Висмут

Висмут – химический элемент, расположившийся в 6-м периоде, 15-й группе в периодической системе Менделеева. В прошлом, его расположение было таково: 5-я группа, главная подгруппа). Его обозначение – символ Bi, а порядковый (атомный) номер 83. Наименование данного элемента, по некоторым предположениям, возникло от латинского Bismuthum или bisemutum, что, в свою очередь, произошло уже от немецкого weisse masse – «белая масса». В н.у. имеет вид блестящего металла.

Изотопы

Висмут природного происхождения составляет лишь один единственный изотоп ²⁰⁹Bi. По ранним данным именно он считался наиболее тяжелым среди всех существующих на планете природным изотопам, для которых характерна стабильность. Далее же, учеными было выяснено и доказано, что этот изотоп подвергается альфа-распаду. Таким образом, все из ныне существующих разновидностей атомов (ядер) висмута радиоактивны.

Естественный висмут считается почти полностью не несущим вред человеку, так как не так велики годовые показатели ядер висмута, претерпевающих альфа-распады.

Кроме одного изотопа ²⁰⁹Bi, входящего в состав природного висмута, существует больше тридцати изотопов, многим из них присущи изомерные состояния. Наиболее долгоживущие из них: ²⁰⁷Bi, ²⁰⁸Bi и ^210mBi. Прочие разновидности и радиоактивны, и имеют короткую продолжительность существования.

Изотопы ²¹⁰Bi, ²¹¹Bi, ²¹²Bi, ²¹³Bi и ²¹⁴Bi возникают в природе, а изотопы висмута с массовыми числами с 184 по 208 и с 215 по 218 получены искусственным путём

Содержание висмута в разных средах:

• земная кора — 2⋅10⁻⁵% по массе;
• морская вода — 2⋅10⁻⁵ мг/л.

Руды, содержащие висмут от 1% и выше, довольно редки в природе.

Физические свойства

• Серебрено-белый окрас с нежно-розовым оттенком;
• Имеет целых восемь модификаций (кристаллографических);
• При определенных параметрах давления и температуры кристаллическая решетка превращается из полиморфной в моноклинную, а также имеет способность к изменению формы;
• Висмуту характерно увеличение плотности с ростом температуры (при процессе плавления);
• Удельное электрическое сопротивление висмута — 1,2 мкОм·м, при нагревании также растет;
• При плавлении удельное сопротивление наоборот падает;
• Характеризуется низким показателем теплопроводимости;
• Диамагнитен;
• Обладает сверхпроводимость при н.у. (в частности, при нормальном давлении);
• В комнатных условиях хрупкий, а при температурах до 200 °C становится пластичным.

Химические свойства

В комнатных условиях не поддается окислению, однако, если воздух влажный, затягивается оксидной пленкой. Имеет достаточный ассортимент степеней окисления: это и -3, и показатели от +1 до +5. При нагревании до температуры плавления, висмут окисляется, а при 500 °C делает это еще более интенсивно. Достигая температур свыше тысячи градусов по Цельсию, сгорает, образуя оксид.

В реакции висмута с озоном также получается оксид. В незначительной мере висмут подвергает фосфор растворению. Висмут не вступает в реакции с азотом, кремнием и углеродом, а также не растворяет в себе водород.

В реакциях с добавлением сернистого газа или самой серы образует сульфиды.

Не поддается влиянию разбавленной серной и концентрированной соляной кислотам. Однако, подлежит растворению при наличии царской водки или азотной кислоты. Образует свой нитрат при реакции с тетраоксидом диазота.

Получение галогенидов висмута также возможно: в данном случае необходима реакция с бромом, фтором, иодом или хлором.

В реакциях висмута и металлов образуются висмутиды. Также, висмут имеет способность к образованию собственных органических соединений.

Применение

Применение находит:

1. В металлургии;
2. Как катализатор;
3. В материалах-полупроводниках;
4. Для производства детекторов ядерного излучения;
5. В легкоплавких сплавах;
6. Для измерения магнитного поля с помощью специализированной обмотки;
7. В процессе по производству ²¹⁰Po;
8. Как химический источник тока;
9. Для обработки металлов и сплавов, обладающих чрезвычайной прочностью;
10. В ядерной энергетике;
11. Для получения магнитов;
12. Как элемент топлива;
13. В электронике;
14. В медицине;
15. Как сверхпроводник;
16. Как катализатор для получения тетрафторгидразина;
17. В виде пигмента;
18. В косметической промышленности;
19. Для рыболовного и охотничьего дел.

Биологически висмут имеет определенное значение. Он в определенных дозах содержится в крови, а также в мышечной и костной тканях человеке. Ежедневно с приемом пищи в организм попадает до 0,02 мг данного элемента.

Сведений о его токсичности или дозах, приводящих к летальному исходу, не обнаружено.