ЛИТИЈУМ ФЛУОРИД: СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, ДОБИЈАЊЕ, УПОТРЕБА - ХЕМИЈА - 2025

Литијум флуорид је неорганска чврста са хемијском формулом ЛИФ. Састоји се од Ли ⁺ и Ф ^- јона, који су повезани јонском везом. У малим количинама се налази у разним минералима, посебно силикатима попут лепидолита, у морској води и у многим минералним бунарима.

Широко се користи у оптичким уређајима због своје прозирности у широком распону таласних дужина, од инфрацрвеног (ИЦ) спектра до ултраљубичастог УВ зрака кроз видљиво.

Лепидолит, минерал који садржи мале количине ЛиФ-флуорида. Роб Лавински, иРоцкс.цом - ЦЦ-БИ-СА-3.0. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Такође се користи у уређајима за откривање опасне радијације на пословима на којима су људи кратко време изложени. Поред тога користи се као материјал за топљење алуминијума или прављење наочара за леће или наочаре и за производњу керамике.

Служи као материјал за облагање компонената литијум-јонских батерија и спречава њихов почетни губитак.

Структура

Литијум флуорид је јонско једињење, то јест, формирано спајањем Ли ⁺ катиона и Ф ^- аниона . Сила која их држи заједно је електростатичка и назива се јонска веза.

Када се литијум комбинује, он даје електрон флуору, остављајући оба у стабилнијем облику од почетног, као што је објашњено у даљем тексту.

Елемент литијума има следећу електронску конфигурацију: 1с ² 2с ¹ и када се електрон преноси, електронска структура изгледа овако: 1с ² што је много стабилније.

Елемент флуор чија је електронска конфигурација: 1с ² 2с ² 2п ⁵ , при прихватању електрона, остаје облика 1с ² 2с ² 2п ⁶ , стабилнијег.

Номенклатура

- Литијум флуорид

- Флуоролитијум

- Литијум монофлуорид

Својства

Физичко стање

Бијела чврста супстанца која се кристализира у кубичној структури попут натријум-хлорида НаЦл.

Кубична структура кристала литијум флуорид-а ЛиФ. Бењах-бмм27. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Молекуларна тежина

26 г / мол

Тачка топљења

848,2 ºЦ

Тачка кључања

1673 ° Ц, иако хлапи на 1100-1200 ° Ц

Густина

2.640 г / цм ³

Индекс преламања

1.3915

Растворљивост

Мало растворљиво у води: 0,27 г / 100 г воде при 18 ° Ц; 0,134 г / 100 г на 25 ° Ц. Растворљив у киселој средини. Нерастворљив у алкохолу.

Остала својства

Његове паре представљају димерну (ЛиФ) ₂ и тримерну (ЛиФ) ₃ врсту . Са флуороводичном киселином ХФ формира литијум бифлуорид ЛиХФ ₂ ; са литијумским хидроксидом формира двоструку со ЛиФ.ЛиОХ.

Збирка и локација

Литијум флуорид ЛиФ се могу добити реакцијом између флуороводична киселине ХФ и литијум хидроксида ЛиОХ или литијум карбонат Ли ₂ ЦО ₃ .

Међутим, он је присутан у малим количинама у одређеним минералима попут лепидолита и у морској води.

Литијум флуорид се у малим количинама налази у морској води. Адееб Атван. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Апликације

У оптичким апликацијама

ЛиФ се користи у облику компактних кристала у инфрацрвеним (ИР) спектрофотометрима због одличне дисперзије коју представљају у таласном распону између 4000 и 1600 цм ^-1 .

Велики кристали ЛиФ-а се добијају из засићених раствора ове соли. Може заменити природне кристале флуорита у различитим врстама оптичких уређаја.

Велики, чисти кристали користе се у оптичким системима за ултраљубичасто (УВ), видљиво и инфрацрвено светло и за рендгенске монохроматоре (0,03-0,38 нм).

Велики кристал литијум-флуорида ЛиФ, у чаши. В1адис1ав. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Такође се користи као оптички материјал за облагање за УВ подручје због широког оптичког опсега, већег од оног других флуорида метала.

Његова транспарентност у далеком УВ стању (90-200 нм) чини га идеалним као заштитни премаз на алуминијумским (Ал) огледалима. ЛиФ / Ал огледала се користе у системима оптичких телескопа за примену у свемиру.

