鋰（Lithium）是一種金屬元素，位于元素周期表的第二周期IA族，元素符號為Li，它的原子序數為3，原子量為6.941，對應的單質為銀白色質軟金屬，也是密度最小的金屬。其熔點為180.5℃，沸點為1342℃，比熱容為3.58kJ/kg·K，可溶于硝酸、液氨等溶液，可與水反應。鋰常用于原子反應堆、制輕合金及電池等。金屬鋰可以通過各種途徑進入人體體內從而被器官組織吸收導致鋰中毒，這會引起中樞神經系統中毒和腎臟衰竭。鋰和它的化合物并不像其他的堿金屬那么典型，因為鋰的電荷密度很大并且有穩定的氦型雙電子層，使得鋰容易極化其他的分子或離子，自己本身卻不容易受到極化。這一點就影響到它和它的化合物的穩定性。

由于電極電勢最負，鋰是已知元素（包括放射性元素）中金屬活動性最強的。

2018年8月，中科院國家天文臺科研人員為首的團隊依托LAMOST發現一顆奇特天體，其鋰元素含量約是同類天體的3000倍，是人類已知鋰元素豐度最高的恒星。

發現歷史

第一塊鋰礦石，透鋰長石（LiAlSi4O10）是由巴西人在名為Ut?的瑞典小島上發現的，于18世紀90年代。當把它扔到火里時會發出濃烈的深紅色火焰，斯德哥爾摩的Johan August Arfvedson分析了它并推斷它含有以前未知的金屬，他把它稱作lithium（鋰）。他意識到這是一種新的堿金屬元素。然而，不同于鈉的是，他沒能用電解法分離它。1821年William Brande電解出了微量的鋰，但這不足以做實驗用。直到1855年德國化學家Robert Bunsen和英國化學家Augustus Matthiessen電解氯化鋰才獲得了大塊的鋰。鋰的英文為Lithium，來源于希臘文lithos，意為“石頭”。Lithos的第一個音節發音“里”。因為是金屬，在左方加上部首“钅”。鋰在地殼中的含量比鉀和鈉少得多，它的化合物不多見，是它比鉀和鈉發現的晚的必然因素。鋰發現的第二年，得到法國化學家伏克蘭重新分析肯定。

鋰，原子序數3，原子量6.941，是最輕的堿金屬元素。元素名來源于希臘文，原意是“石頭”。1817年由瑞典科學家阿弗韋聰在分析透鋰長石礦時發現。自然界中主要的鋰礦物為鋰輝石、鋰云母、透鋰長石和磷鋁石等。在人和動物機體、土壤和礦泉水、可可粉、煙葉、海藻中都能找到鋰。天然鋰有兩種同位素：鋰-6和鋰-7。

金屬鋰為一種銀白色的輕金屬；熔點為180.54°C，沸點1342°C，密度0.534克/厘米3，硬度0.6。金屬鋰可溶于液氨。鋰與其它堿金屬不同，在室溫下與水反應比較慢，但能與氮氣反應生成黑色的一氮化三鋰晶體。鋰的弱酸鹽都難溶于水。在堿金屬氯化物中，只有氯化鋰易溶于有機溶劑。鋰的揮發性鹽的火焰呈深紅色，可用此來鑒定鋰。鋰很容易與氧、氮、硫等化合，在冶金工業中可用做脫氧劑。鋰也可以做鉛基合金和鈹、鎂、鋁等輕質合金的成分。鋰在原子能工業中有重要用途。

2018年8月，由中國科學院國家天文臺帶領的科研團隊依托大科學裝置郭守敬望遠鏡（LAMOST）發現一顆奇特天體，它的鋰元素含量約是同類天體的3000倍，絕對鋰豐度高達4.51，是人類已知鋰元素豐度最高的恒星。這一重要天文發現于北京時間8月7日凌晨，在國際科學期刊《自然·天文》（Nature Astronomy）上在線發布。

含量分布

在自然界中，主要以鋰輝石、鋰云母及磷鋁石礦的形式存在。

鋰在地殼中的自然儲量為1100萬噸，可開采儲量410萬噸。2004年，世界鋰開采量為20200噸，其中，智利開采7990噸，澳大利亞3930噸，中國2630噸，俄羅斯2200噸，阿根廷1970噸。

