लिथियम फ्लोराइड: संरचना, गुण, प्राप्त करना, उपयोग करता है - रसायन विज्ञान - 2025

लिथियम फ्लोराइड रासायनिक सूत्र lif के साथ एक अकार्बनिक ठोस है। यह Li ⁺ और F ^- आयनों से बना है, जो एक आयनिक बंधन से जुड़े होते हैं। यह विभिन्न खनिजों में कम मात्रा में पाया जाता है, विशेष रूप से सिलिकेट जैसे कि लेपिडोलाइट, समुद्र के पानी में और कई खनिज कुओं में।

यह दृश्य के माध्यम से अवरक्त (आईआर) स्पेक्ट्रम से पराबैंगनी यूवी तक, तरंग दैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला में इसकी पारदर्शिता के कारण ऑप्टिकल उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।

Lepidolite, एक खनिज जिसमें लिथियम फ्लोराइड LiF कम मात्रा में होता है। रॉब लैविंस्की, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

यह नौकरियों में खतरनाक विकिरण का पता लगाने के लिए उपकरणों में भी इस्तेमाल किया गया है जहां लोग थोड़े समय के लिए उनके संपर्क में आते हैं। इसके अलावा, इसका उपयोग एल्यूमीनियम को पिघलाने के लिए या लेंस या चश्मा के लिए ग्लास बनाने और सिरेमिक के निर्माण में सामग्री के रूप में किया जाता है।

यह लिथियम आयन बैटरी के घटकों को कोट करने और इनकी आवक के शुरुआती नुकसान को रोकने के लिए एक सामग्री के रूप में कार्य करता है।

संरचना

लिथियम फ्लोराइड एक आयनिक यौगिक है, जो कि ली ⁺ केशन और एफ ^- एयन के मिलन से बनता है । बल जो उन्हें एक साथ रखता है वह इलेक्ट्रोस्टैटिक है और इसे आयनिक बंधन कहा जाता है।

जब लिथियम संयोजित होता है, तो यह फ्लोरीन को एक इलेक्ट्रॉन देता है, दोनों को प्रारंभिक एक से अधिक स्थिर रूप में छोड़ देता है, जैसा कि नीचे बताया गया है।

तत्व लिथियम में निम्नलिखित इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन है: 1s ² 2s ¹ और जब एक इलेक्ट्रॉन स्थानांतरित किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉनिक संरचना इस तरह दिखती है: 1s ² जो बहुत अधिक स्थिर है।

तत्व फ्लोरीन जिसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है: 1s ² 2s ² 2p ⁵, जब इलेक्ट्रॉन को स्वीकार करते हैं, तो यह 1s ² 2s ² 2p ⁶, अधिक स्थिर रूप का बना रहता है ।

शब्दावली

- लिथियम फ्लोराइड

- फ्लूरोरा लिथियम

- लिथियम मोनोफ्लोराइड

गुण

भौतिक अवस्था

सफेद ठोस, जो सोडियम क्लोराइड NaCl की तरह घन संरचना में क्रिस्टलीकृत होता है।

LiF लिथियम फ्लोराइड क्रिस्टल की घन संरचना। बेंजाह-bmm27। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

आणविक वजन

26 ग्राम / मोल

गलनांक

848.2 º सी

क्वथनांक

1673,C, हालांकि यह 1100-1200,C पर उतार-चढ़ाव करता है

घनत्व

2,640 ग्राम / सेमी ³

अपवर्तक सूचकांक

1.3915

घुलनशीलता

पानी में थोड़ा घुलनशील: 18 ºC पर 0.27 ग्राम / 100 ग्राम पानी; 25 डिग्री सेल्सियस पर 0.134 ग्राम / 100 ग्राम। अम्लीय माध्यम में घुलनशील। शराब में अघुलनशील।

