LITHIUM FLUORIDE: ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, PAGKUHA, GINAGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang lithium fluoride ay isang hindi organikong solid na may formula na kemikal na LiF. Binubuo ito ng mga Li ⁺ at F ^{- mga} Ion, na naka-link sa pamamagitan ng isang ionic bond. Ito ay matatagpuan sa maliit na halaga sa iba't ibang mga mineral, lalo na silicates tulad ng lepidolite, sa tubig sa dagat at sa maraming mga mineral na balon.

Ito ay malawak na ginagamit sa mga optical na aparato dahil sa kanyang transparency sa isang malawak na hanay ng mga haba ng daluyong, mula sa spectra ng infrared (IR) hanggang sa ultraviolet UV sa pamamagitan ng nakikita.

Ang Lepidolite, isang mineral na naglalaman ng maliit na halaga ng lithium fluoride LiF. Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ginamit din ito sa mga aparato upang makita ang mapanganib na radiation sa mga trabaho kung saan nakalantad sa kanila ang mga tao sa maikling panahon. Bilang karagdagan, ginagamit ito bilang isang materyal upang matunaw ang aluminyo o upang gumawa ng mga baso para sa mga lente o paningin at sa paggawa ng mga keramika.

Naghahain ito bilang isang materyal sa mga sangkap ng amerikana ng mga baterya ng lithium ion at upang maiwasan ang paunang pagkawala ng singil sa mga ito.

Istraktura

Ang Lithium fluoride ay isang ionic compound, iyon ay, na nabuo ng unyon ng Li ⁺ cation at ang F ^- anion . Ang puwersa na humahawak sa kanila nang magkasama ay electrostatic at tinatawag na ionic bond.

Kapag pinagsama ang lithium, nagbibigay ito ng isang elektron sa fluorine, na iniiwan ang kapwa sa isang mas matatag na porma kaysa sa paunang isa, tulad ng ipinaliwanag sa ibaba.

Ang elemento ng lithium ay may mga sumusunod na elektronikong pagsasaayos: 1s ² 2s ¹ at kapag ang isang elektron ay inilipat, ganito ang hitsura ng elektronikong istraktura: 1s ^{2 na} kung saan ay mas matatag.

Ang elemento ng fluorine na ang elektronikong pagsasaayos ay: 1s ² 2s ² 2p ⁵ , kapag tinatanggap ang elektron, nananatili itong form 1s ² 2s ² 2p ⁶ , mas matatag.

Pangngalan

- Lithium fluoride

- Fluorolithium

- Lithium monofluoride

Ari-arian

Pisikal na estado

White solid, na crystallizes sa kubiko istraktura, tulad ng sodium chloride NaCl.

Cubic na istraktura ng LiF lithium fluoride crystals. Benjah-bmm27. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ang bigat ng molekular

26 g / mol

Temperatura ng pagkatunaw

848.2 ºC

Punto ng pag-kulo

1673 ºC, bagaman bumabago ito sa 1100-1200 ºC

Density

2,640 g / cm ³

Refractive index

1.3915

Solubility

Bahagyang natutunaw sa tubig: 0.27 g / 100 g ng tubig sa 18 ºC; 0.134 g / 100 g sa 25 ° C. Natutunaw sa medium medium. Hindi matutunaw sa alkohol.

Iba pang mga pag-aari

Ang mga vapors nito ay nagpapakita ng dimeric (LiF) ₂ at trimeric (LiF) ₃ species . Sa hydrofluoric acid HF bumubuo ng lithium bifluoride LiHF ₂ ; na may lithium hydroxide ito ay bumubuo ng isang LiF.LiOH dobleng asin.

Koleksyon at lokasyon

Ang Lithium fluoride LiF ay maaaring makuha sa pamamagitan ng reaksyon sa pagitan ng hydrofluoric acid HF at lithium hydroxide LiOH o lithium carbonate Li ₂ CO ₃ .

Gayunpaman, naroroon ito sa maliit na halaga sa ilang mga mineral tulad ng lepidolite at sa tubig sa dagat.

Ang Lithium fluoride ay matatagpuan sa maliit na halaga sa tubig sa dagat. Adeeb Atwan. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Aplikasyon

Sa mga optical application

Ang LiF ay ginagamit sa anyo ng mga compact crystals sa infrared (IR) spectrophotometer dahil sa kanilang mahusay na pagkalat sa haba ng haba ng haba ng pagitan ng 4000 at 1600 cm ^-1 .

Ang mga malalaking kristal ng LiF ay nakuha mula sa mga puspos na solusyon ng asin na ito. Maaari itong palitan ang likas na fluorite crystals sa iba't ibang uri ng mga optical na aparato.

Ang malaki, dalisay na mga kristal ay ginagamit sa mga optical system para sa ultraviolet (UV), nakikita at ilaw ng IR at sa X-ray monochromators (0.03-0.38 nm).

Malaking kristal ng lithium fluoride LiF, sa loob ng isang beaker. V1adis1av. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ginagamit din ito bilang isang optical coating material para sa rehiyon ng UV dahil sa malawak na optical band na mas malaki kaysa sa iba pang mga metal fluorides.

Ang transparency nito sa malayong UV (90-200 nm) ay ginagawang perpekto bilang isang proteksiyon na patong sa mga salamin na aluminyo (Al). Ang LiF / Al mirrors ay ginagamit sa mga optical system teleskopyo para sa mga aplikasyon sa espasyo.