鋰號稱“稀有金屬”，其實它在地殼中的含量不算“稀有”，地殼中約有0.0065%的鋰，其豐度居第二十七位。已知含鋰的礦物有150多種，其中主要有鋰輝石、鋰云母、透鋰長石等。海水中鋰的含量不算少，總儲量達2600億噸，可惜濃度太小，提煉實在困難。某些礦泉水和植物機體里，含有豐富的鋰。如有些紅色、黃色的海藻和煙草中，往往含有較多的鋰化合物，可供開發利用。中國的鋰礦資源豐富，以中國的鋰鹽產量計算，僅江西云母鋰礦就可供開采上百年。

理化性質

物理性質

銀白色金屬。質較軟，可用刀切割。是最輕的金屬，密度比所有的油和液態烴都小，故應存放于固體石蠟或者白凡士林中(在液體石蠟中鋰也會浮起)。

鋰的密度非常小，僅有0.534g/cm3，為非氣態單質中最小的一個。

因為鋰原子半徑小，故其比起其他的堿金屬，壓縮性最小，硬度最大，熔點最高。

溫度高于-117℃時，金屬鋰是典型的體心立方結構，但當溫度降至-201℃時，開始轉變為面心立方結構，溫度越低，轉變程度越大，但是轉變不完全。在20℃時，鋰的晶格常數為3.50?，電導約為銀的五分之一。鋰容易與鐵以外的任意一種金屬熔合。

鋰的焰色反應為紫紅色。

同位素

鋰共有七個同位素，其中有兩個是穩定的，分別是Li-6和Li-7，除了穩定的之外，半衰期最長的就是Li-8，它的半衰期有838毫秒，接下來是Li-9，有187.3毫秒，之后其他的同位素半衰期都在8.6毫秒以下。而Li-4是所有同位素里面半衰期最短的同位素，只有7.58043×10-23秒。

Li-6捕捉低速中子能力很強，可以用來控制鈾反應堆中核反應發生的速度，同時還可以在防輻射和延長核導彈的使用壽命方面及將來在核動力飛機和宇宙飛船中得到應用。Li-6在原子核反應堆中用中子照射后可以得到氚，而氚可用來實現熱核反應。Li-6在核裝置中可用作冷卻劑。

化學性質

因為鋰的電荷密度很大并且有穩定的氦型雙電子層，使得鋰容易極化其他的分子或離子，自己本身卻不容易極化。這一點就影響到它和它的化合物的穩定性。

雖然鋰的氫標電勢是最負的，已經達到-3.045，但由于氫氧化鋰溶解度不大而且鋰與水反應時放熱不能使鋰融化，所以鋰與水反應還不如鈉劇烈，反應在進行一段時間后，鋰表面的氮氧化物膜被溶解，從而使反應更加劇烈。在500℃左右容易與氫發生反應，產生氫化鋰，是唯一能生成穩定得足以熔融而不分解的氫化物的堿金屬，電離能5.392eV，與氧、氮、硫等均能化合，是唯一的與氮在室溫下反應，生成氮化鋰（Li?N）的堿金屬。由于易受氧化而變暗。如果將鋰丟進濃硫酸，那么它將在硫酸上快速浮動，燃燒并爆炸。如果將鋰和氯酸鉀混合（震蕩或研磨），它也有可能發生爆炸式的反應。

鋰的一些反應的化學反應方程式：

氫化鋰遇水發生猛烈的化學反應，產生大量的氫氣。兩公斤氫化鋰分解后，可以放出氫氣5.66千升。氫化鋰的確是名不虛傳的“制造氫氣的工廠”。第二次世界大戰期間，美國飛行員備有輕便的氫氣源——氫化鋰丸作應急之用。飛機失事墜落在水面時，只要一碰到水，氫化鋰就立即與水發生反應，釋放出大量的氫氣，使救生設備（救生艇、救生衣、訊號氣球等）充氣膨脹。

鋰的化合物

鋰的無機化合物 碳酸鋰，氫氧化鋰，氫化鋰等

鋰的有機化合物 烷基鋰、芳基鋰、胺基鋰等，例如甲基鋰、正丁基鋰、苯基鋰，二異丙基氨基鋰等

主要用途

工業

將質量數為6的同位素（6Li）放于原子反應堆中，用中子照射，可以得到氚。氚能用來進行熱核反應，有著重要的用途。鋰主要以硬脂酸鋰的形式用作潤滑脂的增稠劑。這種潤滑劑兼有高抗水性、耐高溫和良好的低溫性能。鋰化物用于陶瓷制品中，以起到助溶劑的作用。在冶金工業中也用來作脫氧劑或脫氯劑，以及鉛基軸承合金。鋰也是鈹、鎂、鋁輕質合金的重要成分。

