LIČIO FLUORIDAS: STRUKTŪRA, SAVYBĖS, GAVIMAS, PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Ličio fluorido yra neorganinis kietos medžiagos cheminė formulė LIF. Jį sudaro Li ⁺ ir F ^- jonai, sujungti per joninę jungtį. Jo yra nedideliais kiekiais įvairiuose mineraluose, ypač silikatuose, tokiuose kaip lepidolitas, jūros vandenyje ir daugelyje mineralinių šulinių.

Jis buvo plačiai naudojamas optiniuose įrenginiuose dėl skaidrumo plačiame bangų ilgių diapazone, pradedant infraraudonųjų spindulių (IR) spektru ir baigiant ultravioletiniu UV spinduliu, praeinančiu pro matomą.

Lepidolitas - mineralas, kuriame yra nedidelis ličio fluoro LiF kiekis. Robas Lavinsky, iRocks.com - „CC-BY-SA-3.0“. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Jis taip pat buvo naudojamas prietaisuose, skirtuose aptikti pavojingą radiaciją darbuose, kur žmonės trumpą laiką yra veikiami. Be to, jis naudojamas kaip medžiaga aliuminiui išlydyti ar lęšių ar akinių stiklams gaminti bei keramikai gaminti.

Jis naudojamas kaip medžiaga padengti ličio jonų baterijų komponentus ir užkirsti kelią pradiniam akumuliatorių įkrovimo praradimui.

Struktūra

Ličio fluoridas yra joninis junginys, ty susidaro sujungus Li ⁺ katijoną ir F ^- anijoną . Jėga, laikanti juos kartu, yra elektrostatinė ir vadinama jonine jungtimi.

Kai ličio jungiasi, jis atiduoda elektroną fluorui, paliekant abi stabilesnės formos nei pradinė, kaip paaiškinta toliau.

Ličio elemento elektroninė konfigūracija yra tokia: 1s ² 2s ^1, o kai elektronas perduodamas, elektroninė struktūra atrodo taip: 1s ^2, kuris yra daug stabilesnis.

Elementas fluoras, kurio elektroninė konfigūracija yra: 1s ² 2s ² 2p ⁵ , priimant elektroną, jis išlieka stabilesnės formos 1s ² 2s ² 2p ⁶ .

Nomenklatūra

- ličio fluoridas

- Fluorolitis

- ličio monofluoridas

Savybės

Fizinė būklė

Balta kieta medžiaga, kuri kristalizuojasi kubinėje struktūroje, kaip natrio chloridas NaCl.

LiF ličio fluorido kristalų kubinė struktūra. Benjah-bmm27. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Molekulinė masė

26 g / mol

Lydymosi temperatūra

848,2 ºC

Virimo taškas

1673 ºC, nors lakuoja esant 1100–1200 ºC

Tankis

2 640 g / cm ³

Lūžio rodiklis

1.3915

Tirpumas

Silpnai tirpsta vandenyje: 0,27 g / 100 g vandens 18 ° C temperatūroje; 0,134 g / 100 g 25 ° C temperatūroje. Tirpsta rūgščioje terpėje. Netirpsta alkoholyje.

Kitos savybės

Jo garuose yra dimerinių (LiF) ₂ ir trimerinių (LiF) ₃ rūšių . Su vandenilio fluorito rūgštimi HF sudaro ličio bifluoridą LiHF ₂ ; kartu su ličio hidroksidu susidaro LiF.LiOH dviguba druska.

Rinkimas ir vieta

Ličio fluoridas LiF gali būti gaunamas reakcijoje tarp vandenilio fluorido rūgšties HF ir ličio hidroksido LiOH arba ličio karbonato Li ₂ CO ₃ .

Tačiau jo nedaug yra kai kuriuose mineraluose, tokiuose kaip lepidolitas, ir jūros vandenyje.

Ličio fluoro nedideliais kiekiais randama jūros vandenyje. Adeebas Atvanas. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Programos

Optinėse programose

LiF yra naudojamas kompaktiškų kristalų pavidalu infraraudonųjų spindulių (IR) spektrofotometruose dėl puikios jų sklaidos bangų ilgių diapazone nuo 4000 iki 1600 cm ^-1 .

Dideli LiF kristalai gaunami iš sočiųjų šios druskos tirpalų. Tai gali pakeisti natūralaus fluoro kristalus įvairių tipų optiniuose įrenginiuose.

Dideli, gryni kristalai naudojami ultravioletinės (UV), matomos ir IR šviesos optinėse sistemose ir rentgeno spindulių monochromatoriuose (0,03–0,38 nm).

Didelis ličio fluorido LiF kristalas stiklinės viduje. V1adis1av. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Dėl plačios optinės juostos, didesnės nei kitų metalų fluoridų, ji taip pat naudojama kaip optinė UV paviršiaus dengimo medžiaga.

