Das leichteste bekannte Metall kann auch Ihre Stimmung aufhellen. Lithium, Ordnungszahl 3, ist ein Element mit vielen Verwendungsmöglichkeiten. Es wird bei der Herstellung von Flugzeugen und in bestimmten Batterien verwendet. Es wird auch in der psychischen Gesundheit verwendet: Lithiumcarbonat ist eine häufige Behandlung von bipolaren Störungen und hilft, die durch die Krankheit verursachten Stimmungsschwankungen zu stabilisieren.
Lithium hat eine auffällige Entdeckungsgeschichte — buchstäblich. Ein brasilianischer Naturforscher und Staatsmann, Jozé Bonifácio de Andralda e Silva, entdeckte das Mineral Petalit (LiAISi4O10) auf der schwedischen Insel Utö in den 1790er Jahren, so die Royal Society of Chemistry (RSC). Das Mineral ist weiß bis grau, aber wenn es ins Feuer geworfen wird, flackert es hellrot auf.
1817 entdeckte der schwedische Chemiker Johan August Arfwedson, dass Petalit ein bisher unbekanntes Element enthielt. Er konnte das Metall nicht vollständig isolieren, aber er isolierte eines seiner Salze. Der Name Lithium kommt von „Lithos“, dem griechischen Wort für „Stein“.“Es dauerte bis 1855, bis jemand Lithium isolierte: Der britische Chemiker Augustus Matthiessen und der deutsche Chemiker Robert Bunsen führten einen Strom durch Lithiumchlorid, um das Element zu trennen.
Physikalische Eigenschaften
Laut dem Jefferson National Linear Accelerator Laboratory sind die Eigenschaften von Lithium:
- Ordnungszahl (Anzahl der Protonen im Kern): 3
- Atomsymbol (im Periodensystem der Elemente): Li
- Atomgewicht (durchschnittliche Masse des Atoms): 6,941
- Dichte: 0.534 gramm pro Kubikzentimeter
- Phase bei Raumtemperatur: Fest
- Schmelzpunkt: 356,9 Grad Fahrenheit (180,5 Grad Celsius)
- Siedepunkt: 2448 Grad Fahrenheit (1342 Grad Celsius)
- Anzahl der Isotope (Atome desselben Elements mit einer anderen Anzahl von Neutronen): 10; 2 stabil
- Häufigste Isotope: Li-7 (92,41 natürliche Fülle), Li-6 (7,59 Prozent natürliche Fülle)
Das Gehirn auf Lithium
Lithium ist in vielerlei Hinsicht ein besonderes Metall. Es ist leicht und weich — so weich, dass es mit einem Küchenmesser geschnitten werden kann und so gering in der Dichte, dass es auf Wasser schwimmt. Es ist auch bei einem breiten Temperaturbereich fest, mit einem der niedrigsten Schmelzpunkte aller Metalle und einem hohen Siedepunkt.
Lithium reagiert wie sein Alkalimetall Natrium in auffälliger Form mit Wasser. Die Kombination von Li und H2O bildet Lithiumhydroxid und Wasserstoff, die typischerweise in rote Flammen ausbrechen. Lithium macht laut Jefferson Lab nur 0,0007 Prozent der Erdkruste aus und ist nur in Mineralien und Salzen eingeschlossen. Diese Salze haben die Macht, das Gehirn zu verändern: Lithiumsalze waren die ersten Medikamente, die von der Food and Drug Administration zur Behandlung von Manie und Depression zugelassen wurden, so das National Institute of Mental Health.
Heute ist Lithiumcarbonat die Verbindung, die am häufigsten als Arzneimittel verkauft wird. Niemand weiß genau, wie Lithium die Stimmung stabilisiert. Studien zeigen mehrere Effekte auf das Nervensystem. Im Jahr 2008 berichteten Forscher beispielsweise in der Zeitschrift Cell, dass Lithium die Aktivität eines Rezeptors für den Neurotransmitter Dopamin unterbricht. Laut einer Studie aus dem Jahr 2011 in der Zeitschrift Biological Psychiatry scheint es auch das Gehirnvolumen zu erhöhen (obwohl diese Forschung heiß umstritten ist).In einer Studie mit Würmern fanden Biologen am MIT heraus, dass Lithium ein Schlüsselprotein im Gehirn der Würmer hemmt, wodurch Neuronen, die mit einem Vermeidungsverhalten verbunden sind, inaktiv werden. Im Wesentlichen hörten die Würmer auf, schädliche Bakterien ohne dieses Protein zu vermeiden. Die Ergebnisse, die beim Menschen repliziert werden müssten, legen nahe, dass das Element bestimmte Neuronen im Gehirn zum Schweigen bringt und eine beruhigende Wirkung haben könnte, berichteten die Forscher 2016 in der Zeitschrift Current Biology.
