LITHIUM FLORUA: CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT, THU ĐƯỢC, SỬ DỤNG - HÓA HỌC - 2026

Các florua lithium là một chất vô cơ rắn với công thức hóa học LiF. Nó được tạo thành từ các ion Li ⁺ và F ^- , được liên kết thông qua một liên kết ion. Nó được tìm thấy với một lượng nhỏ trong các khoáng chất khác nhau, đặc biệt là silicat như lepidolit, trong nước biển và nhiều giếng khoáng.

Nó đã được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị quang học do tính trong suốt của nó đối với một loạt các bước sóng, từ phổ hồng ngoại (IR) đến tia cực tím UV thông qua khả kiến.

Lepidolite, một khoáng chất có chứa một lượng nhỏ liti florua LiF. Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0. Nguồn: Wikimedia Commons.

Nó cũng đã được sử dụng trong các thiết bị để phát hiện bức xạ nguy hiểm trong những công việc mà mọi người tiếp xúc với chúng trong thời gian ngắn. Ngoài ra, nó còn được dùng làm vật liệu để nấu chảy nhôm hoặc làm kính cho thấu kính hoặc kính đeo mắt và trong sản xuất đồ gốm.

Nó đóng vai trò như một vật liệu để phủ các thành phần của pin lithium ion và để ngăn chặn sự mất điện tích ban đầu của chúng.

Kết cấu

Lithium fluoride là một hợp chất ion, nghĩa là, hình thành bởi sự kết hợp của Li ⁺ cation và F ^- anion . Lực giữ chúng lại với nhau là lực tĩnh điện và được gọi là liên kết ion.

Khi liti kết hợp, nó nhường một điện tử cho flo, để lại cả hai ở dạng ổn định hơn dạng ban đầu, như được giải thích bên dưới.

Nguyên tố liti có cấu hình điện tử sau: 1s ² 2s ¹ và khi một điện tử được chuyển đi, cấu trúc điện tử trông như sau: 1s ² bền hơn nhiều.

Nguyên tố flo có cấu hình điện tử là: 1s ² 2s ² 2p ⁵ khi nhận electron vẫn có dạng 1s ² 2s ² 2p ⁶ , bền hơn.

Danh pháp

- Lithium florua

- Fluorolithium

- Lithium monofluoride

Tính chất

Tình trạng thể chất

Chất rắn màu trắng, kết tinh theo cấu trúc lập phương, giống như natri clorua NaCl.

Cấu trúc khối của tinh thể LiF liti florua. 27. Nguồn: Wikimedia Commons.

Trọng lượng phân tử

26 g / mol

Độ nóng chảy

848,2 ºC

Điểm sôi

1673 ºC, mặc dù nó bay hơi ở 1100-1200 ºC

Tỉ trọng

2,640 g / cm ³

Chỉ số khúc xạ

1,3915

Độ hòa tan

Ít tan trong nước: 0,27 g / 100 g nước ở 18ºC; 0,134 g / 100 g ở 25 ° C. Hòa tan trong môi trường axit. Không tan trong rượu.

Các tài sản khác

Hơi của nó có dạng dimeric (LiF) ₂ và trimeric (LiF) ₃ . Với axit flohidric HF tạo thành liti biflorua LiHF ₂ ; với hiđroxit liti nó tạo thành muối kép LiF.LiOH.

Bộ sưu tập và vị trí

Liti florua LiF có thể thu được bằng phản ứng giữa axit flohidric HF và liti hydroxit LiOH hoặc liti cacbonat Li ₂ CO ₃ .

Tuy nhiên, nó có mặt với một lượng nhỏ trong một số khoáng chất như lepidolit và trong nước biển.

Liti florua được tìm thấy với một lượng nhỏ trong nước biển. Adeeb Atwan. Nguồn: Wikimedia Commons.

Các ứng dụng

Trong các ứng dụng quang học

LiF được sử dụng ở dạng tinh thể nhỏ gọn trong máy quang phổ hồng ngoại (IR) do khả năng phân tán tuyệt vời của chúng trong dải bước sóng từ 4000 đến 1600 cm ^-1 .

Các tinh thể lớn của LiF thu được từ các dung dịch bão hòa của muối này. Nó có thể thay thế các tinh thể fluorit tự nhiên trong các loại thiết bị quang học.

Các tinh thể lớn, tinh khiết được sử dụng trong các hệ thống quang học đối với tia cực tím (UV), ánh sáng nhìn thấy và IR và trong bộ đơn sắc tia X (0,03-0,38 nm).

Tinh thể liti florua LiF lớn, bên trong cốc. V1adis1av. Nguồn: Wikimedia Commons.

Nó cũng được sử dụng làm vật liệu phủ quang học cho vùng UV do dải quang học rộng, lớn hơn so với các florua kim loại khác.

Độ trong suốt của nó đối với tia cực tím xa (90-200 nm) khiến nó trở nên lý tưởng như một lớp phủ bảo vệ trên gương nhôm (Al). Gương LiF / Al được sử dụng trong hệ thống kính viễn vọng quang học cho các ứng dụng trong không gian.