鋰與生活日用息息相關，個人攜帶的筆記本電腦、手機、藍牙耳機等數碼產品中應用的鋰離子電池中就含有豐富的鋰元素。鋰離子電池是高能儲存介質，由于鋰離子電池的高速發展，衍生帶動了鋰礦、碳酸鋰等公司業務的蓬勃發展。金屬鋰電池在軍用領域也有應用。

鋰在發現后一段相當長的時間里，一直受到冷落，僅僅在玻璃、陶瓷和潤滑劑等部門，使用了為數不多的鋰的化合物。

鋰早先的主要工業用途是以硬脂酸鋰的形式用作潤滑劑的增稠劑，鋰基潤滑脂兼有高抗水性，耐高溫和良好的低溫性能。如果在汽車的一些零件上加一次鋰潤滑劑，就足以用到汽車報廢為止。

在冶金工業上，利用鋰能強烈地和氧、氮、氯、硫等物質反應的性質，充當脫氧劑和脫硫劑。在銅的冶煉過程中，加入十萬分之一到萬分之一的鋰，能改善銅的內部結構，使之變得更加致密，從而提高銅的導電性。鋰在鑄造優質銅鑄件中能除去有害的雜質和氣體。在現代需要的優質特殊合金鋼材中，鋰是清除雜質最理想的材料。

1kg鋰燃燒后可釋放42998kJ的熱量，因此鋰是用來作為火箭燃料的最佳金屬之一。1kg鋰通過熱核反應放出的能量相當于二萬多噸優質煤的燃燒。若用鋰或鋰的化合物制成固體燃料來代替固體推進劑，用作火箭、導彈、宇宙飛船的推動力，不僅能量高、燃速大，而且有極高的比沖量，火箭的有效載荷直接取決于比沖量的大小。

如果在玻璃制造中加入鋰，鋰玻璃的溶解性只是普通玻璃的1/100（每一普通玻璃杯熱茶中大約有萬分之一克玻璃），加入鋰后使玻璃成為“永不溶解”，并可以抗酸腐蝕。

純鋁太軟，當在鋁中加入少量的鋰、鎂、鈹等金屬熔成合金，既輕便，又特別堅硬，用這種合金來制造飛機，能使飛機減輕2/3的重量，一架鋰飛機兩個人就可以抬走。鋰－鉛合金是一種良好的減摩材料。

真正使鋰成為舉世矚目的金屬，還是在它的優異的核性能被發現之后。由于它在原子能工業上的獨特性能，人稱它為“高能金屬”。

鋰電池是二十世紀三、四十年代才研制開發的優質能源，它以開路電壓高，比能量高，工作溫度范圍寬，放電平衡，自放電子等優點，已被廣泛應用于各種領域，是很有前途的動力電池。用鋰電池發電來開動汽車，行車費只有普通汽油發動機車的1/3。由鋰制取氚，用來發動原子電池組，中間不需要充電，可連續工作20年。要解決汽車的用油危機和排氣污染，重要途徑之一就是發展向鋰電池這樣的新型電池。

鋰化合物早先的重要用途之一是用于陶瓷制品中，特別是用于搪瓷制品中，鋰化合物的主要作用是作助熔劑。

氟化鋰對紫外線有極高的透明度，用它制造的玻璃可以洞察隱蔽在銀河系最深處的奧秘。鋰玻璃可用來制造電視機顯像管。

二戰期間，美國飛行員備有輕便應急的氫氣源—氫化鋰丸。當飛機失事墜落在水面時，只要一碰到水，氫化鋰就立即溶解釋放出大量的氫氣，使救生設備充氣膨脹.

用氘化鋰和氚化鋰來代替氘和氚裝在氫彈里充當炸藥，達到氫彈爆炸的目的。中國于1967年6月17日成功爆炸的第一顆氫彈里就是利用氘化鋰。

硼氫化鋰和氫化鋁鋰，在有機化學反應中被廣泛用做還原劑，硼氫化鋰能還原醛類、酮類和酯類等。氫化鋁鋰，是制備藥物、香料和精細有機化學藥品等中重要的還原劑。氫化鋁鋰，也可用作噴氣燃料。氫化鋁鋰是對復雜分子的特殊鍵合的強還原劑，這種試劑已成為許多有機合成的重要試劑。

