Bizmut

Bizmut
	ołów← bizmut →polon
	Wygląd
	różowoszary
bizmut naturalny	Syntetyczny kryształ bizmutu o dużej czystości (opalizacjajest spowodowana cienką warstwą tlenku na powierzchni)
	; Widmo emisyjnebizmutu
	Ogólne informacje
Nazwa, symbol,l.a.	bizmut, Bi, 83; (łac.bismutum)
Grupa, okres, blok	15,6,p
Stopień utlenienia	III,V
Właściwości metaliczne	metal
Właściwościtlenków	średniokwaśne
Masa atomowa	208,98 ± 0,01
Stan skupienia	stały
Gęstość	9790kg/m³
Temperatura topnienia	271,406 °C
Temperatura wrzenia	1564 °C
Numer CAS	7440-69-9
PubChem	5359367
Właściwości atomowe
Promień; •atomowy; •walencyjny	; 160 (obl. 143)pm; 146 pm
Konfiguracja elektronowa	[Xe]4f145d106s26p3
Zapełnieniepowłok	2, 8, 18, 32, 18, 5; (wizualizacja powłok)
Elektroujemność; • wskali Paulinga; • wskali Allreda	; 2,02; 1,67
Potencjały jonizacyjne	I 703 kJ/mol; II 1610 kJ/mol; III 2466 kJ/mol
Właściwości fizyczne
Ciepło parowania	104,8kJ/mol
Ciepło topnienia	11,3 kJ/mol
Ciśnienie pary nasyconej	6,27×10–4Pa(600 K)
Konduktywność	0,867×106S/m
Ciepło właściwe	122J/(kg·K)
Przewodność cieplna	7,87W/(m·K)
Układ krystalograficzny	trygonalny
Twardość; • wskali Mohsa	; 2,25
Prędkość dźwięku	1790 m/s (293,15 K)
Objętość molowa	21,31×10–6m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy
Niebezpieczeństwa
	Karta charakterystyki:dane zewnętrznefirmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-10-02]
	Globalnie zharmonizowany system; klasyfikacji i oznakowania chemikaliów
	Na podstawie podanej karty charakterystyki
Uwaga
Zwroty H	H228
Zwroty P	P210
	NFPA 704
Na podstawie; podanego źródła	3 0 3
	Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą; warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)
	Multimedia w Wikimedia Commons
	Hasło w Wikisłowniku

Bizmut(Bi,łac.bisemutum,bismuthumlubbismutum) –pierwiastek chemiczny,metal bloku p układu okresowego.

Nazwa pochodzi od zlatynizowanego^[5]niemieckiegosłowaWismut^[6],pochodzącego od określeniaweisse Masse,‘biała masa’^[5].

Właściwości[edytuj|edytuj kod]

Czysty bizmut jest kruchym metalem o srebrnym połysku z różowymi refleksami. Jako jedna z nielicznych substancji wykazuje inwersjęrozszerzalności termicznej– przy obniżaniu temperatury zmniejsza się jegogęstość,gęstość bizmutu w stanie stałym jest mniejsza niż w stanie ciekłym (podobne właściwości wykazujewodaponiżej 4 °C)^[7].Nie reaguje z tlenem i wodą w warunkach normalnych. Roztwarza się w stężonymkwasie azotowym.

Bizmut ogrzany do temperatury topnienia, a następnie wolno oziębiany spontanicznie tworzy kryształy lejkowate. Gdy oziębianie jest powolne, rozmiary kryształów mogą być bardzo duże^[8].

Występowanie[edytuj|edytuj kod]

Występuje w skorupie ziemskiej w ilości 0,048ppm(2 razy więcej niżzłoto) w postaci trzech rud:bizmutynuBi
2S
3,bizmutytu(BiO)
2CO
3iochry bizmutowej,które stanowią zwykle zanieczyszczenie rudołowiuimiedzi.Rzadko występuje w postacirodzimej(elementarnej).

Związki[edytuj|edytuj kod]

W związkach bizmut jest zazwyczaj trójwartościowy (stopień utlenieniaIII) i wykazuje właściwości zasadowe. Tworzytlenek bizmutu(III)Bi
2O
3,wodorotlenek bizmutu(III)Bi(OH)
3oraz szereg soli zasadowych zawierających ugrupowaniebizmutyloweO=Bi+
(np.chlorek bizmutylu,O=Bi−Cl). Jako jedyny pierwiastek 15 grupy tworzy trwałe sole zkwasami tlenowymi,np.siarczan bizmutu(III),Bi
2(SO
4)
3.Ponadto znane są sole bizmutu ikwasów beztlenowych(halogenkiBiX
3,siarczek bizmutu(III)Bi
2S
3). Wszystkie sole bizmutu łatwo ulegająhydroliziedo soli bizmutylowych.

Bizmutowodór(bizmutyna),BiH
3,jest nietrwałym, trującym gazem (temp. wrz. ok. 20 °C) o właściwościachredukujących.Bizmut(III) tworzy też bezpośrednie połączenia z metalami,bizmutkitypuM
3Bi,np. bizmutek soduNa
3Bii bizmutek magnezuMg
3Bi
2.

Znanych jest wielezwiązków kompleksowychbizmutu, np. zawierającychanion[BiCl
4]−
,[BiCl
5]2−
,[BiCl
5]3−
,[Bi
2Cl
7]−
,[Bi(SO
4)
2]−
i in. Zligandami kleszczowymitworzychelaty,np.[Bi(O
2C
6H
4)
2]−
.Halogenki bizmutu sąkwasami Lewisai zdonoramielektronów tworzą kompleksy typuEt₂O→BiCl₃.

Na stopniu utlenienia V bizmut wykazuje właściwości kwasowe i tworzy nietrwałe sole –bizmutanytypuMBiO
3o silnych właściwościachutleniających(np.bizmutan potasowy,KBiO
3).

Związki bizmutoorganiczne

Podobnie jak pozostałe pierwiastki grupy 15, bizmut(III) tworzy połączenia z resztamiorganicznymitypuR
3BiorazR
3BiZ
2(R – reszta organiczna, Z – anion nieorganiczny), np.(CH
3)
3Bi,Ph
3Bi,Ph
3BiF
2lubPh
3Bi(OH)
2.

Izotopy[edytuj|edytuj kod]

Bizmut ma 35izotopówz przedziału mas 184–218. Żaden z nich nie jest trwały. W 2003 roku wefrancuskimInstitut d’Astrophysique Spatiale wOrsaywyznaczono półokres rozpadu najtrwalszego izotopu bizmutu209
Bina ok. 1,9×10¹⁹lat (tj. ponad miliard razy więcej niż szacowany wiekWszechświata)^[9],wcześniej szacowanego na 10¹⁸^[10]lat. Ta śladowaradioaktywnośćnie stanowi zagrożenia biologicznego, ma jednak znaczenie naukowe, gdyż potwierdziła wcześniejsze obliczenia teoretyczne wskazujące na niestabilność wszystkich izotopów bizmutu. W naturalnym bizmucie występują też śladowe ilościradioizotopów,np.210
Bi(ok. 50ppmskładu izotopowego).

Bizmut-210[edytuj|edytuj kod]

Emitujepromieniowanie betao energii 1,162MeV,przekształcając się w210
Po.Często występuje wrównowadze promieniotwórczejze swoim prekursorem,210
Pb.Jest wysoceradiotoksyczny.Narząd krytycznystanowiąnerki,a dopuszczalne skażenie zostało ustalone na 1,5kBq.

Zastosowanie[edytuj|edytuj kod]

Bizmut jest znany od XV wieku. Głównymi producentami sąChiny,WietnamiMeksyk.W XXI w. jego cena wzrosła od ok. 6 $/kg w 2000 r. do ok. 30 $/kg w 2007 r.