Các lớp phủ này đạt được bằng cách lắng đọng hơi vật lý và lắng đọng lớp ở cấp độ nguyên tử.

Trong máy dò bức xạ ion hóa hoặc nguy hiểm

Lithium florua đã được sử dụng rộng rãi trong các máy dò nhiệt phát quang cho bức xạ hạt photon, neutron và hạt β (beta).

Đầu báo phát quang nhiệt tiết kiệm năng lượng của bức xạ khi chúng tiếp xúc với nó. Sau đó, khi chúng được đốt nóng, chúng sẽ giải phóng năng lượng được lưu trữ dưới dạng ánh sáng.

Đối với ứng dụng này, LiF thường được pha tạp chất magiê (Mg) và titan (Ti). Các tạp chất này tạo ra các mức năng lượng nhất định hoạt động như các lỗ trống nơi các điện tử do bức xạ giải phóng bị giữ lại. Khi vật liệu được đốt nóng sau đó, các electron này trở lại trạng thái năng lượng ban đầu, phát ra ánh sáng.

Cường độ ánh sáng phát ra phụ thuộc trực tiếp vào năng lượng mà vật liệu hấp thụ.

Máy dò LiF phát quang nhiệt đã được thử nghiệm thành công để đo các trường bức xạ phức tạp, chẳng hạn như các trường bức xạ hiện diện trong Máy va chạm Hadron Lớn, hoặc LHC (từ viết tắt của Máy va chạm Hadron Lớn trong tiếng Anh), nằm trong Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân Châu Âu, được biết đến. như CERN (từ viết tắt của nó từ Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire của Pháp).

Bức xạ trong các thí nghiệm được thực hiện ở trung tâm nghiên cứu này có mặt các hạt hadron, neutron và electron / positron, trong số các loại hạt hạ nguyên tử khác, tất cả đều có thể được phát hiện bằng LiF.

Làm vật liệu để mài mòn trước cực âm của pin lithium

LiF đã được thử nghiệm thành công ở dạng nanocompozit với coban (Co) và sắt (Fe) làm vật liệu cho quá trình nung chảy sơ bộ (prelithiation) vật liệu catốt pin lithium ion.

Trong chu kỳ sạc đầu tiên hoặc giai đoạn hình thành của pin lithium ion, chất điện phân hữu cơ bị phân hủy tạo thành pha rắn trên bề mặt cực dương.

Quá trình này tiêu thụ lithium từ cực âm và giảm năng lượng từ 5 đến 20% tổng dung lượng của pin lithium ion.

Vì lý do này, quá trình tạo sơ bộ điện hóa của catốt đã được nghiên cứu, điều này tạo ra quá trình chiết xuất điện hóa của lithium từ tổ hợp nano, hoạt động như một nhà tài trợ lithium, do đó tránh tiêu thụ lithium từ catốt.

Vật liệu tổ hợp nano LiF / Co và LiF / Fe có khả năng tặng liti vào cực âm cao, dễ tổng hợp, ổn định trong điều kiện môi trường và xử lý pin.

Pin Lithium ion. Tác giả: Ông ち ゅ ら さ ​​ん. Lithium_Battery * ngày nhiếp ảnh, tháng 8 năm 2005 * nhiếp ảnh gia Aney. Nguồn: Wikimedia Commons.

Trong các mục đích sử dụng khác nhau

Lithium florua được sử dụng làm chất trợ hàn, đặc biệt là nhôm, và trong lớp phủ cho que hàn. Nó cũng được sử dụng trong các tế bào khử nhôm.

Nó được sử dụng rộng rãi trong sản xuất kính (chẳng hạn như thấu kính) trong đó hệ số giãn nở giảm. Nó cũng được sử dụng trong sản xuất gốm sứ. Ngoài ra, nó được sử dụng trong sản xuất men và vecni thủy tinh.

LiF là một thành phần của nhiên liệu tên lửa và nhiên liệu cho một số loại lò phản ứng.

LiF cũng được sử dụng trong các điốt phát sáng hoặc linh kiện quang điện, để tiêm các electron ở các lớp bên trong.

Người giới thiệu

1. Cotton, F. Albert và Wilkinson, Geoffrey. (1980). Hóa học Vô cơ nâng cao. Ấn bản thứ tư. John Wiley và các con trai.
2. Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ. (2019). Lithi Florua. Đã khôi phục từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Obryk, B. và cộng sự. (2008). Phản ứng của các loại đầu dò TLL lithium fluoride khác nhau đối với trường bức xạ hỗn hợp năng lượng cao. Phép đo bức xạ 43 (2008) 1144-1148. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
4. Sun, Y. và cộng sự. (2016). Tổng hợp hóa học tại chỗ của Lithium Florua / Nanocompozit kim loại để phân hủy trước công suất cao của catốt. Nano Letters 2016, 16, 2, 1497-1501. Đã khôi phục từ pubs.acs.org.
5. Hennessy, J. và Nikzad, S. (2018). Sự lắng đọng lớp nguyên tử của lớp phủ quang học Lithium Fluoride cho tia cực tím. Inorganics 2018, 6, 46. Được khôi phục từ mdpi.com.