Гидрид лития

Гидрид лития — неорганическое бинарное соединение щелочного металла лития и водорода. В расплавленном состоянии восстанавливает оксиды металлов и неметаллов. Под действием рентгеновского и ультрафиолетового излучения окрашивается в голубой цвет. Также возможен дейтерид лития с формулой LiD, применяемый в качестве горючего в термоядерных бомбах.

Гидрид лития
Общие
Систематическое наименование	гидрид лития
Традиционные названия	гидрид лития, водородистый литий
Хим. формула	LiH
Рац. формула	LiH
Физические свойства
Состояние	твердое
Молярная масса	7,95 г/моль
Плотность	0,82 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	692 °C
Энтальпия
• образования	-90,7 кДж/моль
• плавления	−21,8 кДж/моль
Удельная теплота плавления	21,8 Дж/кг
Давление пара	0 ± 1 мм рт.ст.[1]
Химические свойства
Растворимость
• в воде	реагирует с водой
Классификация
Рег. номер CAS	7580-67-8
PubChem	62714
Рег. номер EINECS	231-484-3
SMILES	[H-].[Li+]
InChI	InChI=1S/Li.H/q+1;-1 SRTHRWZAMDZJOS-UHFFFAOYSA-N
RTECS	OJ6300000
ChemSpider	56460
Безопасность
Предельная концентрация	0,1 мг/м³
ЛД50	100-143 мг/кг
Токсичность	высокая
Пиктограммы ECB
NFPA 704	2 3 2 W
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Получение

Гидрид лития получают реакцией синтеза непосредственно из элементов лития и водорода:

${\displaystyle {\mathsf {2Li+H_{2}\ {\xrightarrow {500-700^{o}C}}\ 2LiH}}}$

или восстановлением нитрида лития водородом:

${\displaystyle {\mathsf {Li_{3}N+3H_{2}\ {\xrightarrow {300^{o}C}}\ 3LiH+NH_{3}}}}$

Физические свойства

Белый, лёгкий порошок, плавится без разложения в инертной атмосфере. Образует бесцветные кристаллы кубической сингонии, пространственная группа F m3m, параметры ячейки a = 0,4083 нм, Z = 4, структура типа NaCl.

Под действием излучения от видимого до рентгеновского кристаллы окрашиваются в интенсивный голубой цвет из-за образования твёрдого коллоидного раствора металлического лития в гидриде лития.

Слабо растворим в диэтиловом эфире.

Химические свойства

Растрескавшиеся кристаллы гидрида лития

Гидрид лития относительно устойчив в сухом воздухе. Парами воды быстро гидролизуется (с водой реакция идёт бурно, возможно самовоспламенение):

${\displaystyle {\mathsf {LiH+H_{2}O\ {\xrightarrow {\ \ \ }}\ LiOH+H_{2}}}}$

При нагревании выше 850°С (а в вакууме до 450°С) начинает распадаться на элементы:

${\displaystyle {\mathsf {2LiH\ {\xrightarrow {850^{o}C}}\ 2Li+H_{2}}}}$

Электролизом расплава также можно разложить гидрид лития на элементы, при этом водород выделяется на аноде, т.е. в расплаве происходит электролитическая диссоциация:

${\displaystyle {\mathsf {LiH\ \rightleftarrows \ Li^{+}+H^{-}}}}$

С кислородом и азотом начинает взаимодействовать только при нагревании и результат зависит от температуры:

${\displaystyle {\mathsf {4LiH+O_{2}\ {\xrightarrow {300-350^{o}C}}\ 2Li_{2}O+2H_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {2LiH+O_{2}\ {\xrightarrow {400-500^{o}C}}\ 2LiOH}}}$

${\displaystyle {\mathsf {4LiH+N_{2}\ {\xrightarrow {300-350^{o}C}}\ 2Li_{2}NH+H_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {3LiH+N_{2}\ {\xrightarrow {400-500^{o}C}}\ Li_{3}N+NH_{3}}}}$

Реагирует с другими неметаллами (C, P, S, Si):

${\displaystyle {\mathsf {2LiH+4C\ {\xrightarrow {400^{o}C}}\ Li_{2}C_{2}+C_{2}H_{2}}}}$

Восстанавливает оксиды металлов и неметаллов:

${\displaystyle {\mathsf {4LiH+3SiO_{2}\ {\xrightarrow {200^{o}C}}\ 2Li_{2}SiO_{3}+Si+2H_{2}}}}$

Может образовывать двойные гидриды:

${\displaystyle {\mathsf {4LiH+AlCl_{3}\ {\xrightarrow {\ \ }}\ Li[AlH_{4}]+3LiCl}}}$

Взаимодействие с аммиаком:

 ${\displaystyle {\mathsf {LiH+NH_{3}\ {\xrightarrow {350^{o}C}}\ LiNH_{2}+H_{2}}}}$
 
 ${\displaystyle {\mathsf {LiH+NH_{3}\ \xrightarrow {-40^{o}C} \ LiNH_{2}+H_{2}}}}$

Взаимодействие с галогенами:

 ${\displaystyle {\mathsf {LiH+Cl_{2}\ \xrightarrow {450^{o}C} \ LiCl+HCl}}}$

Применение

Используется как осушитель, как сырье для производства алюмогидрида лития (сильный восстановитель, используемый в органическом синтезе), как замедлитель в радиационных защитах ядерных реакторов. Также гидрид лития используется как легкий и портативный источник водорода для аэростатов и спасательного снаряжения.

Дейтерид лития-6

Дейтерид лития-6 ⁶LiD (или ⁶Li²H) используется как термоядерное топливо в термоядерном оружии.

Безопасность

Вещество токсично. ПДК 0,03 мг/дм³. При контакте с кожей и слизистыми оболочками (в чистом виде) гидрид лития может вызвать химический ожог.

ЛД50 на белых мышах — 140—143 мг/кг.

Имелись также данные о том, что гидрид лития является генетическим ядом, а также — антагонистом ионов натрия, которые, в свою очередь и являются обязательным макроэлементом для живых организмов.

См.также

• Гидрид-ион

Примечания

1. http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0371.html

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1971. — Т. 1. — 561 с.