リチウム（Li）の性質と反応：高校生が知っておくべきポイント

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リチウム（Li）は、周期表の第1族（アルカリ金属）に属する元素であり、最も軽い金属として知られています。

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性質

銀白色の金属であり、空気中ではすぐに酸化して黒っぽく変色します。

また、密度が低く、常温では水よりも軽いため、水に浮く数少ない金属の一つです。

• 原子番号：3
• 原子量：6.94
• 密度：0.534 g/cm³（最も軽い金属）
• 融点：180.5℃（アルカリ金属の中では最も高い）
• 電気伝導性・熱伝導性：高い
• 反応性：非常に高く、空気や水と容易に反応する

反応

リチウムは非常に活性な金属であり、特に水や酸素とよく反応します。

① 水との反応

リチウムを水に入れると、激しく反応して水素を発生しながら水酸化リチウム（LiOH）を生成します。

2Li + 2H₂O → 2LiOH + H₂↑

この反応は同じアルカリ金属であるナトリウム（Na）やカリウム（K）よりも穏やかですが、それでも発熱を伴い、発生した水素が点火すると燃えることがあります。

② 酸素との反応

リチウムは空気中の酸素と反応し、酸化リチウム（Li₂O）を生成します。

4Li + O₂ → 2Li₂O

酸化リチウムは白色の固体で、水と反応すると強アルカリ性の水酸化リチウムになります。

③ ハロゲンとの反応

リチウムはフッ素（F₂）や塩素（Cl₂）などのハロゲン元素とも激しく反応し、ハロゲン化リチウムを生成します。

2Li + F₂ → 2LiF

2Li + Cl₂ → 2LiCl

これらの化合物はイオン結合を持ち、水に溶けやすい性質があります。

高校生が知っておくべきポイント

リチウムの性質や反応は、化学の基本を理解する上で重要なポイントです。以下の点を押さえておきましょう。

1. 最も軽い金属：リチウムは水に浮くほど軽い金属である。
2. 反応性が高い：水や酸素と容易に反応し、水酸化リチウムや酸化リチウムを作る。
3. 水との反応はナトリウムやカリウムよりも穏やか：しかし、それでも発熱し、水素を発生する。
4. 電池としての利用：リチウムは軽くて高い電圧を持つため、リチウムイオン電池としてスマートフォンや電気自動車に広く使われている。
5. 人体への影響：リチウムは精神安定剤としても使用されることがあり、適量であれば人体に有益な働きをする。

リチウムは私たちの生活に深く関わる元素であり、特に電池の材料として欠かせません。その性質や反応をしっかり理解し、化学の面白さを体感しましょう！