Висмут — элемент таблицы Менделеева, простое вещество, металл. Обозначается Bi. Название происходит или от немецкого «белая масса», или от арабского «подобный сурьме». Висмут довольно долго считали одним из видов свинца, сурьмы или олова, и только в XVIII веке химики выяснили, что это самостоятельный элемент.
Это настолько интересное и широко применяемое, хоть и редкое вещество, что рассказ мы разбили на две части. В первой пойдет речь о свойствах висмута и его влиянии на организм.
В природе распространен мало. Самородный висмут крайне редок; чаще всего он встречается как примесь в свинцовых, вольфрамовых, медных, цинковых, оловянных рудах. Входит в состав многих минералов: висмутина, козалита, тетрадимита, бисмутина, бисмита и других. Искусственно выращенные кристаллы висмута имеют четкие геометрические формы и радужные переливы. Сложно найти более красивый металл!
Висмут — металл, из которого растут кристаллы.
Большую часть висмута добывают как сопутствующий ингредиент при разработке полиметаллических руд. Содержание Bi в породах, как правило, составляет доли процента, поэтому требуется длительный процесс обогащения, выделения, рафинирования. За год во всем мире добывается примерно 6 тыс. тонн металла.
Свойства
Вещество серебристого цвета с розоватым отливом, с сильным металлическим блеском. В нормальных условиях и в сухом воздухе с кислородом не реагирует, на влажном воздухе покрывается оксидной пленкой разной толщины, которая, преломляя свет, создает эффект радужного сияния. Металл хрупкий — его можно истолочь в ступке, мягкий, тяжелый. Плавится при температуре +271 °С.
При нагревании до +150 °С становится пластичным. Обладает редким свойством увеличивать объем при остывании (например, как вода и лед). Еще одно необычное для металлов качество — малая теплопроводность. Среди металлов висмут обладает самыми сильными диамагнитными свойствами.
В химических реакциях элемент проявляет валентности -3, и от +1 до +5, чаще всего — +3. При нагреве до +1000 °С горит с образованием оксида. Вступает в реакцию с озоном, серой, сернистым газом, с концентрированной серной кислотой, азотной кислотой, царской водкой, галогенами (фтором, йодом, бромом). С металлами образует висмутиды. Способен образовывать висмуторганические соединения.
Не взаимодействует с разбавленной серной кислотой и с концентрированной соляной кислотой, со щелочами, с азотом, углеродом, кремнием. Почти не реагирует с водородом. В некоторой степени растворяет фарфор.
Висмут и человеческий организм
В тканях, костях, крови, в мозге и других органах, в пище содержится определенное, хотя и очень небольшое количество висмута. Роль этого элемента в биологии человека пока не изучена. Предполагается, что он участвует в белковом синтезе, во внутриклеточных процессах.
Висмут относится к тяжелым металлам, но для человека он токсичен незначительно. Дело в том, что большинство солей висмута нерастворимы в воде, поэтому не усваиваются в организме. Растворимые соли висмута очень ядовиты, но, к счастью, их очень мало. При приеме висмутосодержащих медицинских препаратов следует строго следовать инструкции, особенно в той части, с какой пищей их можно сочетать. Например, молочная кислота способна переводить соли висмута в растворимое состояние и вызвать тяжелое отравление.
Не рекомендуется длительный прием висмутосодержащих препаратов, особенно людям с заболеваниями почек. Передозировка висмута может вызвать бессонницу, потерю аппетита, воспаление десен, дерматит, ухудшение памяти, тошноту, рвоту, диарею, нарушение сердечной деятельности, токсический гепатит.
В следующей статье мы расскажем, как висмут применяется в медицине и в других сферах деятельности.
Источник: pcgroup.ru
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 209 Bi. 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 209 Bi, входящего в состав природного висмута, существует больше тридцати изотопов, многим из них присущи изомерные состояния. Наиболее долгоживущие из них: 207 Bi, 208 Bi и 210m Bi. Прочие разновидности и радиоактивны, и имеют короткую продолжительность существования.
Изотопы 210 Bi, 211 Bi, 212 Bi, 213 Bi и 214 Bi возникают в природе, а изотопы висмута с массовыми числами с 184 по 208 и с 215 по 218 получены искусственным путём
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
- В металлургии;
- Как катализатор;
- В материалах-полупроводниках;
- Для производства детекторов ядерного излучения;
- В легкоплавких сплавах;
- Для измерения магнитного поля с помощью специализированной обмотки;
- В процессе по производству 210 Po;
- Как химический источник тока;
- Для обработки металлов и сплавов, обладающих чрезвычайной прочностью;
- В ядерной энергетике;
- Для получения магнитов;
- Как элемент топлива;
- В электронике;
- В медицине;
- Как сверхпроводник;
- Как катализатор для получения тетрафторгидразина;
- В виде пигмента;
- В косметической промышленности;
- 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.
Источник: chemicalportal.ru
Висмут, свойства атома, химические и физические свойства
Висмут, свойства атома, химические и физические свойства.
Поделиться в:
208,98040(1) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 6s 2 6p 3
Висмут — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 83. Расположен в 15-й группе (по старой классификации — главной подгруппе пятой группы), шестом периоде периодической системы.
Физические свойства висмута
Атом и молекула висмута. Формула висмута. Строение висмута:
Висмут (лат. Bismuthum, от нем. weisse Masse – «белая масса») – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Bi и атомным номером 83. Расположен в 15-й группе (по старой классификации – главной подгруппе пятой группы), шестом периоде периодической системы.
Висмут – металл. Относится к группе тяжёлых, цветных металлов .
Висмут обозначается символом Bi.
Как простое вещество висмут при нормальных условиях представляет собой блестящий серебристый с розоватым оттенком металл.
Молекула висмута одноатомна.
Химическая формула висмута Bi.
Электронная конфигурация атома висмута 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 6s 2 6p 3 . Потенциал ионизации (первый электрон) атома висмута равен 702,95 кДж/моль (7,285516(6) эВ).
Строение атома висмута. Атом висмута состоит из положительно заряженного ядра (+83), вокруг которого по шести атомным оболочкам движутся 83 электрона. При этом 78 электронов находится на внутреннем уровне, а 5 электронов – на внешнем. Поскольку висмут расположен в шестом периоде, оболочек всего шесть. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью.
Вторая – внутренняя оболочка представлена s- и р-орбиталями. Третья и пятая – внутренние оболочки представлены s-, р- и d-орбиталями. Четвертая – внутренняя оболочка представлена s-,р-, d- и f-орбиталями. Шестая – внешняя оболочка представлена s- и р-орбиталями.
На внешнем энергетическом уровне атома висмута находятся два спаренных – на s-орбитали и три неспаренных – на p-орбитали электроны. В свою очередь ядро атома висмута состоит из 83 протонов и 126 нейтронов. Висмут относится к элементам p-семейства.
Радиус атома висмута (вычисленный) составляет 143 пм.
Атомная масса атома висмута составляет 208,98040(1) а. е. м.
Источник: xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai