불화 리튬 : 구조, 특성, 획득, 용도 - 화학 - 2026

불화 리튬은 화학적 수식에 LiF와 무기 고체이다. 이것은 리튬으로 구성되어있다 ⁺ 및 F ^- 이온, 이온 결합을 통해 연결된다. 다양한 미네랄, 특히 레피도 라이트와 같은 규산염, 해수 및 많은 미네랄 우물에서 소량으로 발견됩니다.

적외선 (IR) 스펙트럼에서 가시 광선을 통과하는 자외선 UV에 이르기까지 광범위한 파장의 투명성으로 인해 광학 장치에 널리 사용되었습니다.

Lepidolite, 소량의 리튬 플루오 라이드 LiF를 포함하는 광물. Rob Lavinsky, iRocks.com-CC-BY-SA-3.0. 출처 : Wikimedia Commons.

또한 사람들이 짧은 시간 동안 노출되는 작업에서 위험한 방사선을 감지하는 장치에도 사용되었습니다. 또한 알루미늄을 녹이는 재료, 렌즈 나 안경용 안경, 세라믹 제조에 사용됩니다.

리튬 이온 배터리의 부품을 코팅하고 초기 충전 손실을 방지하는 재료 역할을합니다.

구조

불화 리튬은, 리튬의 결합에 의해 형성되는 이온 화합물이다 ^+의 양이온 및 F ^- 음이온 . 이들을 함께 묶는 힘은 정전 기적이며 이온 결합이라고합니다.

리튬이 결합하면 전자를 불소로 포기하여 아래에 설명 된 바와 같이 둘 다 초기 형태보다 안정된 형태로 남게됩니다.

리튬 원소는 다음과 같은 전자 구성을 가지고 있습니다 : 1s ² 2s ¹ 그리고 전자가 전달 될 때 전자 구조는 다음과 같이 보입니다 : 1s ² 이것은 훨씬 더 안정적입니다.

전자 구성이 1s ² 2s ² 2p ⁵ 인 원소 불소는 전자를 받아 들일 때 1s ² 2s ² 2p ⁶ 형태로 유지 되며 더 안정적입니다.

명명법

-불화 리튬

-불소 화합물

-일 불화 리튬

속성

몸 상태

염화나트륨 NaCl과 같은 입방체 구조로 결정화되는 흰색 고체.

LiF 불화 리튬 결정의 입방 구조. Benjah-bmm27. 출처 : Wikimedia Commons.

분자 무게

26g / 몰

녹는 점

848.2ºC

비점

1673 ºC, 비록 1100-1200 ºC에서 휘발 함

밀도

2,640g / cm ³

굴절률

1.3915

용해도

물에 약간 용해 됨 : 18ºC에서 0.27g / 100g의 물; 25 ° C에서 0.134g / 100g 산성 매질에 가용. 알코올에 불용성.

기타 속성

증기는 이합체 (LiF) ₂ 와 삼 합체 (LiF) ₃ 종을 나타 냅니다. 불화 수소산으로 HF는 중불 화 리튬 LiHF _2를 형성하고 ; 수산화 리튬과 함께 LiF.LiOH 이중 염을 형성합니다.

수집 및 위치

불화 리튬 LiF는 불산 HF와 수산화 리튬 LiOH 또는 탄산 리튬 Li ₂ CO ₃ 사이의 반응에 의해 얻을 수 있습니다 .

그러나 Lepidolite와 같은 특정 미네랄 및 해수에는 소량으로 존재합니다.

불화 리튬은 해수에서 소량 발견됩니다. Adeeb Atwan. 출처 : Wikimedia Commons.

응용

광학 응용 분야

LiF는 4000 ~ ^1600cm-1 사이의 파장 범위에서 우수한 분산력을 제공하기 때문에 적외선 (IR) 분광 광도계에서 콤팩트 결정 형태로 사용됩니다 .

LiF의 큰 결정은이 염의 포화 용액에서 얻습니다. 다양한 유형의 광학 장치에서 천연 형석 결정을 대체 할 수 있습니다.

크고 순수한 결정은 자외선 (UV), 가시 광선 및 IR 광 및 X 선 단색광 (0.03-0.38 nm) 용 광학 시스템에 사용됩니다.

