0007% земной коры, и его можно найти только в минералах и солях. Эти соли способны изменять мозг: по данным Национального института психического здоровья, соли лития были первыми препаратами, одобренными Управлением по контролю за продуктами и лекарствами для лечения мании и депрессии.
Сегодня карбонат лития является соединением, наиболее часто продаваемым в качестве фармацевтического препарата. Никто не знает точно, как литий работает, чтобы стабилизировать настроение. Исследования показывают множественное влияние на нервную систему. Например, в 2008 году исследователи сообщили в журнале Cell, что литий прерывает активность рецептора для нейротрансмиттера дофамина. По данным исследования, проведенного в 2011 году в журнале «Биологическая психиатрия», он также увеличивает объем мозга (хотя это исследование горячо оспаривается).
В исследовании с червями биологи из Массачусетского технологического института обнаружили, что литий ингибирует ключевой белок в мозге червей, заставляя нейроны, связанные с поведением избегания, бездействовать. По сути, черви перестали избегать вредных бактерий без этого белка. Результаты, которые должны быть воспроизведены на людях, предполагают, что этот элемент заставляет некоторые нейроны в мозге замолчать и может оказывать успокаивающее действие, сообщили исследователи в 2016 году в журнале Current Biology.
Литий в космосе
Согласно данным НАСА, литий, а также первый и второй самые легкие химические элементы (соответственно, водород и гелий) являются единственными элементами, созданными при рождении Вселенной. Тем не менее, согласно теории Большого взрыва, во Вселенной должно содержаться в три раза больше лития, чем это может быть учтено в самых старых звездах, и эта проблема называется проблемой недостающего лития. Это открытие «недостающего лития» было впервые сделано в 1980-х годах, сказал Паскуале Серпико, космолог из Национального центра научных исследований (CNRS) и Университета Савойи Монблана во Франции. По словам Серпико, это создает «напряженность» между тем, что данные Большого взрыва и наблюдения звезд сообщают исследователям об избытке лития.
Астрофизики продолжают проводить исследования, чтобы найти этот «недостающий» литий или объяснить, почему он отсутствует. Фактически, исследователи недавно обнаружили гигантскую звезду, содержащую в 3000 раз больше лития, чем обычные "гиганты", сообщили они в августе 2018 года в журнале Nature Astronomy. Они придумали два возможных объяснения: гигантская звезда поглотила свою планету, поглощая бортовой литий; согласно заявлению об обнаружении, литий также мог образоваться внутри звезды, достигая ее поверхности до того, как тепло глубоких слоев испаряло ее.
Подробнее о литии
- Литий-ионные аккумуляторы - это ключ к легкому перезаряжаемому источнику питания для ноутбуков, телефонов и других цифровых устройств. По данным Геологической службы США, Аргентина и Чили увеличили производство лития на 15 процентов каждый в 2014 году, чтобы удовлетворить растущий спрос. Во всем мире производство подскочило на 6 процентов в этом году.
- По словам Стефано Пассерини и Даниэля Бухгольца, оба из Института Гельмгольца в Ульме, Германия, в заявлении описывается их анализ будущей доступности этих элементов, опубликованный в 2018 году в журнале. Материалы обзоров природы. Кроме того, оба исследования сконцентрированы в менее политически стабильных странах. Таким образом, исследователи призвали к разработке новых аккумуляторных технологий на основе других нетоксичных элементов.
- По данным USGS, в США есть одна литиевая шахта в Неваде. Чили и Австралия производят больше всего лития в мире.
- Природный литий в питьевой воде коррелирует с более низким уровнем самоубийств, согласно исследованию 2009 года, которое подчеркивает роль лития в мозге. Но психиатры осторожны при назначении лития в высоких дозах, особенно потому, что он может проходить через плаценту и оказывать неизвестное влияние на развивающийся плод.
- На более легкой ноте элемент является частью праздничных шоу фейерверков: смесь солей лития и стронция, наряду с некоторыми другими химическими веществами, создает ярко-красный цвет шоу.
Дополнительные ресурсы:
