Атомная масса лития 7

Изото́пы лития — разновидности атомов (и ядер) химического элемента лития, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. На данный момент известны 9 изотопов лития и ещё 2 возбуждённых изомерных состояний некоторых его нуклидов, 10m1 Li − 10m2 Li.

В природе встречаются два стабильных изотопа лития: 6 Li (7,5 %) и 7 Li (92,5 %).

Наиболее устойчивый искусственный изотоп, 8 Li, имеет период полураспада 0,8403 с.

Экзотический изотоп 3 Li (трипротон), по-видимому, не существует как связанная система.

Содержание

Происхождение [ править | править код ]

7 Li является одним из немногих изотопов, возникших при первичном нуклеосинтезе (то есть в период от 1 секунды до 3 минут после Большого Взрыва [1] ) в количестве не более 10 −9 от всех элементов. [2] [3] Некоторое количество изотопа 6 Li, как минимум в десять тысяч раз меньшее, чем 7 Li, также образовано в первичном нуклеосинтезе [1] .

Примерно в десять раз больше 7 Li образовались в звёздном нуклеосинтезе. Литий является промежуточным продуктом реакции ppII, но при высоких температурах активно преобразуется (англ.) русск. в гелий [4] [5] .

Наблюдаемые соотношения 7 Li и 6 Li не сходятся с предсказанием стандартной модели первичного нуклеосинтеза ( standard BBN ). Данное расхождение известно как « primordial lithium problem ». [1] [6]

Разделение [ править | править код ]

Литий-6 имеет большее сродство с ртутью, чем литий-7. На этом основан процесс обогащения COLEX [7] . Альтернативный процесс — вакуумная дистилляция, происходящая при температурах около 550 °C.

Обычно разделение изотопов лития требовалось для военных ядерных программ (СССР, США, Китая). В настоящее время функционирующими мощностями по разделению обладают лишь Россия и Китай [7] .

Применение [ править | править код ]

Изотопы 6 Li и 7 Li обладают разными ядерными свойствами (сечение поглощения тепловых нейтронов, продукты реакций) и сфера их применения различна. Гафниат лития входит в состав специальной эмали, предназначенной для захоронения высокоактивных ядерных отходов, содержащих плутоний.

Литий-6 [ править | править код ]

Применяется в термоядерной энергетике.

При облучении нуклида 6 Li тепловыми нейтронами получается радиоактивный тритий 3 H:

3 6 Li + 0 1 n → 1 3 H + 2 4 He <displaystyle <>_<3>^<6>< extrm
>+<>_<0>^<1>< extrm >
ightarrow <>_<1>^<3>< extrm >+<>_<2>^<4>< extrm >>

Благодаря этому литий-6 может применяться как замена радиоактивного, нестабильного и неудобного в обращении трития как в военных (термоядерное оружие), так и в мирных (управляемый термоядерный синтез) целях. В термоядерном оружии обычно применяется дейтерид лития-6 6 LiD.

Перспективно также использование лития-6 для получения гелия-3 (через тритий) с целью дальнейшего использования в дейтерий-гелиевых термоядерных реакторах.

Литий-7 [ править | править код ]

Применяется в ядерных реакторах [8] . Благодаря очень высокой удельной теплоёмкости и низкому сечению захвата тепловых нейтронов жидкий литий-7 (часто в виде сплава с натрием или цезием) служит эффективным теплоносителем. Фторид лития-7 в сплаве с фторидом бериллия (66 % LiF + 34 % BeF₂) носит название «флайб» (FLiBe) и применяется как высокоэффективный теплоноситель и растворитель фторидов урана и тория в высокотемпературных жидкосолевых реакторах, и для производства трития.

Соединения лития, обогащённые по изотопу лития-7, применяются на реакторах PWR для поддержания водно-химического режима, а также в деминерализаторе первого контура. Ежегодная потребность США оценивается в 200—300 кг , производством обладают лишь Россия и Китай [7] .

• 5 — 9 классы
• Физика
• 6 баллов

рассчитайте энергию связи ядра атома лития (7/3 Li). масса протона 1,0073 а.е.м., масса нейтрона 1,0087 а.е.м., масса изотопа лития 7,01601 а.е.м.

• Попроси больше объяснений
• Следить
• Отметить нарушение

Ильнара 05.05.2012

Что ты хочешь узнать?

Ответ

Проверено экспертом

рассчитайте энергию связи ядра атома лития (7/3 Li). масса протона 1,0073 а.е.м., масса нейтрона 1,0087 а.е.м., масса изотопа лития 7,01601 а.е.м.

E=0,04069*931,5*10^6=37,902735*10^6 эВ = 37,9 МэВ

Общая характеристика лития

Литий достаточно широко распространен в земной коре. Наиболее ценны минералы сподумен LiAl(SiO₃)₂, амблигонитLiAl(PO₄)F и лепидолит Li₂Al₂(SiO₃)₃(F, OH)₂.

В виде простого вещества литий представляет собой металл серебристо-белого цвета (рис.1). Является самым легким из металлов (плотность 0,539 г/см 3 ). Мягкий и низкоплавкий (температура плавления 180,5 o С). Реакционноспособный; на воздухе покрывается оксидно-нитридной пленкой. Воспламеняется при умеренном нагревании (при температуре выше 200 o С); окрашивает пламя газовой горелки в темно-красный цвет. Сильный восстановитель; реагирует с водой, кислотами, неметаллами, аммиаком.

Рис. 1. Литий. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса лития

Поскольку в свободном состоянии литий существует в виде одноатомных молекул Li, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 6,941.

Изотопы лития

Литий в природе встречается в виде двух изотопов 7 Li (92,70%) и 6 Li (7,30%), однако иногда это соотношение нарушается за счет природного или искусственного фракционирования изотопов. Их массовые числа равны 7 и 6. Ядро атома лития 7 Li содержит три протона и четыре нейтрона, а атома 6 Li – такое же число протонов и три нейтрона.

Существует семь искусственных изотопов лития с массовыми числами от 4-х до 12-ти, из которых наиболее устойчивым является 8 Li с периодом полураспада равным 0,8403 с.

Ионы лития

По химической активности литий уступает некоторым металлам. Его стандартный электродный потенциал имеет наиболее отрицательное значение (- 3,05В) по сравнению со всеми другими металлами. Это обусловлено энтальпией гидратации иона Li + , что обеспечивает значительное смещение равновесия

в сторону ионизации металла.

Молекула и атом лития

В свободном состоянии литий существует в виде одноатомных молекул Li. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу лития:

«>