碱金属基本性质

一：锂

一、锂的存在、发现

锂在地壳中约含0.0065%，其丰度居第27位。在海水中大约2600亿吨锂，人和动物体内也有极少的锂存在。体重70公斤的正常人体中，锂的含量为2.2毫克。目前自然界已发现含锂矿石达150多种。锂在自然界中存在的主要形式为锂辉石(LiAlSi2O6)，锂云母[Li2(F,OH)2Al(SiO3)3]等，我国江西有丰富的锂云母矿。

二、锂的性质及用途

锂具有高的比热和电导率，它的密度是0.53克/厘米3，是自然界中最轻的金属。它是非常活泼的碱金属元素，常温下它是唯一能与氮气反应的碱金属元素.自然界存在的锂由两种稳定的同位素63Li和73Li组成。锂只能存放在凡土林或石蜡中。金属锂为一种银白色的轻金属；熔点为180.54°C，沸点1342°C，硬度0.6。金属锂可溶于液氨。

锂与其它碱金属不同，在室温下与水反应比较慢，但能与氮气反应生成黑色的一氮化三锂晶体。锂的弱酸盐都难溶于水。在碱金属氯化物中，只有氯化锂易溶于有机溶剂。

锂早先的主要工业用途是以硬脂酸理的形式用作润滑剂的增稠剂，锂基润滑脂兼有高抗水性，耐高温和良好的低温性能。如果在汽车的一些零件上加一次锤润滑剂，就足以用到汽车报废为止。

在冶金工业上，利用锂能强烈地和O、N、Cl、S等物质反应的性质，充当脱氧剂和脱硫剂。在铜的冶炼过程中，加入十万分之一到万分之一的锂，能改善铜的内部结构，使之变得更加致密，从而提高铜的导电性。锂在铸造优质铜铸件中能除去有害的杂质和气体。在现代需要的优质特殊合金钢材中，锂是清除杂质最理想的材料。

1kg锂燃烧后可释放42998kJ的热量，因此理是用来作为火箭燃料的最佳金属之一。1kg锂通过热核反应放出的能量相当于二万多吨优质煤的燃烧。若用锂或锂的化合物制成固体燃料来代替固体推进剂，用作火箭、导弹、宇宙飞船的推动力，不仅能量高、燃速大，而且有极高的比冲量，火箭的有效载荷直接取决于比冲量的大小。

如果在玻璃制造中加入锂，锂玻璃的溶解性只是普通玻璃的1/100（每一普通玻璃杯热茶中大约有万分之一克玻璃），加入锂后使玻璃成为“永不溶解”，并可以抗酸腐蚀。

锂电池是本世纪三、四十年代才研制开发的优质能源，它以开路电压高，比能量高，工作温度范围宽，放电平衡，自放电子等优点，已被广泛应用于各种领域，是很有前途的动力电池。用锂电池发电来开动汽车，行车费只有普通汽油发动机车的1/3。由锂制取氚，用来发动原子电池组，中间不需要充电，可连续工作20年。目前，要解决汽车的用油危机和排气污染，重要途径之一就是发展向锂电池这样的新型电池。

科学家们预言：在未来能源（蓄电池和核聚变）方面锂将发挥引人注目的作用。

三、锂的化合物用途

锂化物早先的重要用途之一是用于陶瓷制品中，特别是用于搪瓷制品中，锂化合物的主要作用是作助熔剂。

LiF对紫外线有极高的透明度，用它制造的玻璃可以洞察隐蔽在银河系最深处的奥秘。锂玻璃可用来制造电视机显像管。

二战期间，美国飞行员备有轻便应急的氢气源—氢化锂丸。当飞机失事坠落在水面时，只要一碰到水，氢化锂就立即溶解释放出大量的氢气，使救生设备充气膨胀.