Dodatek do stopów niskotopliwych (np.stop Wooda), w Niemczech także do produkcji stopów, z których odlewano czcionki drukarskie.
Niektóre jego kompleksykarbonylkoweznalazły zastosowanie jako katalizatorymetatezy węglowodorów.
Ochra bizmutowaBi
2O
3o barwie różowo-brązowej jest czasami stosowana jako barwnik w przemyśle kosmetycznym.
Wykorzystuje się go do produkcjitworzyw sztucznych,farb.Tlenek bizmutu jest stosowany jako żółty pigment^[7].
Stosuje się (np. w postaci zawiesiny) jako środek kontrastowy przy wykonywaniu zdjęćrentgenowskich(np.chlorek bizmutylu).
Związki bizmutu wykazują właściwości antybakteryjne i są lub były stosowane jako leki (np. chlorek bizmutylu,zasadowy azotan bizmutawy,zasadowy węglan bizmutawy,zasadowy salicylan bizmutawy,koloidalny cytrynian bizmutawy),jodek bizmutawo-chininowylubśrodki antyseptyczne(np.dermatol,kseroform).
Katalizator w procesiepolimeryzacji.
Włókno w bezpiecznikach elektrycznych.
Zastępuje ołów w procesach przemysłowych^[11].

Znaczenie[edytuj|edytuj kod]

Znaczenie biologiczne– brak lub nieznane^[12]^[7].Występuje w kościach i krwi (ok. 0,2 ppm). Jego sole i tlenki są nietoksyczne, mimo że jestmetalem ciężkim.Sole bizmutu stosowane są w leczeniu wrzodów żołądka spowodowanych zakażeniemHelicobacter pylori^[13].Niewiele wiadomo o toksyczności bizmutu^[11]^[14].Nie wykazano upośledzenia i odstępstw od normy w rozwoju szczurów, którym przez 28 dni podawano bizmut w dawkach 0, 40, 200, 1000 mg na kg masy ciała, dla obu płci; ustalono, iżLD₅₀> 2000 mg/kg masy ciała^[14].

Uwagi[edytuj|edytuj kod]

↑Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang.abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi 208,98040 ± 0,00001 (patrz:Thomas Prohaska i inni,Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report),„Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI:10.1515/pac-2019-0603(ang.)).

Przypisy[edytuj|edytuj kod]

↑^a^b^cDavid R.D.R.LideDavid R.D.R.(red.),CRC Handbook of Chemistry and Physics,wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s.4–51,ISBN978-1-4200-9084-0(ang.).
↑Bismuth (nr 264008)(ang.)– karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-02].(przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
↑Cucka, P., Barrett, C. S.The crystal structure of Bi and of solid solutions of Pb, Sn, Sb and Te in Bi.„Acta Cryst.”. 15 (9), s. 865–872, 1962.DOI:10.1107/S0365110X62002297.(ang.).
↑ThomasT.ProhaskaThomasT.i inni,Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report),„Pure and Applied Chemistry”,94 (5), 2021, s. 573–600,DOI:10.1515/pac-2019-0603(ang.).
↑^a^bAndrewA.EdeAndrewA.,The Chemical Element: A Historical Perspective,Greenwood Publishing Group, 2006,ISBN978-0-313-33304-0[dostęp 2019-05-05](ang.).
↑Bismuth – Definition.Merriam-Webster Dictionary. [dostęp 2010-08-22].
↑^a^b^cBismuth – Element information, properties and uses | Periodic Table[online], rsc.org[dostęp 2018-06-13](ang.).
↑William Tiller:The Science of Crystallization: Microscopic Interfacial Phenomena.Cambridge University Press, 1991, s.2.ISBN0-521-38827-9.
↑de Marcillac P., Coron N., Dambier G., Leblanc J., Moalic JP.Experimental detection of alpha-particles from the radioactive decay of natural bismuth.„Nature”. 6934 (422), s. 876–878, kwiecień 2003.DOI:10.1038/nature01541.PMID:12712201.
↑Ryszard Szepke:1000 słów o atomie i technice jądrowej.MON, 1982, s. 30.ISBN83-11-06723-6.(pol.).
↑^a^bYuriY.SanoYuriY.i inni,A 13-week toxicity study of bismuth in rats by intratracheal intermittent administration,„Journal of Occupational Health”, 47 (3),2005,s. 242–248,ISSN 1341-9145,PMID:15953846[dostęp 2018-06-13].
↑Bizmut[online], Układ Odpornościowy[dostęp 2017-09-12].
↑Łukasz Szczygieł.Medyczne zastosowanie związków bizmutu.„Gazeta Farmaceutyczna”. 4/2009. s. 36–38. [dostęp 2017-09-12].
↑^a^bYuriY.SanoYuriY.i inni,Oral toxicity of bismuth in rat: single and 28-day repeated administration studies,„Journal of Occupational Health”, 47 (4),2005,s. 293–298,ISSN 1341-9145,PMID:16096353[dostęp 2018-06-13].

