【为什么碳酸锂溶解度小于碳酸钠】在无机化学中，不同盐类的溶解度差异往往与它们的结构、离子大小、电荷以及水合能力等因素密切相关。其中，碳酸锂（Li₂CO₃）和碳酸钠（Na₂CO₃）是两种常见的碳酸盐，但它们的溶解度却存在明显差异：碳酸锂的溶解度远小于碳酸钠。这一现象背后有其物理化学原理。
一、
碳酸锂的溶解度小于碳酸钠，主要受到以下几个因素的影响：
1. 离子半径与晶格能：
锂离子（Li⁺）的半径比钠离子（Na⁺）小，导致碳酸锂的晶格能更高。晶格能越大，物质越难被水分子破坏，因此溶解度降低。
2. 水合能差异：
虽然锂离子的水合能较高，但由于其晶格能更大，整体上水合能不足以克服晶格能，导致碳酸锂不易溶解。
3. 碳酸根的稳定性：
碳酸根（CO₃²⁻）在水中容易发生水解，生成HCO₃⁻和OH⁻，而这种水解过程在碳酸锂中更为显著，进一步降低了其溶解度。
4. 结构稳定性：
碳酸锂的晶体结构较为紧密，使得水分子难以渗透并破坏其晶格结构，从而限制了其溶解性。
综上所述，碳酸锂由于较高的晶格能和较低的水合能，使其在水中的溶解度远低于碳酸钠。
二、表格对比
| 项目 | 碳酸锂（Li₂CO₃） | 碳酸钠（Na₂CO₃） |
| 化学式 | Li₂CO₃ | Na₂CO₃ |
| 溶解度（20℃） | 约0.0015 g/100g水 | 约9.6 g/100g水 |
| 离子半径（Li⁺） | 约0.76 Å | 约1.02 Å |
| 晶格能 | 较高 | 较低 |
| 水合能 | 高 | 较低 |
| 水解倾向 | 显著 | 较弱 |
| 溶解性影响因素 | 晶格能 > 水合能 | 水合能 > 晶格能 |
三、结论
碳酸锂溶解度小于碳酸钠，主要是因为锂离子较小，导致碳酸锂具有更高的晶格能，而水合能不足以弥补这一差距。此外，碳酸锂的结构更稳定，水解倾向也更强，进一步抑制了其在水中的溶解能力。这些因素共同作用，使得碳酸锂的溶解度远低于碳酸钠。