锂盐可治疗癫狂病，己在临床上得到应用。动脉硬化性心脏病的发病率，与该地区饮食中锂的含量成反比。

用氘化锂和氮化锂来代替氘和氚装在氢弹里充当炸药，达到氢弹爆炸的目的。我国于1967年6月17日成功爆炸的第一颗氢弹里就是利用氘化锂。

LiBH4和LiAlH4，在有机化学反应中被广泛用做还原剂，LiBH4能还原醛类、酮类和酯类等。LiAlH4，是制备药物、香料和精细有机化学药品等中重要的还原剂。LiAlH4，也可用作喷气燃料。LiAlH4是对复杂分子的特殊键合的强还原剂，这种试剂已成为许多有机合成的重要试剂。

有机锂化合物与有机酸反应，得到能水解成酮的加成产物，这种反应被用于维生素A 合成的一步。有机锂化物加成到醛和酮上，得到水解时能产生醇的加成产物。

由锂和氨反应制得的氨基锂被用来引入氨基，也被用作脱卤试剂和催化剂。

锂很容易与氧、氮、硫等化合，在冶金工业中可用做脱氧剂。锂也可以做铅基合金和铍、镁、铝等轻质合金的成分。锂在原子能工业中有重要用途。

由于锂的电化当量高（3.86安.时/克，在所有元素中仅次于铍），并具有各种元素中最高的标准氧化电势（+3.045伏），锂电池已在某些军事和电子部门应用，以及在电力车辆推进和峰值电力贮存方面试用。锂将是第一代氘氚聚变反应堆的重要燃料和反应堆的冷却剂。锂能与多种元素制成合金，例如铝锂、硼锂、铜锂、镁锂、铅锂、硅锂、硅硼锂和银锂等，而用于原子能、航空、航天、焊接等工业。

锂的应用领域：

二：铷

元素符号Rb，银白色稀有碱金属，在元素周期表中属IA族,原子序数37，原子量85.4678,立方晶体，常见化合价为+1。铷是银白色金属，质软，可用小刀切割。熔点38.89℃，

沸点686℃，密度1.532克/厘米3(20℃) 。化学性质比钾还要活泼，在室温和空气中能自燃，因此必须在严密隔绝空气情况下保存在液体石蜡中。铷与水，甚至是与温度低到-100℃的冰相接触时，也能发生猛烈反应，生成氢氧化铷和氢气。与有限量氧气作用，生成氧化铷，在过量氧气中燃烧，生成超氧化物。铷也能与卤素反应。氧化态为＋1，只生成＋1价化合物。铷离子能使火焰染成紫红色，可用焰色反应和火焰光度计检测。

铷在地壳中的含量为0.028%，但极其分散，至今尚未发现单纯的铷矿物，而是存在于其他矿物中，铷在锂云母中的含量为3.75％；铷在光卤石中的含量虽不高，但储量很大；海水中含铷量为0.121克/吨,很多矿泉水、盐湖卤水中也含有较多的铷。中国宜春锂云母含Rb2O 1.2～1.4％，四川自贡地下卤水也含有铷。铷有两种天然同位素：铷85和铷87，后者具有放射性。

铷的用途

长期以来，由于金属铷化学性质比钾还要活泼，在空气中能自燃，其生产、贮存及运输都必须严密隔绝空气保存在液体石蜡、惰性气体或真空中，因而制约了其在一般工业应用领域的开发研究和大量使用。

然而，随着人类科学技术的发展和对铷应用开发研究的不断深入，近15年来，除在一些传统的应用领域，如电子器件、催化剂及特种玻璃等，有了一定发展的同时，许多新的应用领域也不断出现，特别是在一些高科技领域，显示了广阔的应用前景。

1：作为频率标准和时间标准

由于铷辐射频率具有长时间的稳定性，87Rb原子的共振频率被频率标准确定为基准频率。用作频率标准和时间标准的铷原子频标具有低漂移、高稳定性、抗辐射、体积小、重量轻、功耗低等特点。

2：能源利用