简介
名称:氧化锂(Lithium Oxide)
化学式:Li2O
CAS RN:12057-24-8
摩尔质量:29.88 g/mol
由于有良好的助熔性质,故被广泛用以制造玻璃。
性质
物理性质
白色粉末或硬壳状固体,离子化合物,相对密度2.013,熔点为1567℃(1840K),沸点2600℃,1000℃以上开始升华,它是第一主族(IA)(碱金属)中各元素氧化物中熔点最高的。易潮解,溶于水,生成强碱性的LiOH。
该品在下列温度时的溶解度(g/100gH2O):
0℃:6.67
100℃:10.2
(以上数据引自:周公度主编《化学词典》)
结构
固态时,氧化锂为反萤石型结构,即氟化钙晶体结构中的Ca2+被O2?替代,F?被Li+替代。属面心格子,Li+为四面体配位,O2?为立方体配位,每个晶胞含有四个Li2O。
气态时,氧化锂以直线型的Li2O分子存在,Li-O键长与强离子键键长相近。(这与价层电子对互斥理论所预测的角形分子不符。)
化学性质
一般来说,氧化锂是借由锂在氧气中燃烧而产生。由于锂离子半径较小,极化能力比较强,因此燃烧反应主要产物是氧化锂,只产生少量的过氧化锂。
4Li+O2 ---→ 2Li2O
在空气中容易吸收水分和CO2从而变质称为LiOH和Li2CO3。与水接触会生成强碱性的氢氧化锂。
Li2O+H2O ---→ 2LiOH
氧化锂与酸反应生成锂盐。高温下,氧化锂可以和许多金属氧化物和固态非金属氧化物反应,这是氢氧化锂、碳酸锂和氧化锂助熔性质的基础。
xLi2O+ySiO2 ---→ xLi2O?ySiO2
而硅、铝能把锂从它的氧化物中还原出来。
2Li2O+Si --高温-→ 4Li+SiO2
制备
粗略制备
可由金属锂直接在氧气中燃烧生成氧化锂
Li+O2 ----→ Li2O
也可以在氦气流中加热过氧化锂至450℃得到
2Li2O2 ----→ 2Li2O+O2
或在氢气氛中将碳酸锂、硝酸锂或氢氧化锂加热到800 °C都可以制得氧化锂:
Li2CO3 ----→ Li2O+CO2
4LiNO3 ----→ 2Li2O+4NO2+O2
2LiOH ----→ Li2O+H2O
精密制法
将纯净的碳酸锂放在瓷管内的铂盘中,减压,同时加热至700℃以上使其分解,保温50h,直至检查不再有气体产生为止;然后继续在干燥的氢气流中加高热,使残余碳酸锂完全分解。此时铂盘中的白色残留物质即为氧化锂。