Ове превлаке се постижу физичким таложењем паре и таложењем слоја на атомском нивоу.

У јонизујућим или опасним детекторима зрачења

Литијум флуорид се широко користи у термолуминесцентним детекторима за зрачење честица фотона, неутрона и β (бета) честица.

Термолуминесцентни детектори штеде енергију зрачења када су јој изложени. Касније, када се загреју, ослобађају складиштену енергију у облику светлости.

За ову примену ЛиФ је обично допиран од нечистоћа магнезијума (Мг) и титанијума (Ти). Ове нечистоће стварају одређене нивое енергије који делују као рупе у којима су заробљени електрони заробљени. Када се материјал загрева, ови се електрони враћају у првобитно енергетско стање, емитујући светлост.

Интензитет емитоване светлости директно зависи од енергије коју апсорбује материјал.

Термолуминесцентни ЛФ детектори успешно су тестирани за мерење сложених поља зрачења, попут оних присутних у Великом хадронском сударачу или ЛХЦ (по акрониму енглеског Великог хадронског сударача), који се налази у Европској организацији за нуклеарна истраживања, познатој као ЦЕРН (за акроним из француског Цонсеил Еуропеен поур ла Рецхерцхе Нуцлеаире).

Зрачења у експериментима у овом истраживачком центру представљају хадроне, неутроне и електроне / позитроне, међу осталим врстама субатомских честица, а све се њих може открити ЛиФ-ом.

Као материјал за прелитерацију катоде литијумске батерије

ЛиФ је успешно тестиран у облику нанокомпозита са кобалтом (Цо) и гвожђем (Фе) као материјалима за прелитизацију (прелитизацију) катодног материјала литијум јонских акумулатора.

Током првог циклуса пуњења или фазе формирања литијум-јонске батерије, органски електролит се распада да би на површини аноде настао чврста фаза.

Овим поступком се троши литијум из катоде и смањује се енергија за 5 до 20% укупног капацитета литијум јонске батерије.

Из тог разлога, испитивана је електрохемијска прелитизација катоде, која ствара електрохемијску екстракцију литијума из нанокомпозиције, који делује као донор литијума, чиме се избегава потрошња литијума из катоде.

ЛиФ / Цо и ЛиФ / Фе нанокомпозити имају висок капацитет донирања литијума катоди, лако их је синтетизовати, стабилан је у окружењу и батеријској обради.

Литијум јонска батерија. Аутор: Господин ち ゅ ら さ ​​ん. Литхиум_Баттери * фотографијски дан, август, 2005. * особа са фотографије Анеи. Извор: Викимедиа Цоммонс.

У разне сврхе

Литијум флуорид се користи као средство за заваривање, посебно алуминијум, и у облогама за заваривање шипки. Такође се користи у ћелијама за редукцију алуминијума.

Широко се користи у производњи наочара (попут сочива) у којима се коефицијент експанзије смањује. Такође се користи у изради керамике. Поред тога користи се у производњи емајла и стакластих лакова.

ЛиФ је компонента ракетних горива и горива за одређене врсте реактора.

ЛиФ се такође користи у светлосним диодама или фотонапонским компонентама, за убризгавање електрона у унутрашње слојеве.

Референце

1. Цоттон, Ф. Алберт и Вилкинсон, Геоффреи. (1980). Напредна неорганска хемија. Четврто издање. Јохн Вилеи & Сонс.
2. Америчка национална медицинска библиотека. (2019). Литијум флуорид. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов.
3. Обрик, Б. и др. (2008). Реакција различитих типова детектора ТЛ литијум-флуорида на високоенергетска мешана поља зрачења. Радиатион Меасурементс 43 (2008) 1144-1148. Опоравак од сциенцедирецт.цом.
4. Сун, И. и др. (2016). Ин ситу Хемијска синтеза литијум-флуорида / метал-нанокомпозита за прелитизацију катода високог капацитета. Нано Леттерс 2016, 16, 2, 1497-1501. Опоравак од пубс.ацс.орг.
5. Хеннесси, Ј. и Никзад, С. (2018). Таложење атомског слоја оптичких превлака литијум-флуоридним ултраљубичастим слојем. Инорганицс ​​2018, 6, 46. Преузето са мдпи.цом.