【为什么碳酸锂溶解度小于碳酸钠】在无机化学中，碳酸盐的溶解度差异是一个常见但复杂的课题。其中，碳酸锂（Li₂CO₃）与碳酸钠（Na₂CO₃）的溶解度对比尤为引人关注。尽管两者同属碳酸盐，但碳酸锂的溶解度却明显低于碳酸钠。这种现象背后涉及离子半径、晶格能、水合能以及离子极化等多方面因素。
一、
碳酸锂的溶解度小于碳酸钠，主要原因是其晶格能较高，而水合能相对较低。锂离子（Li⁺）的半径远小于钠离子（Na⁺），导致碳酸锂的晶格结构更为紧密，需要更多的能量才能将其分解。同时，锂离子的高电荷密度使其在水中形成的水合离子更小，水合作用较弱，从而降低了其在水中的溶解能力。
相比之下，钠离子的半径较大，其对应的碳酸钠具有较低的晶格能和较高的水合能，因此更容易溶解于水。此外，碳酸锂在水中容易发生部分水解，生成氢氧化锂和二氧化碳，进一步降低其溶解度。
综上所述，碳酸锂溶解度小于碳酸钠是多种物理化学因素共同作用的结果。
二、表格对比
| 项目 | 碳酸锂（Li₂CO₃） | 碳酸钠（Na₂CO₃） |
| 化学式 | Li₂CO₃ | Na₂CO₃ |
| 溶解度（20°C） | 约 0.01 g/100g H₂O | 约 21.5 g/100g H₂O |
| 离子半径 | Li⁺：76 pm；CO₃²⁻：143 pm | Na⁺：102 pm；CO₃²⁻：143 pm |
| 晶格能 | 较高（因Li⁺半径小，离子间作用强） | 较低（因Na⁺半径大，离子间作用弱） |
| 水合能 | 较低（Li⁺电荷密度高，水合能力强） | 较高（Na⁺电荷密度低，水合能力适中） |
| 水解倾向 | 易水解（生成LiOH和CO₂） | 不易水解 |
| 溶解机制 | 需克服较高晶格能，水合能力有限 | 晶格能较低，水合能力强 |
三、结论
碳酸锂溶解度小于碳酸钠，本质上是由于锂离子的特殊性质所决定的。其较小的离子半径和较高的电荷密度导致晶格能升高，而水合能相对不足，使得碳酸锂在水中的溶解能力受限。这一现象不仅体现了离子晶体溶解性的规律，也反映了元素周期性变化对物质性质的深刻影响。