Skaidrumas tolimame UV spinduliuose (90–200 nm) daro jį idealiu kaip apsaugine danga ant aliuminio (Al) veidrodžių. LiF / Al veidrodžiai naudojami optinių teleskopų sistemose, skirtose pritaikymams kosmose.

Šios dangos gaunamos fizikiniu būdu nusodinant garus ir sluoksnius atominiame lygmenyje.

Jonizuojančiuose ar pavojinguose radiacijos detektoriuose

Ličio fluoridas buvo plačiai naudojamas termoliuminescenciniuose detektoriuose fotonui, neutronui ir β (beta) dalelėms spinduliuoti.

Termoliuminescenciniai detektoriai, veikdami ją, taupo radiacijos energiją. Vėliau kaitinant jie išskiria kaupiamą energiją šviesos pavidalu.

Šiuo tikslu LiF paprastai yra legiruotas magnio (Mg) ir titano (Ti) priemaišomis. Šios priemaišos sukuria tam tikrus energijos lygius, kurie veikia kaip skylės, kur įstrigę elektronai, kuriuos skleidžia radiacija. Kai medžiaga tada kaitinama, šie elektronai grįžta į pradinę energijos būseną, skleidžiant šviesą.

Skleidžiamos šviesos intensyvumas tiesiogiai priklauso nuo medžiagos sugertos energijos.

Termoliuminescenciniai LiF detektoriai buvo sėkmingai išbandyti, norint išmatuoti sudėtingus radiacijos laukus, tokius kaip dideliame hadronų kollideryje arba LHC (angliškai angliškai „Large Hadron Collider“ sutrumpintai), esančiuose Europos branduolinių tyrimų organizacijoje, žinomoje vietoje. kaip CERN (dėl savo sutrumpinimo iš Prancūzijos Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire).

Šiame tyrimų centre atliktų eksperimentų radiacija, be kitų tipų subatominių dalelių, turi hadronus, neutronus ir elektronus / pozitronus, kuriuos visus galima aptikti naudojant LiF.

Kaip medžiaga, praleidžianti ličio baterijų katodą

LiF buvo sėkmingai išbandytas nanokompozitų pavidalu su kobaltu (Co) ir geležimi (Fe), kaip medžiagomis ličio jonų akumuliatoriaus katodo prelitacijai (prelitacijai).

Pirmojo įkrovimo ciklo arba ličio jonų akumuliatoriaus susidarymo metu organinis elektrolitas suskyla ir sudaro vientisą fazę ant anodo paviršiaus.

Dėl šio proceso katodas sunaudoja ličio ir sumažina energiją nuo 5 iki 20% visos ličio jonų baterijos talpos.

Dėl šios priežasties buvo ištirtas elektrocheminis katodo apšvietimas, kuris sukuria elektrocheminį ličio ištraukimą iš nanokompozito, kuris veikia kaip ličio donoras, taip išvengiant ličio suvartojimo iš katodo.

LiF / Co ir LiF / Fe nanokompozitai yra labai pajėgūs paaukoti ličio katodui, yra lengvai sintetinami, stabilūs aplinkos sąlygomis ir apdorojant baterijas.

Ličio jonų akumuliatorius. Autorius: p. ち ゅ ら さ ​​ん. Lithium_Battery * fotografavimo diena, 2005 m. Rugpjūtis * fotografijos asmuo Aney. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Įvairiais atvejais

Ličio fluoras naudojamas kaip suvirinimo srautas, ypač aliuminio, ir suvirinimo strypų dangose. Jis taip pat naudojamas aliuminio redukcijos elementuose.

Jis plačiai naudojamas gaminant akinius (pvz., Lęšius), kurių plėtimosi koeficientas mažėja. Jis taip pat naudojamas gaminant keramiką. Be to, jis naudojamas emalių ir stiklakūnių lakų gamyboje.

LiF yra raketinis kuras ir tam tikrų tipų reaktorių kuras.

LiF taip pat naudojamas šviesos dioduose ar fotovoltiniuose komponentuose elektronams įpurkšti į vidinius sluoksnius.

Nuorodos

1. Cotton, F. Albert ir Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pažangi neorganinė chemija. Ketvirtasis leidimas. Johnas Wiley ir sūnūs.
2. JAV nacionalinė medicinos biblioteka. (2019 m.). Ličio fluoras. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Obryk, B. et al. (2008). Įvairių tipų TL ličio fluoro detektorių atsakas į didelės energijos mišraus radiacijos laukus. Radiacijos matavimai 43 (2008) 1144-1148. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
4. Sun, Y. ir kt. (2016). Esant situacijai Ličio fluoro / metalo nanokompozito cheminė sintezė didelio katodų prelitinacijai. „Nano“ laiškai, 2016 m., 16, 2, 1497–1501. Atkurta iš pubs.acs.org.
5. Hennessy, J. ir Nikzad, S. (2018). Ultravioletinio pluošto optinių ličio fluoro dangų nusodinimas. Inorganics 2018, 6, 46. Atkurta iš mdpi.com.