Ang mga coatings na ito ay nakamit ng pisikal na singaw ng singaw at pag-ubos ng layer sa antas ng atomic.

Sa ionizing o mapanganib na mga detektor ng radiation

Ang Lithium fluoride ay malawakang ginamit sa mga detector ng thermoluminescent para sa photon, neutron at β (beta) na butil na radiation.

Ang mga detektor ng thermoluminescent ay nakakatipid ng enerhiya ng radiation kapag nakalantad ito. Kalaunan, kapag pinainit sila, inilalabas nila ang naka-imbak na enerhiya sa anyo ng ilaw.

Para sa application na ito ang LiF ay pangkalahatan na doped na may mga impostor ng magnesium (Mg) at titanium (Ti). Ang mga impurities na ito ay bumubuo ng ilang mga antas ng enerhiya na kumikilos bilang mga butas kung saan ang mga elektron na pinakawalan ng radiation ay nakulong. Kapag ang materyal ay pagkatapos ay pinainit, ang mga elektron na ito ay bumalik sa kanilang orihinal na estado ng enerhiya, naglalabas ng ilaw.

Ang intensity ng ilaw na inilabas ay nakasalalay nang direkta sa enerhiya na nasisipsip ng materyal.

Ang mga detektor ng Thermoluminescent LiF ay matagumpay na nasubok upang masukat ang mga kumplikadong larangan ng radiation, tulad ng mga naroroon sa Malaking Hadron Collider, o LHC (para sa acronym ng English Malaki Hadron Collider), na matatagpuan sa European Organization for Nuclear Research, kilala bilang CERN (para sa acronym nito mula sa French Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire).

Ang mga radiasyon sa mga eksperimento na isinasagawa sa sentro ng pananaliksik na ito ay mayroong mga hadrons, neutron at elektron / positron, bukod sa iba pang mga uri ng mga subatomic particle, ang lahat ng ito ay maaaring makita kasama ang LiF.

Bilang isang materyal upang ma-preliterate ang katod ng mga baterya ng lithium

Ang LiF ay matagumpay na nasubok sa anyo ng mga nanocomposites na may kobalt (Co) at iron (Fe) bilang mga materyales para sa prelithiation (prelithiation) ng lithium ion battery cathode material.

Sa panahon ng unang yugto ng singil o pagbuo ng isang baterya ng lithium ion, ang organikong electrolyte ay nabubulok upang mabuo ang isang solidong yugto sa ibabaw ng anode.

Kinukuha ng prosesong ito ang lithium mula sa katod at binabawasan ang enerhiya ng 5 hanggang 20% ​​ng kabuuang kapasidad ng baterya ng lithium ion.

Para sa kadahilanang ito, ang pagsisimula ng electrochemical ng katod ay naimbestigahan, na bumubuo ng isang electrochemical pagkuha ng lithium mula sa nanocomposite, na kumikilos bilang isang lithium donor, kaya iniiwasan ang pagkonsumo ng lithium mula sa katod.

Ang LiF / Co at LiF / Fe nanocomposites ay may mataas na kakayahan upang mag-donate ng lithium sa katod, na madaling mag-synthesize, matatag sa mga kondisyon ng kapaligiran at pagproseso ng baterya.

Baterya ng Lithium ion. May-akda: G. ち ゅ ら さ ​​ん. Lithium_Battery * araw ng pagkuha ng litrato, Agosto, 2005 * tao ng litrato na si Aney. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Sa iba't ibang gamit

Ang Lithium fluoride ay ginagamit bilang isang welding flux, lalo na ang aluminyo, at sa mga coatings para sa mga welding rod. Ginagamit din ito sa mga cell ng pagbabawas ng aluminyo.

Malawakang ginagamit ito sa paggawa ng mga baso (tulad ng mga lente) kung saan nababawasan ang koepisyent ng pagpapalawak. Ginagamit din ito sa paggawa ng mga keramika. Bilang karagdagan, ginagamit ito sa paggawa ng mga enamels at vitreous varnish.

Ang LiF ay isang bahagi ng mga rocket fuels at fuels para sa ilang mga uri ng mga reaktor.

Ginagamit din ang LiF sa mga diode na nagpapagaan ng ilaw o mga sangkap na photovoltaic, para sa pag-iniksyon ng mga electron sa mga panloob na layer.

Mga Sanggunian

1. Cotton, F. Albert at Wilkinson, Geoffrey. (1980). Advanced na Diorganikong Chemistry. Pang-apat na Edisyon. John Wiley at Mga Anak.
2. US National Library of Medicine. (2019). Lithium Fluoride. Nabawi mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Obryk, B. et al. (2008). Ang tugon ng iba't ibang uri ng mga detector ng TL lithium fluoride sa mga patlang na may mataas na enerhiya na halo-halong radiation. Pagsukat sa Radiation 43 (2008) 1144-1148. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
4. Araw, Y. et al. (2016). Sa Situ Chemical Synthesis ng Lithium Fluoride / Metal Nanocomposite para sa Mataas na Kapasidad Prelithiation ng mga Cathode. Nano Sulat 2016, 16, 2, 1497-1501. Nabawi mula sa pubs.acs.org.
5. Hennessy, J. at Nikzad, S. (2018). Atomic Layer Deposition ng Lithium Fluoride Optical Coatings para sa Ultraviolet. Mga Organikong 2018, 6, 46. Nabawi mula sa mdpi.com.