| 리튬 | |
|---|---|
| 원소 정보 | |
| 기호 | Li |
| 원자 번호 | 3 |
| 전자 수 | 2, 1 (준위별) |
| 원자의 성질 | |
| 원자 질량 | 6.941 Da |
| 반지름 | 원자 167 pm |
| 전기 음성도 | 0.98 (폴링 척도) |
| 이온화 에너지 |
1차 |
| 물리적 성질 | |
| 상태 (STP) | 고체 |
| 밀도 | 0.534 g/cm3 |
| 결정 구조 | 체심 입방정계 |
| 녹는점 | 180.50 °C |
| 끓는점 | 1330 °C |
| 융해열 | 3.00 kJ/mol |
| 기화열 | 147.1 kJ/mol |
알칼리 금속 2주기에 속한 원소로 원자번호는 3이다. 리튬이란 명칭은 '돌'을 뜻하는 그리스어 리토스(lithos)에서 따온 것이다. 리튬은 가장 밀도가 낮은 고체 원소이다. 자연에서는 화합물 상태로만 존재하며, 순수한 리튬은 연한 광택이 나는 은백색 금속이다.
1800년, 브라질의 화학자이자 정치가인 주세 보니파시우 지 안드라다 이 실바(José Bonifácio de Andrada e Silva)가 리튬 장석(petalite, LiAlSi4O10)라는 광물을 스웨덴의 Utö섬에서 발견한다. 하지만 리튬의 존재는 1817년, 요한 아르프베드손(Johan August Arfwedson)이라는 화학자가 발견하게 된다. 순수한 리튬 원소는 1818년 영국의 화학자 험프리 데이비가 최초로 전기분해를 통해 추출하였다.
리튬은 유독 볼리비아에 매우 많이 매장되어 있다. 전 세계 매장량의 약 절반이 볼리비아에 있다. 이 때문에 대한민국은 2010년 8월 26일에 볼리비아 리튬자원개발에 공동참여하는 MOU를 체결하기도 하였다. 하지만 현재로선 모두 유명무실해진 상황이다.[1]
특성[편집 | 원본 편집]
밀도가 매우 낮기 때문에 물에 뜰 수 있는 금속이다. 물에 뜰 수 있는 다른 금속으로는 소듐(나트륨)이 유일하다. 리튬은 반응성이 매우 높은 알칼리 금속이라서 물 위에 떠 있다면 물과 빠른 속도로 반응해 수소 기체를 방출하게 된다.
리튬은 안정한 헬륨의 전자배치에 추가적으로 1개의 전자가 더 높은 에너지 상태에 있다. 이 추가적인 전자는 쉽게 이온화 될 수 있으나, 전자가 원자핵에 가까이 있으므로 알칼리 금속 중에서는 이온화 에너지가 가장 크고, 반응성이 가장 낮다.
알칼리 금속 원소들은 불꽃 반응으로 진한 색을 내는데, 리튬 불꽃은 진한 붉은색이다. LI+ 이온의 반경은 마그네슘 이온(Mg2+)의 반경과 비슷하고, 리튬의 화학적 성질은 마그네슘과 비슷하다.
동위원소[편집 | 원본 편집]
리튬의 안정한 동위원소로는 6Li와 7Li 두 가지가 있는데, 자연 상태에서는 7Li가 92.4%를 차지한다. 이들의 핵 결합에너지는 비교적 낮다. 리튬의 여러 방사능 동위원소들이 핵 반응으로 만들어졌으며, 이중 반감기가 비교적 긴 것이 8Li (반감기 0.838 초)와 9Li (반감기 0.178 초)이다.
용도[편집 | 원본 편집]
- 2차세계대전 무렵까지의 리튬의 주 용도는 윤활제나 유리 첨가물로 사용되었었다.
- 냉전 이전에는 수소폭탄의 제조를 위한 용도로 주로 사용되었다. 트리튬을 얻는 방법 중 하나가 리튬에 중성자를 포획시켜서 헬륨과 트리튬을 생성하는 것이기 때문. 문제는 트리튬은 반감기가 짧아서 지속적으로 보충을 해 주어야 하기 때문에 이 시기를 거치면서 리튬의 수요가 급증하게 된다.
- 2000년대 이후 2차전지 산업의 규모가 커지면서 리튬전지의 제조가 리튬의 주 용도로 자리하게 된다.
의학적 목적[편집 | 원본 편집]
처음 리튬의 의학적 목적은 현대의학으로 보면 매우 웃긴거였다. 즉 요산을 중화시킨다는 목적에서 리튬을 써먹었다. 그러다가 호주의 정신의학자인 John Cade가 리튬이 진정작용을 한다는걸 알게 되었다. 정확하겐 기니피그에 리튬을 주사했더니 기니피그가 멍을 때리더란다... 그래서 자기가 근무하던 병원에서 정줄 반 나간 양극성 장애 환자에게 리튬을 먹였더니 정줄을 잡았다. 그리고 이중맹검법 등으로 리튬이 양극성 장애에 쓰이게 되었다.
리튬은 신경세포 자체에 직접 공략을 하는데, 대충 신경세포를 공략하여 신경세포가 파괴되는걸 막아준다는 실험과 연구결과가 있다. 즉, 세로토닌을 늘리면서(울증) 도파민은 적절히 조절(조증)하는... 너무 많은 기전들과 연구로 인해서 왜 리튬이 이런 작용을 하는지는 모른다. 심지어 리튬이 알츠하이머병 진행을 느리게 한다는 연구결과도 나왔다(...)
리튬은 보통 리튬염(Lithium Salt)의 형태로 출시된다. 대한민국에서도 탄산리튬이 약으로 쓰이고 있으며, WHO 필수 의약품[2] 리튬의 이런 스테빌라이저(감정 조절)는 다른 면으로 퍼지기도 하는데, 예를들어 리튬이 높은 지역의 경우나 리튬 치료를 받는 경우 자살이 적다. 얼마나 적냐 하면, 거의 매달 두세번씩 자살기도로 인해 112와 119가 밀어닥치던 사람이 리튬을 먹고 자살시도를 하려고 하니까 안되는 괴랄한 경우가... 또한 리튬이 양극성 장애를 억제하기에 예방적으로 처방하기도 한다. 리튬은 다른 정신과 약과 같이 치료는 못하고, 증상만 억제하기 때문... 그래서 전세계 리튬 생산량의 2%는 이런 의약품에 쓰인다.
물론, 리튬은 엄청난 부작용이 있는데 리튬이 효력을 내는 위치나 부작용의 위치가 매우 동일한터라 정밀한 모니터링이 필요하다. 리튬의 부작용은 졸음, 혼돈, 비자발적 흔들림(떨림), 근육 단일수축, 메스꺼움, 구토, 설사, 목마름, 과도한 배뇨, 체중 증가 등이 있다. 여튼 매우 조심해서 다뤄야 할 대상...
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