Соединения лития с кислородом

Оксид лития Li₂O – бесцветное кристаллическое вещество, имеющее кубическую гранецентрированную решетку типа флюорита, CaF₂ (a = 4,628 Ǻ, Z = 4); плотность 2,013 г/см³ (25 ºC), температура плавления 1427 ºC, кипения – около 2000 ºC; термически устойчивое соединение, выше 1000 ºC начинается сублимация. Оксид лития получается при непосредственном окислении металлического лития при температуре выше 200 ºC, а также разложением карбоната Li₂CO₃, нитрата LiNO₃, гидроксида LiOH в токе сухого водорода выше 800 ºC. Существует также пероксид лития, Li₂O₂, который получают косвенным путем по реакции пероксида водорода со спиртовым раствором LiOH; образующийся гидрат пероксида лития разрушают нагреванием в вакууме:

300ºC

2LiOH + 2H₂O₂ + H2O = 2LiOOH + 3H2O (2)

2LiOOH + 3H₂O → Li₂O₂ + 4H₂O + ½O2 (3)

Выше 350 ºC пероксид лития распадается на оксид и воду.

Оксид лития, Li₂O, легко, но менее энергично, чем оксиды других щелочных элементов, взаимодействует с водой с образованием гидроксида, LiOH; реакция сопровождается сильным разогреванием; LiOH поглощает CO₂ из воздуха, образуя карбонат, Li₂CO₃. Оксид лития разрушает большинство даже коррозионно устойчивых материалов. Ниже 1000 ºС устойчивы против Li₂O никель Ni; золото Au; и платина Pt; выше 1000 ºС – сплав платины с 40 % родия.

Оксид лития с оксидами переходных элементов IV и V-ой групп периодической системы образует многочисленные соединения, из которых наибольший интерес представляют ниобат и танталат лития, LiNbO₃ и LiTaO₃. Эти соединения относятся к группе сегнетоэлектриков с общей формулой ABO₃ и обладают комплексом разнообразных свойств. Интересны в практическом плане соединения лития и алюминия. Из водных щелочных растворов выделяется плохо растворимый алюминат лития LiAlO₂. Изучение системы Li₂O – Al₂O₃ – H₂O (50ºС) показало, что равновесной твердой фазой является фаза переменного состава (1-x)Li₂O∙Al₂O₃∙nH₂O, x=0,12–0,21; n=8. Алюминат лития используется для выделения лития из разбавленных растворов.

Гидроксид лития LiOH – бесцветное вещество, кристаллизуется в тетрагональной сингонии (a = 3,549 Ǻ; c = 4,334 Ǻ); плотность (25 ºС) – 2,54 г/см3. Температура плавления 473 ºС, температура кипения 924 ºС (разлагается) (табл. 2).

Таблица 2