अन्य गुण

इसके वाष्प डिमेरिक (LiF) ₂ और ट्रिमेरिक (LiF) ₃ प्रजातियाँ प्रस्तुत करते हैं । हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड एचएफ के साथ लिथियम बाइफ्लोराइड LiHF ₂ बनाता है; लिथियम हाइड्रॉक्साइड के साथ यह LiF.LiOH डबल नमक बनाता है।

संग्रह और स्थान

लिथियम फ्लोराइड LiF हाइड्रोफ्लोरिक एसिड HF और लिथियम हाइड्रॉक्साइड LiOH या लिथियम कार्बोनेट Li ₂ CO _{3 के} बीच प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त किया जा सकता है ।

हालांकि, यह कुछ खनिजों जैसे लेपिडोलाइट और समुद्र के पानी में कम मात्रा में मौजूद है।

समुद्र के पानी में लिथियम फ्लोराइड कम मात्रा में पाया जाता है। अदीब अटवान। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

अनुप्रयोग

ऑप्टिकल अनुप्रयोगों में

LiF का उपयोग अवरक्त (IR) स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में कॉम्पैक्ट क्रिस्टल के रूप में 4000 और 1600 सेमी ^{-1 के} बीच तरंग दैर्ध्य रेंज में उनके उत्कृष्ट फैलाव के कारण किया जाता है ।

इस नमक के संतृप्त विलयन से LiF के बड़े क्रिस्टल प्राप्त होते हैं। यह विभिन्न प्रकार के ऑप्टिकल उपकरणों में प्राकृतिक फ्लोराइट क्रिस्टल को बदल सकता है।

पराबैंगनी (यूवी), दृश्यमान और आईआर प्रकाश और एक्स-रे मोनोक्रोमेटर्स (0.03-0.38 एनएम) के लिए बड़े, शुद्ध क्रिस्टल का उपयोग ऑप्टिकल सिस्टम में किया जाता है।

एक बीकर के अंदर लिथियम फ्लोराइड LiF का बड़ा क्रिस्टल। V1adis1av। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

इसका उपयोग यूवी क्षेत्र के लिए एक ऑप्टिकल कोटिंग सामग्री के रूप में किया जाता है, जो कि इसके व्यापक ऑप्टिकल बैंड के कारण, अन्य धातु फ्लोराइड्स की तुलना में अधिक है।

सुदूर यूवी (90-200 एनएम) में इसकी पारदर्शिता इसे एल्यूमीनियम (अल) दर्पणों पर एक सुरक्षात्मक कोटिंग के रूप में आदर्श बनाती है। LiF / Al दर्पण का उपयोग अंतरिक्ष में अनुप्रयोगों के लिए ऑप्टिकल टेलीस्कोप सिस्टम में किया जाता है।

इन कोटिंग्स को भौतिक वाष्प जमाव और परत जमाव द्वारा परमाणु स्तर पर प्राप्त किया जाता है।

आयनीकरण या खतरनाक विकिरण डिटेक्टरों में

लिथियम फ्लोराइड का उपयोग फोटोन, न्यूट्रॉन और β (बीटा) कण विकिरण के लिए थर्मोल्यूमिनसेंट डिटेक्टरों में व्यापक रूप से किया गया है।

थर्मोल्यूमिनेसेंट डिटेक्टर विकिरण की ऊर्जा को बचाते हैं जब वे इसके संपर्क में आते हैं। बाद में, जब वे गर्म होते हैं, तो वे संग्रहीत ऊर्जा को प्रकाश के रूप में छोड़ते हैं।

इस एप्लिकेशन के लिए LiF को आमतौर पर मैग्नीशियम (Mg) और टाइटेनियम (Ti) अशुद्धियों के साथ डोप किया जाता है। ये अशुद्धियाँ कुछ ऊर्जा स्तर उत्पन्न करती हैं जो उन छेदों के रूप में कार्य करती हैं जहाँ विकिरण द्वारा छोड़े गए इलेक्ट्रॉन फंस जाते हैं। जब सामग्री को गर्म किया जाता है, तो ये इलेक्ट्रॉन प्रकाश का उत्सर्जन करते हुए अपनी मूल ऊर्जा स्थिति में लौट आते हैं।

उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता सीधे सामग्री द्वारा अवशोषित ऊर्जा पर निर्भर करती है।

थर्मोल्यूमिंसेंट लीएफ डिटेक्टरों को विकिरण के जटिल क्षेत्रों को मापने के लिए सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया है, जैसे कि लार्ज हैड्रोन कोलाइडर में मौजूद लोग, या एलएचसी (अंग्रेजी लार्ज हैड्रोन कोलाइडर के अपने परिचित के लिए), जो कि न्यूक्लियर रिसर्च के लिए यूरोपीय संगठन में स्थित है। सर्न के रूप में (फ्रेंच कॉनसिल यूरोपियन से ला रेचेरशे न्यूक्लेयर के लिए इसका संक्षिप्त नाम)।

इस अनुसंधान केंद्र में किए गए प्रयोगों में विकिरण, अन्य प्रकार के उप-परमाणु कणों के बीच हैड्रॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन / पॉज़िट्रॉन मौजूद हैं, जिनमें से सभी का पता LiF के साथ लगाया जा सकता है।

लिथियम बैटरी के कैथोड को पूर्वगामी करने के लिए एक सामग्री के रूप में

लीफ को कोबाल्ट (Co) और आयरन (Fe) के साथ नैनोकम्पोजिट के रूप में लिथियम आयन बैटरी कैथोड सामग्री के प्रीलिथिएशन (प्रीलिथिएशन) के लिए सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया है।

लिथियम आयन बैटरी के पहले चार्ज चक्र या गठन चरण के दौरान, कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट एनोड की सतह पर एक ठोस चरण बनाने के लिए विघटित होता है।

यह प्रक्रिया कैथोड से लिथियम की खपत करती है और लिथियम आयन बैटरी की कुल क्षमता का 5 से 20% तक ऊर्जा कम कर देती है।

इस कारण से, कैथोड के विद्युत रासायनिक प्रसार की जांच की गई है, जो नैनोकॉम्पोसिट से लिथियम का एक विद्युत रासायनिक निष्कर्षण उत्पन्न करता है, जो लिथियम दाता के रूप में कार्य करता है, इस प्रकार कैथोड से लिथियम की खपत को रोकता है।

LiF / Co और LiF / Fe nanocomposites में कैथोड में लिथियम दान करने की उच्च क्षमता है, जो संश्लेषित करना आसान है, पर्यावरणीय परिस्थितियों और बैटरी प्रसंस्करण में स्थिर है।

लिथियम आयन बैटरी। लेखक: श्री ち ゅ ら さ ​​ち लिथियम_बैटरी * फोटोग्राफी दिवस, अगस्त, 2005 * फोटोग्राफी व्यक्ति एनी। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

विभिन्न उपयोगों में

लिथियम फ्लोराइड का उपयोग वेल्डिंग फ्लक्स, विशेष रूप से एल्यूमीनियम और वेल्डिंग छड़ के लिए कोटिंग्स के रूप में किया जाता है। इसका उपयोग एल्युमीनियम रिडक्शन सेल्स में भी किया जाता है।

यह व्यापक रूप से चश्मे (जैसे लेंस) के निर्माण में उपयोग किया जाता है जिसमें विस्तार का गुणांक कम हो जाता है। इसका उपयोग सिरेमिक के निर्माण में भी किया जाता है। इसके अलावा, इसका उपयोग एनामेल्स और विटेरस वार्निश के निर्माण में किया जाता है।

LiF कुछ प्रकार के रिएक्टरों के लिए रॉकेट ईंधन और ईंधन का एक घटक है।

आंतरिक परतों में इलेक्ट्रॉनों के इंजेक्शन के लिए LiF का उपयोग प्रकाश उत्सर्जक डायोड या फोटोवोल्टिक घटकों में भी किया जाता है।

संदर्भ

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