حقائق و معلومات عن عنصر الليثيوم

حقائق و معلومات عن عنصر الليثيوم والذي يعد أخفّ المعادن المعروفة على وجه الأرض ويمكنه أن يحسّن مزاجك.






الليثيوم، ذو العدد الذرّي 3، هو عنصر متعدّد الاستخدامات.

يُستخدم في تصنيع الطائرات وبعض البطاريات، وأيضًا في مجال الصحة النفسية؛ إذ يستخدم مركب كربونات الليثيوم كعلاج شائع لاضطراب ثنائي القطب-Bipolar Disorder، ما يساعد على استقرار تقلبات المزاج الناجمة عن المرض.

لعنصر الليثيوم قصة اكتشاف زاهية – حرفيًّا.

اكتشف عالم الطبيعة البرازيلي ورجل الدولة، جوزيه بونيفاسيو دي أندرالدا إي سيلفا، معدن البتليت أو سيليكات الليثيوم والألومنيوم – في جزيرة يوتيس السويدية في سبعينيات القرن التاسع عشر، وفقًا للجمعية الملكية للكيمياء.






لون المعدن هو ما بين الأبيض والرمادي، لكن عندما يُلقى في النار، يشتعل باللون القرمزي المشرق.

في عام 1817، اكتشف الكيميائي السويدي يوهان أوغست أرفويدسون Johan August Arfwedson أنّ معدن البتليت يحتوي على عنصر غير معروف.

لم يتمكّن من عزل المعدن بالكامل، لكنّه عزل أحد أملاحه.

أتى اسم الليثيوم من Lithos، وتعني باليونانية «حجر».






استغرق الأمر حتى عام 1855 لعزل الليثيوم: عندما مرّر الكيميائيان أوغستوس ماتثيسين البريطاني وروبرت بنسن الألماني تيّارًا عبر كلوريد الليثيوم لفصل العنصر.
الخصائص الفيزيائية

• العدد الذرّي (عدد البروتونات في النواة): الرمز الذرّي (على الجدول الدوري للعناصر): Li
• الوزن الذرّي (متوسط كتلة الذرّة): 6.941
• الكثافة: 0.534 غرام لكل سنتيمتر مكعب
• حالة العنصر في درجة حرارة الغرفة: صلب
• درجة الانصهار: 356.9 درجة فهرنهايت (180.5 درجة مئوية)
• درجة الغليان: 2448 درجة فهرنهايت (1342 درجة مئوية)
• عدد النظائر (ذرات من نفس العنصر مع عدد مختلف من النيوترونات): 10؛ اثنان منها مستقرّ
• النظائر الأكثر شيوعًا: Li-7 (92.41% نسبة توافره في الطبيعة)،(Li-67.59% نسبة توافره في الطبيعة)

الليثيوم والدماغ


الليثيوم معدن ذو طبيعة خاصّة من عدّة نواحٍ.

فهو معدن خفيف وناعم – ناعم للغاية بحيث يمكن قطعه بسكين مطبخ – وبكثافة منخفضة لدرجة أنّه يطفو على سطح الماء.

وهو صلب في مدى واسع من درجات الحرارة، مع واحدة من أدنى درجات الانصهار في مختلف المعادن، وله درجة غليان عالية.






وكزميله من المعادن القلوية، الصوديوم، يتفاعل الليثيوم مع الماء بشكلٍ زاهٍ للغاية.

إنّ تفاعل الليثيوم مع الماء يشكّل هيدروكسيد الليثيوم والهيدروجين اللذين ينفجران عادةً منتجَين لهبًا أحمرَ.

يشكّل الليثيوم 0.0007% فقط من القشرة الأرضية، وفقًا لمختبر جيفرسون، ولا يوجد إلا في المعادن والأملاح.

هذه الأملاح لها القدرة على تغيير الدماغ: تُعتبَر أملاح الليثيوم أوّل الأدوية التي وافقت عليها إدارة الغذاء والدواء لعلاج الهوس والاكتئاب، وفقًا للمعهد الوطني للصحة العقلية.






اليوم، يُباع كربونات الليثيوم في الغالب كدواء.

لا أحد يعرف بالضبط كيف يعمل الليثيوم لتحقيق الاستقرار في المزاج.

تظهر الدراسات آثارًا متعدّدةً على الجهاز العصبي.

في عام 2008، على سبيل المثال، أفاد باحثون في دورية CELL أنّ الليثيوم يقاطع نشاط مُستقبِلٍ للناقل العصبي الدوبامين.






ويبدو أيضًا أنّه يزيد من حجم الدماغ، وفقًا لدراسة أُجريت في عام 2011 في دورية Biological Psychiatry (على الرغم من أنّ هذا البحث محلّ جدال ساخن).

في دراسة على الديدان، وجد علماء البيولوجيا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أنّ الليثيوم يثبّط بروتينًا أساسيًّا في دماغ الدودة، ما يجعل الخلايا العصبية المرتبطة بسلوك التفادي تتعطّل عن العمل.

في الأساس، توقّفت الديدان عن تجنّب البكتيريا الضارّة بدون هذا البروتين.

وقال الباحثون في عام 2016 في دورية Current Biology إنّ هذه النتائج التي تحتاج إلى تطبيقها على البشر تشير إلى أنّ العنصر يُسكِت بعض الخلايا العصبية في الدماغ وقد يكون له تأثير مهدّئ.






اقرأ ايضًا:


الليثيوم في الفضاء


الليثيوم، وكذلك العناصر الكيميائية الخفيفة الأولى والثانية في ترتيب الجدول الدوري للعناصر (الهيدروجين والهيليوم، على التوالي)، هي العناصر الوحيدة التي تكوّنت عند ولادة الكون، وفقًا لوكالة ناسا.

ومع ذلك وفقًا لنظرية الانفجار العظيم، يجب على الكون أن يحتفظ بثلاثة أضعاف كمية الليثيوم التي يمكن حسابها في أقدم النجوم، وهي مشكلة تسمّى مشكلة الليثيوم المفقود.




ويقول باسكوال سيربيكو Pasquale Serpico، عالم الكونيات في المركز الوطني للبحث العلمي (CNRS) وجامعة سافوي مونت بلانك في فرنسا، إنّ اكتشاف «الليثيوم المفقود» هذا كان أوّل مرة في ثمانينيات القرن العشرين.

وخلق ذلك «توتّرًا»، بين ما أوردته بيانات الانفجار العظيم وملاحظات النجوم للباحثين عن وفرة الليثيوم.

يستمرّ علماء الفيزياء الفلكية في إجراء الأبحاث للعثور على هذا الليثيوم المفقود أو شرح سبب فقدانه.

في الواقع، وجد الباحثون في الآونة الأخيرة نجمًا عملاقًا يحتوي على الليثيوم أكثر بثلاث مرّات من «النجوم العملاقة الأخرى»، حسب ما أفاد العلماء في آب 2018 في مجلة Nature Aststronomy.




لقد توصّلوا إلى شرحين مُحتمَلَين: ابتلاعُ النجم العملاق كوكبَه، ممتصًّا كلّ الليثيوم على متنه، وربّما يكون الليثيوم قد تشكّل داخل النجم، ليصل إلى سطحه قبل أن تبخّره حرارة الطبقات العميقة، وفقًا لبيان نتيجة الدراسة.

اقرأ ايضًا:


حقائق أخرى عن الليثيوم


تُعدّ بطاريات الليثيوم مفتاح الطاقة الخفيفة والقابلة لإعادة الشحن لأجهزة الكمبيوتر المحمول والهواتف وغيرها من الأجهزة الرقمية.






وفقًا للمسح الجيولوجي الأمريكي، زادت الأرجنتين وشيلي إنتاجهما من الليثيوم بنسبة 15% في عام 2014 وحده لتلبية الطلب المتزايد.

وقد قفز الإنتاج في جميع أنحاء العالم بنسبة 6% في العام الحالي.

بطاريات الليثيوم آيون التي تستخدم لشحن الهواتف



يقول ستيفانو باسريني ودانيال بوتشولز من معهد هيلمهولتز في أولم بألمانيا إنّ الليثيوم ومكوّنًا آخرَ من بطاريات الكوبالت قد يصبحان نادرَين مع زيادة الطلب، وذلك في بيان يصف تحليلَهم لمستقبل هذه العناصر بالدراسة المنشورة عام 2018 في دورية Nature Reviews Materials.

بالإضافة إلى ذلك، يتركّز كلاهما في بلدان أقلّ استقرارًا من الناحية السياسية، حسب ما كشفت الدراسة.






على هذا النحو، حثّ الباحثون على تطوير تقنيات جديدة للبطاريات تعتمد على عناصر أخرى غير سامّة.

تملك الولايات المتّحدة منجمًا واحدًا من الليثيوم، في ولاية نيفادا.

ووفقًا للمسح الجيولوجي الأمريكي، تُنتج شيلي وأستراليا معظم الليثيوم في العالم.

يرتبط الليثيوم الموجود طبيعيًّا في مياه الشرب بمستويات أقلّ لحالات الانتحار، وفقًا لدراسة منشورة عام 2009 تسلّط الضوء على دور الليثيوم في الدماغ.






لكنّ الأطباء النفسيين يتعاملون بحذر شديد عند وصف الليثيوم بجرعات كبيرة، خصوصًا بسبب قدرتها على عبور المشيمة وامتلاكها تأثيراتٍ مجهولةً على الجنين النامي.

في ملاحظة طريفة، يُعدُّ عنصر الليثيوم جزءًا من عروض الألعاب النارية الاحتفالية: إنّ مزيجًا من أملاح الليثيوم والسترونتيوم، بالإضافة إلى بعض المواد الكيميائية الأخرى، يضيئ السماء باللون الأحمر اللامع.