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Lithium

DéfinitionClassé sous :chimie , tableau périodique des éléments , lithium
Les batteries lithium-ion sont très présentes dans les voitures électriques, telle la Toyota Prius. © Toyota UK, Flickr, CC by-nc-nd 2.0

Le lithium est le métal le plus léger. Dans le tableau périodique des éléments, il est également le premier alcalin.

Généralités

  • Symbole : Li
  • Numéro atomique : 3
  • Électrons par niveau d'énergie : 2, 1
  • Masse atomique : 6,941 u
  • Isotopes les plus stables : 6Li stable avec trois neutrons (7,5 %), 7Li stable avec quatre neutrons (92,5 %)
  • Série : métal alcalin
  • Groupe, période, bloc : 1, 2, s
  • Densité : 0,534
  • Point de fusion : 180,5 °C
  • Point d'ébullition : 1.342 °C

Historique du lithium

Le lithium a été découvert en 1817 par Johan August Arfwedson. Celui-ci fit en effet la découverte d'un nouveau sel dans des minéraux de lépidotite, de pétalite et de spodumène. L'élément fut par la suite isolé par William Thomas Brande et Humphry Davy. On lui donna le nom de lithium, d'après le grec « lithos », « pierre », car il a été découvert dans des minéraux.

Pile bouton au lithium de 3V. On utilise souvent ce genre de piles dans les montres. © Krzysztof Woznica, Wikimedia Commons, DP

Propriétés du lithium

Le lithium métallique est blanc argenté. C'est un métal très réactif qui réagit notamment avec l'azote. Sa réaction avec l'eau est violente et dangereuse. Il est inflammable. La plage de températures où il se trouve à l'état liquide est exceptionnellement large. Ce métal est moyennement abondant dans la croûte terrestre, moins que le nickel et le cuivre. Plusieurs de ses propriétés physiques et chimiques sont plus semblables à ceux des métaux de terre alcaline qu'à ceux de son propre groupe. Il est caractérisé par une chaleur spécifique et une conductivité thermique très élevées, une basse viscosité ainsi qu'une faible densité. Le lithium métallique est soluble dans les amines aliphatiques à chaînes courtes, comme l'éthylamine. En outre, il est insoluble avec les hydrocarbures.

Utilisation du lithium

En tant qu'alcalin, le lithium possède de nombreuses applications industrielles. Il est par exemple utilisé pour le lustrage des porcelaines. Dans les piles alcalines, on l'emploie comme additif pour allonger la durée de vie de la pile. Certaines formes de soudage l'emploient aussi, comme le soudage au laiton. Il est également l'un des composants principaux des batteries lithium-ion (anode), notamment dans l'électronique mobile.

Dans le domaine de la santé, le lithium est utilisé depuis longtemps dans le traitement des troubles bipolaires. C'est le traitement de référence avec lequel les autres thymorégulateurs sont comparés. L'ion Li+ est le principe actif des sels de lithium utilisés mais les mécanismes d'actions précis sont encore sujets à débat.

Lithium et environnement

Le lithium métallique réagit avec l'azote, l'oxygène et la vapeur d'eau dans l'air. Dans ce cas, la surface du lithium devient une mixture d'hydroxyde de lithium (LiOH), de carbonate de lithium (Li2CO3) et de nitrure de lithium (Li3N). L'hydroxyde de lithium présente un risque potentiel significatif car il s'agit d'un composé extrêmement corrosif qui peut s'avérer nocif notamment pour les organismes aquatiques.