Бисмут
Бисмутът (Bi) (от латински: Bismuthum) е химичен елемент от група 15 на периодичната система. Той е сребристо-кафяв, изключително слабо радиоактивен крехък метал с лек розов оттенък. В сух въздух е химически устойчив. При загряване реагира с кислород (Bi2O3), халогени, азотна киселина, алкални основи.
Бисмут | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() Блестящ, сребристо-кафяв метал | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Общи данни | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Име, символ, Z | Бисмут, Bi, 83 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Група, период, блок | 15, 6, p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Химическа серия | слаб метал | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Електронна конфигурация | [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
e- на енергийно ниво | 2, 8, 18, 32, 18, 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS номер | 7440-69-9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Свойства на атома | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Атомна маса | 208,9804 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Атомен радиус (изч.) | 160 (143) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ковалентен радиус | 148±4 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Радиус на ван дер Ваалс | 207 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Степен на окисление | 5, 4, 3, 2, 1, −1, −2, −3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Оксид | Bi2O3 (киселинен) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Електроотрицателност (Скала на Полинг) | 2,02 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Йонизационна енергия | I: 703 kJ/mol II: 1610 kJ/mol III: 2466 kJ/mol IV: 4370 kJ/mol (още) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Физични свойства | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Агрегатно състояние | твърдо вещество | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Кристална структура | ромбоедрична | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Плътност | 9780 kg/m3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Температура на топене | 544,7 K (271,7 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Температура на кипене | 1837 K (1564 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Моларен обем | 2,1368×10-5 m3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Специф. топлина на топене | 11,3 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Специф. топлина на изпарение | 179 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Скорост на звука | 1790 m/s при 20 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Специф. топл. капацитет | 122 J/(kg·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Специф. електропроводимост | 7,7×105 S/m при 20 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Специф. ел. съпротивление | 1,29 Ω.mm2/m при 20 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Топлопроводимост | 7,97 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Магнетизъм | диамагнитен | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Модул на еластичност | 32 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Модул на срязване | 12 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Модул на свиваемост | 31 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Коефициент на Поасон | 0,33 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Твърдост по Моос | 2,25 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Твърдост по Бринел | 70 – 95 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
История | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Наименуван | от немското Wismuth (Weisse Masse) – „бяла маса, бяло вещество“ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Откритие | Клод Франсоа Жофроа (1753 г.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Най-дълготрайни изотопи | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Бисмут в Общомедия |
Самородният бисмут се среща в минералите бисмутинит Bi2S3, бисмутит (BiO)2CO3 и др.
Находища
редактиранеМясто | Държава | Добиване | Преработка |
---|---|---|---|
1 | Китай | 3000 | 8500 |
2 | Мексико | 1180 | 1180 |
3 | Перу | 950 | 600 |
4 | Канада | 190 | 250 |
5 | Казахстан | 140 | 115 |
6 | Боливия | 70 | 3 |
7 | Русия | 55 | 11 |
8 | България | 40 | 35 |
9 | Румъния | 40 | 30 |
10 | Белгия | - | 800 |
11 | Япония | – | 510 |
12 | Италия | – | 5 |
Получаване
редактиранеБисмутът се получава при взаимодействие на сулфида му с желязо:
- ,
или при последователно провеждане на процесите:
- ;
- .
Свойства
редактиранеФизични свойства
редактиранеМетал със сиво-кафяв до сиво-розов цвят и метален блясък, в твърдо агрегатно състояние. Бисмутът няма алотропни форми.
Металните му характеристики са много по-ясно изразени, в сравнение с арсена и антимона. Бисмутът е един от тези метали, които подобно на германий и галий увеличават обема си при втвърдяване (+3,3%). Бавното втвърдяване води до образуването на много характерни едри кристали. За разлика от повечето метали, електрическото му съпротивление е по-голямо в твърдо състояние отколкото в течно.
Химични свойства
редактиранеС металите образува сплави, за разлика от другите елементи в група 15, които образуват соли. Проявява както окислителни, така и редукционни свойства. С кислорода реагира при нагряване. Водородното му съединение BiH3 (бисмутин) е нестабилно, защото при стайна температура се разпада.
Изотопи
редактиранеНай-разпространеният изотоп на бисмута (209Bi) проявява изключително слаба радиоактивност.[1]
Изотоп | Честота | Период на полуразпад |
Тип разпад |
Енергия на разпада МeV |
Продукт на разпада |
---|---|---|---|---|---|
205Bi | синт. | 15,31 д. | ε | 2,708 | 205Pb |
206Bi | синт. | 6,243 д. | ε | 3,758 | 206Pb |
207Bi | синт. | 31,55 г. | ε | 2,399 | 207Pb |
208Bi | синт. | 3.368.000 г. | ε | 2,880 | 208Pb |
Приложение
редактиранеИзползва се за леснотопими сплави, печатарски сплави и сплави за мощни постоянни магнити; стопеният бисмут – като топлоносител в ядрената енергетика; съединенията му – за пигменти, свързващи вещества, антисептични средства и медикаменти.
До 1975 г. основния пазар за бисмута е бил във фармацевтичните продукти, които използвали около 40 % от произведения бисмут. Франция е била един от основните потребители с около 1000 тона годишно. Малки количества били използвани при лечението на диария, а по-големи – при запек. Много инциденти, някои фатални, довели до въвеждане на забрана от френските власти за употребата на бисмут във фармацевтичната индустрия в страната, а това от своя страна довело до срив на пазара му. Малки количества бисмут продължават да бъдат предписвани в други страни – САЩ и Азия. Използва се при лечението на диария и стомашни киселини[2]. Не много отдавна е било установено, че бисмутовият нитрат [Bi(NO3)3] в комбинация с антибиотик е ефикасно средство срещу бактериите, причиняващи стомашни язви.
В днешно време, фармацевтичният сектор отчита консумация на бисмут от 10 до 15 %.
През 16 век е бил използван от художниците като бял основен пигмент, а промишленото производство на метала е започнало в Саксония през около 1830 година.
Източници
редактиране- ↑ Bismuth breaks half-life record for alpha decay, physicsworld.com
- ↑ Моторкина Р. К., Новицкая Н. Я., Швайкова М. Д. Бисмут (Висмут) // Голямата медицинска енциклопедия (в 30 тома). 3 издание. Т. 4. Валин – Гамбия (Валин – Гамбия). Москва, Издателство „Съветска енциклопедия“, 1977. с. 576. Посетен на 1 юни 2018. (на руски)