Den litium ( Li ) av naturlig opprinnelse ( atomvekt : 6941 (2) u ) er til stede i naturen i form av to isotoper stabil 6 Li og 7 Li, hvor sistnevnte er de mest tallrike (92,5%). Begge isotoper har lavere kjernebindende energi per nukleon enn de to kjemiske elementene som følger og går foran den (henholdsvis beryllium og helium ) i elementets periodiske system , noe som betyr at det er et av de eneste elementene lysstabile kjemikalier som kan generere energi gjennom kjernefisjon . I 2011 var syv radioisotoper kjent og karakterisert, den mest stabile var 8 Li med en halveringstid på 838 ms og 9 Li med en halveringstid på 178,3 ms . Alle andre radioisotoper har en halveringstid på mindre enn 8,6 ms . Den kortvarige radioisotopen er 4 Li som forfaller ved utslipp av protoner med en halveringstid på 7,580 43 × 10 −23 s .
Den 7 Li nuklide opprinnelige , produsert i løpet av ur-nucleosynthesis (en liten mengde av 6 Li blir også produsert av stjerner ). Litiumisotoper fraksjoneres vesentlig under forskjellige naturlige prosesser, for eksempel under mineraldannelse (kjemisk utfelling), ved metabolisme og ved ionebytte . Litiumioner erstatter de av magnesium og jern i de oktaedriske arrangementene av leirmineraler , hvor 6 Li foretrekkes fremfor 7 Li, noe som får konsentrasjonen av den lettere isotopen til å øke i prosessene med hyperfiltrering og forvitring av bergarter.
Naturlig litium består av de to stabile isotopene 6 Li og 7 Li, hvor sistnevnte er flertallet.
Isotop | Overflod
(molarprosent) |
Utvalg av variasjoner |
---|---|---|
6 Li | 7,59 (4)% | 7,714 - 7,225 |
7 Li | 92,41 (4)% | 92,275 - 92,786 |
Litium 4 ( 4 Li) har en kjerne som består av tre protoner og en nøytron . Det er isotopen til litium, med den korteste halveringstiden (halveringstid på 9,1 × 10 −23 s ), og den forfaller ved utslipp av protoner til 3 He . Det kan dannes som et mellomprodukt i noen kjernefusjonsreaksjoner .
Litium 5 ( 5 Li) har en kjerne som består av tre protoner og to nøytroner . Dens levetid er kort (halveringstid på 370 × 10 −23 s ), og den forfaller ved utslipp av protoner til 4 He .
Litium 6 ( 6 Li) er stabilt og har en kjerne som består av tre protoner og tre nøytroner . Det utgjør omtrent 7,5% av litium som finnes i naturen. Det er et valgt materiale for produksjon av tritium , og det kan også tjene som en nøytronabsorber i kjernefusjonsreaksjoner . Store mengder på 6 Li er isotopisk fraksjonert for bruk i atomvåpen .
Litium 7 ( 7 Li) er den vanligste stabile isotopen av litium (92,5%). Kjernen består av tre protoner og fire nøytroner .
Materiale som brukes i produksjonen av 6 Li, utarmet i 6 Li og derfor beriket i 7 Li, er kommersielt tilgjengelig, og noen dumpes også i naturen. Dermed ble det målt nivåer på 7 Li 35,4% høyere enn den vanlige hastigheten i naturen i kullsyreholdig grunnvann under West Valley Creek i Pennsylvania , som er nedstrøms for et litiumforedlingsanlegg. I materialet utarmet i 6 Li kan overflaten av denne isotopen reduseres til 80% av den normale verdien, noe som gir den en atommasse som varierer mellom 6,94 u og 6,99 u . Dermed avhenger den isotopiske sammensetningen av litium sterkt av dens opprinnelse, og en nøyaktig måling av den relative atommassen kan ikke gis for alle prøver generelt.
Den 7 Li anvendes i form av litiumfluorid , et oppløsningsmiddel som benyttes i kjernereaktorer fluorerte smeltede salter . På grunn av den store forskjellen mellom tverrsnittet for nøytronabsorpsjon av 6 Li (941 fjøs , termisk), som er spesielt høyt, og det for 7 Li (0,045 fjøs, termisk) mye lavere, er det viktig å gjøre en separasjon streng litium isotopisk i denne sammenhengen.