Bibliografia[edytuj|edytuj kod]

Mały słownik chemiczny.Jerzy Chodkowski(red.). Wyd. V. Warszawa:Wiedza Powszechna,1976.
Encyklopedia techniki CHEMIA.Warszawa:WNT,1965.
Adam Bielański:Chemia ogólna i nieorganiczna.Warszawa:PWN,1981, s. 414, 427, 439.ISBN83-01-02626-X.
Philip John Durrant, Bryl Durrant:Zarys współczesnej chemii nieorganicznej.Warszawa:PWN,1965, s. 875–881.

[4] Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang.abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi 208,98040 ± 0,00001 (patrz:Thomas Prohaska i inni,Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report),„Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI:10.1515/pac-2019-0603(ang.)).

[CRC-1] David R.D.R.LideDavid R.D.R.(red.),CRC Handbook of Chemistry and Physics,wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s.4–51,ISBN978-1-4200-9084-0(ang.).

[Aldrich-US-2] Bismuth (nr 264008)(ang.)– karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-02].(przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)

[Cucka1962-3] Cucka, P., Barrett, C. S.The crystal structure of Bi and of solid solutions of Pb, Sn, Sb and Te in Bi.„Acta Cryst.”. 15 (9), s. 865–872, 1962.DOI:10.1107/S0365110X62002297.(ang.).

[CIAAW-5] ThomasT.ProhaskaThomasT.i inni,Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report),„Pure and Applied Chemistry”,94 (5), 2021, s. 573–600,DOI:10.1515/pac-2019-0603(ang.).

[ede-6] AndrewA.EdeAndrewA.,The Chemical Element: A Historical Perspective,Greenwood Publishing Group, 2006,ISBN978-0-313-33304-0[dostęp 2019-05-05](ang.).

[7] Bismuth – Definition.Merriam-Webster Dictionary. [dostęp 2010-08-22].

[rsc-8] Bismuth – Element information, properties and uses | Periodic Table[online], rsc.org[dostęp 2018-06-13](ang.).

[9] William Tiller:The Science of Crystallization: Microscopic Interfacial Phenomena.Cambridge University Press, 1991, s.2.ISBN0-521-38827-9.

[10] Marcillac P., Coron N., Dambier G., Leblanc J., Moalic JP.Experimental detection of alpha-particles from the radioactive decay of natural bismuth.„Nature”. 6934 (422), s. 876–878, kwiecień 2003.DOI:10.1038/nature01541.PMID:12712201.

[11] Ryszard Szepke:1000 słów o atomie i technice jądrowej.MON, 1982, s. 30.ISBN83-11-06723-6.(pol.).

[toxicity1-12] YuriY.SanoYuriY.i inni,A 13-week toxicity study of bismuth in rats by intratracheal intermittent administration,„Journal of Occupational Health”, 47 (3),2005,s. 242–248,ISSN 1341-9145,PMID:15953846[dostęp 2018-06-13].

[13] Bizmut[online], Układ Odpornościowy[dostęp 2017-09-12].

[Szczygieł-14] Łukasz Szczygieł.Medyczne zastosowanie związków bizmutu.„Gazeta Farmaceutyczna”. 4/2009. s. 36–38. [dostęp 2017-09-12].

[toxicity2-15] YuriY.SanoYuriY.i inni,Oral toxicity of bismuth in rat: single and 28-day repeated administration studies,„Journal of Occupational Health”, 47 (4),2005,s. 293–298,ISSN 1341-9145,PMID:16096353[dostęp 2018-06-13].

[16] Alternatywnie doskandowcówzalicza się często nielutetilorens,leczlantan,aktynoraz hipotetycznyunbiun.

[17] Budowa8. okresujest przedmiotem badań teoretycznych i dokładne umiejscowienie pierwiastków tego okresu w ramach układu okresowego jest niepewne.

[a]

[4]

[1]

[3]

[2]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[i]

[ii]