비커 내부에있는 불화 리튬 LiF의 큰 결정. V1adis1av. 출처 : Wikimedia Commons.

또한 다른 금속 불화물보다 넓은 광학 밴드로 인해 UV 영역의 광학 코팅 재료로도 사용됩니다.

원거리 UV (90-200 nm)에서의 투명성은 알루미늄 (Al) 거울의 보호 코팅으로 이상적입니다. LiF / Al 미러는 우주에서의 응용을위한 광학 망원경 시스템에 사용됩니다.

이러한 코팅은 원자 수준에서 물리적 기상 증착 및 층 증착에 의해 달성됩니다.

이온화 또는 위험한 방사선 검출기에서

리튬 플루오 라이드는 광자, 중성자 및 β (베타) 입자 방사선을위한 열 발광 검출기에서 널리 사용되었습니다.

열 발광 감지기는 방사선에 노출 될 때 에너지를 절약합니다. 나중에 가열되면 저장된 에너지를 빛의 형태로 방출합니다.

이 응용 분야에서 LiF는 일반적으로 마그네슘 (Mg) 및 티타늄 (Ti) 불순물로 도핑됩니다. 이러한 불순물은 방사선에 의해 방출 된 전자가 포획되는 정공 역할을하는 특정 에너지 수준을 생성합니다. 재료가 가열되면이 전자는 원래 에너지 상태로 돌아가 빛을 방출합니다.

방출되는 빛의 강도는 물질에 흡수 된 에너지에 직접적으로 의존합니다.

열 발광 LiF 검출기는 유럽 핵 연구기구 (European Organization for Nuclear Research)에있는 Large Hadron Collider 또는 LHC (영어의 Large Hadron Collider의 약자)에있는 것과 같은 복잡한 방사선 장을 측정하기 위해 성공적으로 테스트되었습니다. CERN (프랑스 Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire의 약어).

이 연구 센터에서 수행 된 실험의 방사선은 다른 유형의 아 원자 입자 중에서 LiF로 모두 검출 할 수있는 하드론, 중성자 및 전자 / 양전자를 나타냅니다.

리튬 배터리의 음극을 사전 문자로하는 재료

LiF는 리튬 이온 배터리 양극 재료의 사전 석출 (prelithiation)을위한 재료로 코발트 (Co)와 철 (Fe)을 사용하여 나노 복합체 형태로 성공적으로 테스트되었습니다.

리튬 이온 배터리의 첫 번째 충전 사이클 또는 형성 단계에서 유기 전해질은 분해되어 양극 표면에 고체상을 형성합니다.

이 공정은 음극에서 리튬을 소비하고 리튬 이온 배터리 총 용량의 5 ~ 20 %까지 에너지를 줄입니다.

이러한 이유로, 음극의 전기 화학적 사전 화가 연구되어 리튬 공여체 역할을하는 나노 복합체에서 리튬의 전기 화학적 추출을 생성하여 음극에서 리튬의 소비를 방지합니다.

LiF / Co 및 LiF / Fe 나노 복합체는 리튬을 음극에 기부 할 수있는 용량이 높으며 합성이 쉽고 환경 조건 및 배터리 처리에서 안정적입니다.

리튬 이온 배터리. 저자 : ち ゅ ら さ ​​ん. Lithium_Battery * 촬영 일 2005 년 8 월 * 촬영가 Aney. 출처 : Wikimedia Commons.

다양한 용도로

불화 리튬은 용접 플럭스, 특히 알루미늄 및 용접봉 코팅에 사용됩니다. 알루미늄 환원 셀에도 사용됩니다.

팽창 계수가 감소하는 안경 (예 : 렌즈) 제조에 널리 사용됩니다. 또한 세라믹 제조에도 사용됩니다. 또한 에나멜 및 유리 바니시 제조에 사용됩니다.

LiF는 특정 유형의 원자로 용 로켓 연료 및 연료의 구성 요소입니다.

LiF는 내부 층에 전자를 주입하기 위해 발광 다이오드 또는 광전지 부품에도 사용됩니다.

참고 문헌

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