Elemento químico · metal alcalino
Litio
Metal blando y altamente reactivo, usado principalmente en baterías recargables.
Propiedades rápidas
- Nº atómico
- 3
- Peso atómico
- 6.94
- Grupo
- 1
- Periodo
- 2
- Estado
- sólido
- Bloque
- S
- Valencia
- +1
- Tipo
- metal alcalino
Qué es el litio
El litio es un metal alcalino ligero y altamente reactivo, conocido por su papel crucial en la tecnología moderna, especialmente en baterías recargables. Su capacidad para almacenar energía eficientemente lo convierte en un componente esencial para dispositivos electrónicos y vehículos eléctricos. Además, su uso en la industria farmacéutica como estabilizador del ánimo lo hace aún más relevante en la medicina actual.
Para qué sirve el litio
Baterías recargables
El litio es fundamental en la fabricación de baterías de iones de litio, utilizadas en teléfonos móviles, ordenadores portátiles y vehículos eléctricos, debido a su alta densidad energética y capacidad de recarga.
Tratamiento bipolar
En medicina, el litio se utiliza para tratar trastornos bipolares. Actúa como estabilizador del estado de ánimo, ayudando a reducir episodios de manía y depresión.
Aleaciones ligeras
El litio se utiliza en aleaciones con aluminio y magnesio para producir materiales ligeros y resistentes, ideales para la industria aeroespacial y automovilística.
Vidrios y cerámicas
Se emplea en la fabricación de vidrios y cerámicas especiales, mejorando su resistencia al calor y su durabilidad, lo que es útil en aplicaciones industriales y domésticas.
Datos del litio
- Número atómico (Z)
- 3
- Masa atómica
- 6,94 u
- Punto de fusión
- 180,5 °C
- Punto de ebullición
- 1342 °C
- Densidad
- 0,534 g/cm³ (el metal sólido menos denso de la tabla)
- Electronegatividad (Pauling)
- 0,98
- Radio atómico
- 152 pm
- Energía de 1ª ionización
- 520,2 kJ/mol
- Afinidad electrónica
- 59,6 kJ/mol
- Dureza (Mohs)
- 0,6
- Estructura cristalina
- cúbica centrada en el cuerpo (BCC)
- Color / aspecto
- blanco plateado brillante (se ennegrece rápido con el aire)
- Origen del nombre
- del griego «líthos» (piedra), porque se aisló de un mineral pétreo (petalita)
- Descubrimiento
- 1817 · Johan August Arfwedson (descubrimiento); Humphry Davy aisló el metal en 1818 (Suecia)
Propiedades del litio
Propiedades físicas
El litio es un metal blando, de color plateado y con una densidad de aproximadamente 0.53 g/cm³, lo que lo hace el metal más ligero. Tiene un punto de fusión de 180.5 °C y un punto de ebullición de 1342 °C. Es un buen conductor del calor y la electricidad.
Propiedades químicas
Químicamente, el litio es altamente reactivo, especialmente con agua, formando hidróxido de litio y liberando hidrógeno. Combina fácilmente con halógenos para formar sales. Su estado de oxidación más común es +1. Debe manejarse con precaución debido a su reactividad.
Configuración electrónica
La configuración electrónica abreviada del litio es:
[He] 2s¹
En notación desarrollada completa:
1s² 2s¹
El litio distribuye sus 3 electrones siguiendo las reglas de Aufbau, Hund y el principio de exclusión de Pauli. Los electrones del último nivel energético (los electrones de valencia) son los responsables de las propiedades químicas del elemento.
Estados de oxidación y valencias del litio
| Estado | Ejemplo(s) | Frecuencia |
|---|---|---|
| +1 | Li₂O, LiCl, Li₂CO₃, LiOH, LiH, Li₃N | único |
Si lo que necesitas es formular, en la página de la valencia del litio está cada estado de oxidación con su ejemplo resuelto y de dónde sale a partir de la configuración electrónica.
Historia del litio
El litio fue descubierto por el químico sueco Johan August Arfwedson en 1817 mientras analizaba un mineral llamado petalita. Aunque no pudo aislar el metal, identificó un nuevo elemento. Fue William Thomas Brande quien logró aislarlo en 1821 mediante electrólisis. El nombre 'litio' proviene del griego 'lithos', que significa piedra, reflejando su origen mineral, a diferencia de otros metales alcalinos que se encuentran en plantas.