Lithium im Weltraum
Lithium sowie die ersten und zweiten leichtesten chemischen Elemente (Wasserstoff und Helium) sind laut NASA die einzigen Elemente, die bei der Geburt des Universums entstanden sind. Nach der Urknalltheorie sollte das Universum jedoch dreimal so viel Lithium enthalten, wie in den ältesten Sternen enthalten ist, ein Problem, das als fehlendes Lithiumproblem bezeichnet wird. Diese „fehlende Lithium“ -Entdeckung wurde erstmals in den 1980er Jahren gemacht, sagte Pasquale Serpico, Kosmologe am Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung (CNRS) und der Universität von Savoy Mont Blanc in Frankreich. Es entstand eine „Spannung“, sagte Serpico, zwischen dem, was die Urknalldaten und die Beobachtungen von Sternen den Forschern über die Fülle von Lithium erzählten.
Astrophysiker forschen weiter, um dieses „fehlende“ Lithium zu finden oder zu erklären, warum es fehlt. Tatsächlich haben Forscher kürzlich einen Riesenstern gefunden, der 3.000-mal mehr Lithium enthält als normale „Riesen“, berichteten sie im August 2018 in der Zeitschrift Nature Astronomy. Sie fanden zwei mögliche Erklärungen: Der Riesenstern verschluckte seinen Planeten und absorbierte das Lithium an Bord; Das Lithium könnte sich auch im Inneren des Sterns gebildet haben und seine Oberfläche erreicht haben, bevor die Hitze der tiefen Schichten es verdampft hat, so eine Aussage über den Befund.
Mehr über Lithium
- Lithium-Ionen-Batterien sind der Schlüssel zu leichtem, wiederaufladbarem Strom für Laptops, Telefone und andere digitale Geräte. Nach Angaben des U.S. Geological Survey haben Argentinien und Chile ihre Lithiumproduktion allein im Jahr 2014 um jeweils 15 Prozent gesteigert, um der wachsenden Nachfrage gerecht zu werden. Weltweit stieg die Produktion in diesem Jahr um 6 Prozent. Lithium und eine weitere Batteriekomponente, Kobalt, könnten mit steigender Nachfrage knapp werden, sagten Stefano Passerini und Daniel Buchholz vom Helmholtz-Institut Ulm in einer Erklärung, in der sie ihre Analyse der zukünftigen Verfügbarkeit dieser Elemente beschreiben, die 2018 in der Fachzeitschrift Nature Reviews Materials veröffentlicht wurde. Darüber hinaus konzentrieren sich beide auf weniger politisch stabile Länder, ergab die Studie. Daher drängten die Forscher auf die Entwicklung neuer Batterietechnologien, die auf anderen, ungiftigen Elementen basieren.
- Die Vereinigten Staaten haben laut USGS eine Lithiummine in Nevada. Chile und Australien produzieren das meiste Lithium der Welt.
- Natürlich vorkommendes Lithium im Trinkwasser korreliert mit einem geringeren Selbstmordrisiko, so eine Studie aus dem Jahr 2009, die die Rolle von Lithium im Gehirn hervorhebt. Psychiater sind jedoch vorsichtig bei der Verschreibung von Lithium in hohen Dosen, insbesondere weil es die Plazenta passieren und unbekannte Auswirkungen auf den sich entwickelnden Fötus haben kann.
- Leichter gesagt, das Element ist Teil eines feierlichen Feuerwerks: Eine Mischung aus Lithium- und Strontiumsalzen sowie einigen anderen Chemikalien erzeugt die brillante rote Farbe der Show.