リチウムは周期表の中でも最も軽い金属として知られており、電池や医薬品、合金など幅広い分野で活躍する注目の元素です。
しかし「リチウムの融点や密度は具体的にどのくらいなのか」「沸点との違いは何か」「他のアルカリ金属と比べてどう違うのか」といった疑問を持つ方も多いのではないでしょうか。
本記事では、リチウムの融点・密度・沸点・比重といった基本的な物理的性質を丁寧に解説し、アルカリ金属との比較表なども交えながら詳しくご紹介します。
公的機関のデータも参照しながら正確な情報をお届けしますので、ぜひ最後までご覧ください。
リチウムの融点と密度の結論：他の金属と一線を画す「超軽量・低融点」の金属
それではまず、リチウムの融点と密度に関する結論からお伝えしていきます。
リチウム（元素記号 Li、原子番号 3）は、全金属の中で最も密度が小さい元素です。
その物理的性質は非常に特徴的で、一般的な金属のイメージとはかなり異なります。
リチウムの主な物理的性質（代表値）
融点： 約180.5℃
沸点： 約1,342℃
密度： 約0.534 g/cm³（20℃時）
比重： 約0.534（水を1とした場合）
融点が約180℃と低いため、比較的低温で液体になる金属です。
また、密度が0.534 g/cm³という値は水（1.0 g/cm³）の半分以下であり、リチウムは水に浮く金属として有名です。
ただし、リチウムは水と激しく反応するため、実際に水に浮かべることは非常に危険です。
これらの数値は、産業技術総合研究所（AIST）や国立研究開発法人物質・材料研究機構（NIMS）が公開するデータベースでも確認することができます。
参考リンク：国立研究開発法人 物質・材料研究機構（NIMS）
リチウムの融点・沸点の違いとは？温度域ごとの状態変化を理解しよう
続いては、リチウムの融点と沸点の違いについて確認していきます。
融点と沸点はどちらも「物質が変化する温度」ですが、意味がまったく異なります。
融点とは、固体が液体に変わる温度のことを指します。
一方、沸点とは液体が気体（蒸気）に変わる温度のことです。
リチウムの状態変化のまとめ
固体（リチウム金属） → 約180.5℃（融点）で液体へ
液体（溶融リチウム） → 約1,342℃（沸点）で気体へ
リチウムの融点は約180.5℃であり、これはスズ（約232℃）よりも低く、非常に溶けやすい金属の部類に入ります。
一方で沸点は約1,342℃と、融点に比べてはるかに高い温度です。
この融点と沸点の差は約1,161℃にもなり、液体状態を保つ温度範囲が非常に広いという特徴があります。
この広い液体域は、原子炉の冷却材としてリチウムが研究される理由のひとつです。
なお、融点・沸点ともに標準大気圧（1 atm）における値であり、圧力が変わればこれらの値も変化することを覚えておきましょう。
| 性質 | 数値 | 備考 |
|---|---|---|
| 融点 | 約180.5℃ | 固体→液体に変わる温度 |
| 沸点 | 約1,342℃ | 液体→気体に変わる温度 |
| 融点〜沸点の差 | 約1,161℃ | 液体を保つ温度範囲 |
このように、融点と沸点は単なる「高い・低い」だけでなく、その差がどのくらいあるかという観点でも重要な指標となります。
リチウムの密度と比重を詳しく解説！なぜ水より軽いのか
続いては、リチウムの密度と比重について詳しく確認していきます。
「密度」と「比重」はよく混同されますが、それぞれ異なる概念です。
密度とは何か
密度とは、単位体積あたりの質量のことを指します。
単位は「g/cm³」や「kg/m³」などが使われます。
リチウムの密度は約0.534 g/cm³（20℃）であり、これは固体金属の中で最も低い値です。
密度の計算式
密度（g/cm³）＝ 質量（g）÷ 体積（cm³）
比重とは何か
比重とは、ある物質の密度を、基準となる物質（通常は水）の密度で割った無次元の数値です。
水の密度は約1.0 g/cm³（4℃時）であるため、リチウムの比重は約0.534となります。
比重が1より小さい物質は水に浮き、1より大きい物質は水に沈みます。