Cómo se obtiene el litio
El litio se obtiene de dos fuentes principales: salmueras de salares andinos (triángulo del litio Chile-Argentina-Bolivia, con el Salar de Atacama y el Salar de Uyuni a la cabeza) y minerales de roca dura como espodumeno (LiAlSi₂O₆), petalita y lepidolita (Australia, China). De las salmueras se concentra el LiCl por evaporación solar (12-18 meses en piscinas), se precipita Li₂CO₃ con Na₂CO₃ y se purifica. Para metal puro se hace electrólisis de un fundido eutéctico LiCl + KCl a 450 °C. La demanda mundial se ha disparado por las baterías de ion-litio (~70 % del litio actual va a baterías).
Compuestos habituales
| Fórmula | Nombre | Descripción |
|---|---|---|
| Li2CO3 | Carbonato de litio | Utilizado en el tratamiento de trastornos bipolares y en la producción de cerámicas. |
| LiOH | Hidróxido de litio | Empleado en la purificación de gases y en la fabricación de lubricantes de alta temperatura. |
| LiCl | Cloruro de litio | Usado en la producción de aire acondicionado y en la fabricación de cerámica. |
Dónde se encuentra el litio
El litio se encuentra en la naturaleza principalmente en minerales como la espodumena y la petalita. También se extrae de salmueras en salares, especialmente en regiones como el Salar de Uyuni en Bolivia. Aunque no es abundante en la corteza terrestre, su presencia en ciertos minerales y salmueras facilita su extracción.
Isótopos del litio
| Isótopo | Masa | Abundancia | Vida media |
|---|---|---|---|
| Li-6 | 6,01512 u | 7,59 % | estable |
| Li-7 | 7,01600 u | 92,41 % | estable |
| Li-8 | 8,02249 u | — | 839 ms |
| Li-11 | 11,04372 u | — | 8,75 ms |
Curiosidades sobre el litio
-
El litio es tan ligero que puede flotar en el agua, aunque su alta reactividad hace que reaccione violentamente con ella.
-
Se estima que las reservas de litio en el mundo son suficientes para satisfacer la demanda global durante varias décadas, aunque su extracción es un desafío ambiental.
-
El litio es uno de los tres elementos, junto con el hidrógeno y el helio, que se formaron en los primeros minutos después del Big Bang.
El litio en la tabla periódica
- Tipo: metal alcalino.
- Grupo: grupo 1 (metales alcalinos).
- Periodo: 2.
- Bloque: S (el último electrón se aloja en un orbital de tipo s).
- Valencia principal: +1.
Compara con el resto de metales alcalinos o con los elementos del periodo 2.
Diferencias entre litio y sodio
Litio y sodio son los dos metales alcalinos más usados, ambos del grupo 1 con valencia única +1. La diferencia más visible es el tamaño y la reactividad: el sodio es más grande, más blando y mucho más reactivo con el agua (el Na arde con llama amarilla y explota fácilmente; el Li reacciona pero sin inflamarse). Otra peculiaridad: el litio es el único alcalino que reacciona directamente con N₂ formando nitruro Li₃N a temperatura ambiente, una rareza química. En densidad, el Li (0,534) es la mitad que el Na (0,971) y tres veces menos denso que el agua: flota sobre cualquier líquido común. En medicina, el carbonato de litio (Li₂CO₃) trata el trastorno bipolar; ningún equivalente con sodio.
Consulta también la ficha completa del sodio (Na).
Otros elementos del grupo 1 (metales alcalinos)
Otros elementos del periodo 2
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Errores frecuentes en exámenes (EBAU / ESO)
-
⚠Pensar que el litio reacciona violentamente con el agua como el sodio o el potasio.
El litio sí reacciona con el agua (Li + H₂O → LiOH + ½ H₂), pero de forma mucho más suave que el sodio o el potasio: no se inflama espontáneamente. La reactividad de los alcalinos aumenta hacia abajo del grupo al disminuir la energía de ionización.
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⚠Confundir el «litio» del medicamento con el litio metálico.
El medicamento para el trastorno bipolar es carbonato de litio (Li₂CO₃) o citrato de litio, sales solubles. El litio metálico es altamente reactivo y peligroso: jamás se administra como metal. La acción farmacológica viene del ion Li⁺ en plasma sanguíneo.
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⚠Asumir que las baterías son «de litio» (metálicas).
Las baterías recargables de los móviles son de ion-litio (Li-ion): el litio circula entre electrodos como ion Li⁺, nunca como metal. Las baterías primarias (no recargables) de cámaras y marcapasos sí pueden contener litio metálico, pero es minoritario.
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⚠Olvidar el Li₃N como excepción del grupo 1.
El litio es el único metal alcalino que reacciona directamente con N₂ atmosférico a temperatura ambiente formando nitruro de litio (Li₃N), un sólido rojo púrpura. Ni el Na, K, Rb ni Cs lo hacen. Es un punto típico de examen de ESO/Bachillerato.