リチウム

同じアルカリ金属のナトリウム、カリウムと比べて反応性は劣り、化学的性質は、アルカリ土類金属、特にマグネシウムと類似する。乾いた空気中ではほとんど変化しないが、水分があると常温でも窒素と反応し窒化リチウム (Li₃N) を生ずる。また、熱すると燃焼して酸化リチウム (Li₂O) になる。このため金属リチウムはアルゴン雰囲気下で取り扱う必要がある。

イオン化傾向が大きく、酸化還元電位は全元素中で最も低い −3.040V である。

生産

埋蔵量は塩湖かん水として1866万t、鉱石として1050万tと見積もられている。これは電気自動車などに需要が急増したとしても可採年数400年以上と十分な量である。リチウムは最も軽い金属元素なので、地球的な長時間のうちに海水中と地殻上部を循環し続け、乾いた塩湖の底には必ず豊富なリチウム資源が存在する。量的には全く枯渇する心配はなく、リチウムはレアメタルではない。ただし豊富な資源ゆえに単一産地で需要のほとんどを生産するという、偏在性と独占的供給による、商業的な需要ギャップが懸念される^[2]^[3]。確認埋蔵量で一、二を争うボリビアの資源は全く開発されていない。（推定埋蔵量、推定需要ともに各種存在する。）

使用済み製品からのリチウムのリサイクルについては、現状ではその技術がなく、経済性が見込まれないため進んでいない^[4]。

海水リチウムの抽出

海水中には2300億トンのリチウムが溶けており、事実上無限の埋蔵量をほこっている。海水リチウムを抽出するプラントが日本を中心に稼動しており、現状よりさらに低コストで採集できるようになれば、リチウムの資源問題が解決する可能性がある^[5]。

用途

リチウムは大気中では容易に酸化され、単体金属として存在することは難しい。このため、単体の金属材料として利用されることよりも、軽量合金に用いたり、強力な還元剤または有機リチウム化合物の原料として用いられることが多い。リチウムは延性に欠けるので、試薬のリチウムワイヤーは1%程度のナトリウムを添加した合金である。

酸化還元電位が低く、密度が小さいため、電池電極とすれば起電力が高くエネルギー密度の大きい電池ができる。通常 3V 出力の一次電池（リチウム電池、負極に使用）、二次電池（リチウムイオン二次電池、リチウムイオンを使用）として利用される。

アルミニウムにリチウムを数%含有させた合金は軽さと強度の両方を兼ね備え、特に航空宇宙の分野でしばしば使用されるが、リサイクル性に難があるため一般には普及していない。

核融合発電および水素爆弾において、核融合反応の材料である三重水素を生成するために使用される。

化合物

代表的なリチウムの化合物として、以下のものが知られている。

炭酸リチウムは結晶化耐熱ガラス（パイロセラム）、テレビのブラウン管、陶磁器の釉（うわぐすり）として利用され、水酸化リチウムが添加されたグリースが自動車・農機具・機械工具などの潤滑剤として市販されている。

医療用として炭酸リチウムが躁病および躁うつ病の躁状態の患者に処方される。また、うつ病や躁うつ病のうつ状態の患者に、抗うつ薬を補助するために応用的に処方される場合も多い。この場合、治療上有効とされる血中濃度と、中毒に陥る濃度との範囲が狭いため定期的に血液検査を行い適切な血中濃度に保たれているかを確認しなければならない。もっとも、医師が処方した通りに患者が正しく服用している限り危険な状態になることは少ないとされている。

脚注

^ Takahiro Matsuoka & Katsuya Shimizu, "Direct observation of a pressure-induced metal-to-semiconductor transition in lithium", Nature 458, 186-189 (2009). DOI: 10.1038/nature07827
^ 鳥井弘之の『ニュースの深層』「EV時代」のキーマテリアル　リチウム資源の将来を探る『ECO JAPAN』日経BP社、2009年8月6日公開
^ リチウムの資源と需給-Lithium Supply & Markets Conference 2009(LSM’09)参加報告-　JOGMEC 2009年4月23日公開
^ JOGMEC 28 リチウム(Li)
^ 海水からリチウムを抽出佐賀でプラント本格稼働

外部リンク

リチウムと水の反応動画

	1	元素の周期表																18
1	H	2											13	14	15	16	17	He
2	Li	Be											B	C	N	O	F	Ne
3	Na	Mg	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	Al	Si	P	S	Cl	Ar
4	K	Ca	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
5	Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
6	Cs	Ba	*	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
7	Fr	Ra	**	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Uut	Uuq	Uup	Uuh	Uus	Uuo
8	...

			*	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
			**	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr

カテゴリ: リチウムの化合物 | 元素

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