有機鋰化合物與有機酸反應，得到能水解成酮的加成產物，這種反應被用于維生素A合成的一步。有機鋰化物加成到醛和酮上，得到水解時能產生醇的加成產物。

由鋰和氨反應制得的氨基鋰被用來引入氨基，也被用作脫鹵試劑和催化劑。

2022年9月，哈佛大學的科學家為電動汽車(EV)開發了一種新型固態鋰金屬電池。這款電池使用的是純金屬形式的鋰， 有望實現3分鐘內完全充電。

生理

鋰能改善造血功能，提高人體免疫機能。鋰對中樞神經活動有調節作用，能鎮靜、安神，控制神經紊亂。鋰可置換替代鈉，防治心血管疾病。人體每日需攝入鋰0.1mg左右。

鋰的生物必需性及人體健康效應。鋰是有效的情緒穩定劑。隨著新的情緒穩定劑的出現，對鋰治療的興趣和研究雖已減少，但鋰仍是治療急性躁狂癥和躁狂-抑郁病預防性管理的最有效措施。許多研究證明，鋰對動物和人具有必需功能或有益作用。動物缺鋰可導致壽命縮短、生殖異常、行為改變及其他異常。人類流行病學研究顯示，飲水鋰濃度與精神病住院率、殺人、自殺、搶劫、暴力犯罪和毒品犯罪率呈顯著負相關。毒品犯的營養性鋰補充研究證明鋰有改善和穩定情緒的作用。心臟病人、學習低能者和在押暴力犯發鋰含量顯著降低。碳酸鋰治療的臨床研究表明，鋰的主要反應器官為胃腸道、腎臟、神經、肌肉、內分泌和心血管系統。在170～228mg Li/d治療劑量范圍內，預期的血清鋰水平為0.4～0.8mEq/L（2.78～5.55 mg/L），無毒性反應。在鋰的危險性評估中，對治療劑量采用10倍安全因子對孕婦和胎兒不造成危害，這相當于成人每天攝入2mg Li。動物的NOAEL（無毒性作用水）為10mg Li/kg/d，采用32倍安全因子，得到日允許攝入量（ADI）為0.31mg Li/kg/d。基于動物實驗數據，鋰的表觀缺乏攝入量為：山羊：＜1.5mgLi/kg，大鼠：＜15μgLi/kg。人對鋰的飲食需要量約為60～100 μg/d，典型的日攝入量為200～600μg。蛋類、牛奶、奶制品、魚類、土豆和蔬菜含有豐富的鋰。

毒性

雖然鋰及其化合物能夠治療許多疾病，但是過多服用鋰及其化合物會引起中樞神經系統中毒和腎臟衰竭，中毒的前驅表現是遲鈍、倦怠、昏睡、肌肉抽搐、語詞不清、食欲降低以及吐瀉等。對于鋰中毒還沒有特效解毒藥，主要的治療措施是保持呼吸通暢，防止呼吸道感染。尚未發現鋰中毒成癮的情況，停止服鋰藥后也未觀察到后遺癥。

安全風險

危險性

鋰粉塵能在常溫下燃燒，燃燒后即成熔融物流散，并放出白色濃煙。鋰加熱至熔融狀態時能在空氣中自燃。鋰單質的化學性質十分活潑，同其他堿金屬一樣，鋰與鹵素作用時反應劇烈，鋰與水反應會釋放出氫氣，在一定條件下會發生爆炸。

急救措施

接觸部分 急救措施

皮膚接觸 若皮膚接觸到鋰金屬，請立即脫去污染的衣著，并用流動清水沖洗，若接觸部分仍有不適感，請立即前往醫院就醫

眼睛接觸 立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。

吸入 若眼睛中不小心進入了鋰金屬，請立即分開眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗，沖洗結束后立即前往醫院就醫

食入 若不小心誤食鋰金屬，請立即漱口并飲用牛奶或蛋清，然后前往醫院就醫 

消防措施

當由鋰引發火災時，應使用干燥石墨粉和干砂悶熄火苗，隔絕空氣與水霧。禁止使用直流水、泡沫或鹵化物滅火，直流水可能導致可燃性液體的飛濺，使火勢擴散。

儲存方法

與鉀、鈉類似，金屬鋰很活潑，需隔絕空氣儲存。

貯存和使用都要注意安全，由金屬鋰引起的火災，不能用水或泡沫滅火劑撲滅，而要用碳酸鈉干粉。鋰也對皮膚有很強的腐蝕性。

世界紀錄

密度最小的金屬：室溫下，密度最小的金屬為0.5334g/cm3的鋰（Li）。（吉尼斯世界紀錄）