リチウムの比重は約0.534であるため、理論上は水に浮く計算になります。
なぜリチウムはこれほど軽いのか
リチウムが非常に軽い理由は、原子番号が3という小ささにあります。
陽子・中性子・電子の合計が少ないため、原子自体の質量が非常に小さいのです。
さらに、リチウムの結晶構造（体心立方格子）は比較的すき間が多く、単位体積に詰め込まれる原子の数が限られることも軽さの一因です。
リチウムの密度と比重のまとめ
密度（20℃）： 約0.534 g/cm³
比重： 約0.534（対水）
固体金属中で最も低い密度を持つ
水の約半分の重さしかない
参考リンク：国立研究開発法人 産業技術総合研究所（AIST）
アルカリ金属との比較で見るリチウムの位置づけ
続いては、リチウムが属するアルカリ金属グループとの比較を確認していきます。
アルカリ金属とは、周期表の第1族に属する元素群であり、リチウム（Li）・ナトリウム（Na）・カリウム（K）・ルビジウム（Rb）・セシウム（Cs）・フランシウム（Fr）が含まれます。
アルカリ金属の融点・沸点・密度の比較表
以下の表に、主なアルカリ金属の物理的性質をまとめています。
| 元素名 | 元素記号 | 融点（℃） | 沸点（℃） | 密度（g/cm³） |
|---|---|---|---|---|
| リチウム | Li | 約180.5 | 約1,342 | 約0.534 |
| ナトリウム | Na | 約97.8 | 約883 | 約0.968 |
| カリウム | K | 約63.4 | 約759 | 約0.862 |
| ルビジウム | Rb | 約39.3 | 約688 | 約1.532 |
| セシウム | Cs | 約28.4 | 約671 | 約1.873 |
比較から見えるリチウムの特徴
表を見ると、アルカリ金属は原子番号が大きくなるほど融点・沸点が低くなる傾向があることがわかります。
リチウムはアルカリ金属の中で最も融点が高く、沸点も最も高い値を示しています。
これは、リチウムの原子半径が小さく、金属結合が強固であることによるものです。
一方、密度についてはリチウムが0.534 g/cm³と最も小さく、群を抜いた軽さを誇っています。
ナトリウムやカリウムも水より軽いですが、ルビジウムやセシウムは水より重くなります。
リチウムとナトリウムの比較：身近な金属との違い
特にリチウムとナトリウムの違いは重要です。
ナトリウムの融点は約97.8℃であり、リチウムの融点（約180.5℃）はナトリウムのほぼ2倍近く高いことがわかります。
また、密度もナトリウムが約0.968 g/cm³であるのに対し、リチウムは約0.534 g/cm³と約半分程度です。
この違いは、電池設計や材料選択において非常に重要な意味を持っています。
リチウムイオン電池がエネルギー密度の高いバッテリーを実現できる背景には、こうしたリチウムの軽さが大きく貢献しているのです。
アルカリ金属の中でのリチウムの位置づけ
融点：アルカリ金属中で最も高い（約180.5℃）
沸点：アルカリ金属中で最も高い（約1,342℃）
密度：アルカリ金属中で最も低い（約0.534 g/cm³）
→ 最も融けにくく、最も軽いアルカリ金属
参考リンク：経済産業省 蓄電池・バッテリーに関する情報
まとめ
本記事では「リチウムの融点と密度は？沸点との違いや比重・アルカリ金属との比較も解説」と題して、リチウムの物理的性質を幅広く解説しました。
リチウムの融点は約180.5℃、沸点は約1,342℃であり、固体から気体になるまでの温度差が約1,161℃と非常に広い特徴があります。
密度は約0.534 g/cm³、比重も約0.534と、固体金属の中で最も軽い元素です。
アルカリ金属との比較では、リチウムは融点・沸点が最も高く、密度が最も低いという独自の位置づけにあることがわかりました。
こうした物理的性質の理解は、リチウムイオン電池の開発や材料工学、化学の学習においても非常に役立つ知識です。
ぜひ本記事を参考に、リチウムへの理解をさらに深めてみてください。