Den litiumhydroksyd 7 brukes også for alkalisering av kjølevæsken i trykkvannsreaktorer .
Litium 8 ( 8 Li) er en radioisotop av litium med en halveringstid på 840 ms. Kjernen består formelt av tre protoner og fem nøytroner, men den har faktisk en halokjernelignende struktur : kjernen består av to protoner og to nøytroner (en helium 4- kjerne ) omgitt av en "halo". »Laget opp av ett proton og tre nøytroner. Det forfaller ved β-forfall etterfulgt av fisjon i to atomer på 4 He.
Litium 9 ( 9 Li) er en radioisotop av litium med en halveringstid på 178 ms. Kjernen består av tre protoner og seks nøytroner. Det forfaller med β- forfall til beryllium 9 , fulgt 50,8% av tiden av nøytronemisjon for å danne beryllium 8 .
Litium 11 ( 11 Li) er en radioisotop av litium med en halveringstid på 8,75 ms. Kjernen består formelt av tre protoner og åtte nøytroner, men den har faktisk en halokjernelignende struktur : kjernen består av tre protoner og seks nøytroner (en litium 9- kjerne ), omgitt av en "glorie". ” Bestående av to nøytroner. Den har dermed et eksepsjonelt stort kjernevolum, sammenlignbart med 208 Pb . Det forfaller ved β- forfall til beryllium 11 som deretter også forfaller, hovedsakelig til beryllium 10 ved nøytronutslipp .
Isotop symbol |
Z ( p ) | N ( n ) | isotopisk masse (u) | Halvt liv | Forfallmodus (er) |
Isotop (er) -son | Atomsnurr |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Spenningsenergi | |||||||
4 Li | 3 | 1 | 4.027 19 (23) | 91 (9) × 10 −24 s [ 6,03 MeV ] |
s | 3 Han | 2- |
5 Li | 3 | 2 | 5.012 54 (5) | 370 (30) × 10 −24 s [~ 1,5 MeV ] |
s | 4 Han | 3 / 2- |
6 Li | 3 | 3 | 6.015 122 795 (16) | Stabil | 1+ | ||
7 Li | 3 | 4 | 7.016 004 55 (8) | Stabil | 3 / 2- | ||
8 Li | 3 | 5 | 8,022 487 36 (10) | 840,3 (9) ms | β - , fisjon | 2 4 Han | 2+ |
9 Li | 3 | 6 | 9.026 789 5 (21) | 178,3 (4) ms | β - , n (50,8%) | 8 Vær | 3 / 2- |
β - (49,2%) | 9 Vær | ||||||
10 Li | 3 | 7 | 10.035 481 (16) | 2,0 (5) × 10 −21 s [1,2 (3) MeV ] |
ikke | 9 Li | (1-, 2-) |
10m1 Li | 200 (40) keV | 3,7 (15) × 10 −21 s | 1+ | ||||
10m2 Li | 480 (40) keV | 1,35 (24) × 10 −21 s | 2+ | ||||
11 Li | 3 | 8 | 11.043 798 (21) | 8,75 (14) ms | β - , n (84,9%) | 10 Vær | 3 / 2- |
β - (8,07%) | 11 Vær | ||||||
β - , 2n (4,1%) | 9 Vær | ||||||
β - , 3n (1,9%) | 8 Vær | ||||||
β - , fisjon (1,0%) | 7 Han, 4 Han | ||||||
β - , fisjon (0,014%) | 8 Li, 3 H | ||||||
β - , fisjon (0,013%) | 9 Li, 2 H | ||||||
12 Li | 3 | 9 | 12.053 78 (107) # | <10 ns | ikke | 11 Li |
1 | H | Hei | ||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | ||||||||||||||||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||
4 | K | Den | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Ess | Se | Br | Kr | ||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | Jeg | Xe | ||||||||||||||
6 | Cs | Ba | De | Dette | Pr | Nd | Pm | Sm | Hadde | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lese | Hf | Din | W | Re | Bein | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Nei | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |