Hvad er litium?

Det letteste kendte metal kan også gøre dit humør lettere. Lithium, atom nummer 3, er et element i mange anvendelser. Det bruges til fremstilling af fly og i bestemte batterier. Det bruges også i mental sundhed: Lithiumcarbonat er en almindelig behandling af bipolar lidelse, der hjælper med at stabilisere vilde humørsvingninger forårsaget af sygdommen. 

Lithium har en prangende historie - bogstaveligt talt. En brasiliansk naturforsker og statsmand, Jozé Bonifácio de Andralda e Silva, opdagede mineralet petalit (LiAISi4O10) på den svenske ø Utö i 1790'erne ifølge Royal Society of Chemistry (RSC). Mineralet er hvidt til gråt, men når det kastes i ild, blusser det lys rød. 

I 1817 opdagede den svenske kemiker Johan August Arfwedson, at petalit indeholdt et tidligere ukendt element. Han var ikke i stand til at isolere metallet helt, men han isolerede et af dets salte. Navnet, lithium, kommer fra "lithos", det græske ord for "sten." 

Det tog indtil 1855 for nogen at isolere litium: Den britiske kemiker Augustus Matthiessen og den tyske kemiker Robert Bunsen løb en strøm gennem lithiumchlorid for at adskille elementet. 

Fysiske egenskaber

Ifølge Jefferson National Linear Accelerator Laboratory er lithiums egenskaber:

• Atomnummer (antal protoner i kernen): 3
• Atomsymbol (på det periodiske element): Li
• Atomvægt (atomets gennemsnitlige masse): 6.941
• Densitet: 0,534 gram pr. Kubikcentimeter
• Fase ved stuetemperatur: Fast
• Smeltepunkt: 356,9 grader Fahrenheit (180,5 grader Celsius)
• Kogepunkt: 2448 grader Fahrenheit (1342 grader Celsius)
• Antal isotoper (atomer af det samme element med et andet antal neutroner): 10; 2 stabil
• Mest almindelige isotoper: Li-7 (92,41 procent naturlig overflod), Li-6 (7,59 procent naturlig overflod)

Hjernen på litium

Lithium er et specielt metal på mange måder. Den er lys og blød - så blød, at den kan skæres med en køkkenkniv og så lav i densitet, at den flyder på vand. Det er også solidt ved et bredt temperaturområde, med et af de laveste smeltepunkter af alle metaller og et højt kogepunkt. 

Ligesom dets alkalimetal reagerer natrium, lithium med vand i prangende form. Kombinationen af ​​Li og H2O danner lithiumhydroxid og brint, der typisk brister i rød flamme. 

Ifølge Jefferson Lab udgør litium kun 0,0007 procent af jordskorpen, og den findes kun indesluttet i mineraler og salte. Disse salte har magten til at ændre hjernen: Lithiumsalte var de første medikamenter, der er godkendt af Food and Drug Administration til at behandle mani og depression, ifølge National Institute of Mental Health.

I dag er lithiumcarbonat den forbindelse, der oftest sælges som et farmaceutisk middel. Ingen ved nøjagtigt, hvordan lithium fungerer for at stabilisere humøret. Undersøgelser viser flere effekter på nervesystemet. I 2008 rapporterede for eksempel forskere i tidsskriftet Cell, at litium afbryder aktiviteten af ​​en receptor for neurotransmitteren dopamin. Det ser ud til også at dunkle hjernevolumen i henhold til en 2011-undersøgelse i tidsskriftet Biologisk psykiatri (skønt denne forskning er meget omtvistet).

I en undersøgelse med orme fandt biologer ved MIT, at lithium hæmmer et nøgleprotein i ormens hjerne, hvilket får neuroner, der er knyttet til en undgåelsesadfærd, til at gå i dvale. I det væsentlige stoppede ormene med at undgå skadelige bakterier uden dette protein. Resultaterne, der skal replikeres hos mennesker, antyder, at elementet tavser visse neuroner i hjernen og kan have en beroligende virkning, rapporterede forskerne i 2016 i tidsskriftet Current Biology.

Lithium i rummet

Litium såvel som de første og anden letteste kemiske elementer (henholdsvis brint og helium) er de eneste elementer, der er skabt ved universets fødsel, ifølge NASA. Ifølge Big Bang Theory skal universet dog indeholde tre gange så meget lithium, som det kan redegøres for i de ældste stjerner, et spørgsmål kaldet det manglende lithiumproblem. Denne "manglende lithium" -opdagelse blev først fundet i 1980'erne, sagde Pasquale Serpico, en kosmolog ved National Center for Scientific Research (CNRS) og University of Savoy Mont Blanc i Frankrig. Det skabte en "spænding," sagde Serpico mellem hvad Big Bang-dataene og observationer af stjerner fortalte forskerne om lithiums overflod. 

Astrofysikere fortsætter med at forske for at finde dette "manglende" litium eller for at forklare, hvorfor det mangler. Faktisk fandt forskere for nylig en gigantisk stjerne, der har 3000 gange mere lithium end normale "giganter", rapporterede de i august 2018 i tidsskriftet Nature Astronomy. De kom med to mulige forklaringer: Den gigantiske stjerne slukede sin planet og optog det ombordværende litium; litiumet kan også have dannet sig inden i stjernen og nået dens overflade inden varmen fra de dybe lag fordampede den, ifølge en erklæring om fundet.

Mere om lithium

• Lithium-ion-batterier er nøglen til let, genopladelig strøm til bærbare computere, telefoner og andre digitale enheder. Ifølge U.S. Geological Survey øgede Argentina og Chile deres litiumproduktion 15 procent hver i 2014 alene for at imødekomme den voksende efterspørgsel. På verdensplan sprang produktionen 6 procent det år. 
• Lithium og en anden batterikomponent, kobolt, kunne blive knap, når efterspørgslen stiger, sagde Stefano Passerini og Daniel Buchholz, begge på Helmholtz Institute Ulm i Tyskland, i en erklæring, der beskriver deres analyse af den fremtidige tilgængelighed af de elementer, der blev offentliggjort i 2018 i tidsskriftet Naturanmeldelser Materialer. Derudover er begge koncentreret i mindre politisk stabile lande, afslørede undersøgelsen. Som sådan opfordrede forskerne til udvikling af nye batteriteknologier baseret på andre, ikke-giftige elementer.
• De Forenede Stater har en lithiummine i Nevada ifølge USGS. Chile og Australien producerer det mest lithium i verden.
• Naturligt forekommende lithium i drikkevand korrelerer med lavere niveauer af selvmord, ifølge en undersøgelse fra 2009, der fremhæver lithiums rolle i hjernen. Men psykiatere er omhyggelige med at ordinere litium i høje doser, især fordi det kan passere gennem morkagen og har ukendte effekter på det udviklende foster.  
• På en lettere note er elementet en del af festlige fyrværkeri-show: En blanding af lithium- og strontiumsalte sammen med nogle andre kemikalier skaber showets strålende røde farve.

Yderligere ressourcer:

• Los Alamos National Laboratory: Lithium
• Jefferson Lab: The Element Lithium
• U.S. National Library of Medicine: Lithium (medicin)

Denne artikel blev opdateret 23. oktober 2018 af Managing Editor, Jeanna Bryner.