ВИСМУТ — радиоактивный и безопасный

Висмут — металл серебристого, с розовым оттенком цвета. Известен причудливой формой кристаллов. Они имеют прямоугольную, ступенчатую, спиральную структуру.

Красоту кристаллам придает радужная оксидная пленка — ее цвет зависит от толщины.

Такие кристаллы легко вырастить дома, это будет жемчужина вашей коллекции кристаллов.

История

История открытия металла растянулась на века. Его долгое время путали с оловом, свинцом, сурьмой.

висмут

Впервые о висмуте, как об отдельном элементе сказал Агрикола, «отец минералогии». Почти три века спустя химик Потт это доказал, а Берцелиус присвоил металлу собственный символ (Bi) и дал место в химической номенклатуре элементов.

Д.И. Менделеев писал:

«Тяжелейший аналог азота и фосфора есть висмут… Во многих свойствах он напоминает сурьму и свинец».

Свойства

висмут элементВисмут (Bismuthum) — элемент из 15 группы таблицы Менделеева, имеет номер 83. Это последний стабильный элемент; все следующие за ним радиоактивны.

Некоторые характеристики металла уникальны.

Металл относится к диамагнетикам, причем здесь ему нет равных.

У висмута несколько аллотропных модификаций. Их кристаллические структуры различаются.

Среди металлов Bismuthum имеет почти самую низкую теплопроводность.

Свойства атома
Название, символ, номер Ви́смут (устар. Би́смут) / Bismuthum (Bi), 83
Атомная масса
(молярная масса)
208,98040(1)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3
Электроны по оболочкам 2, 8, 18, 32, 18, 5
Радиус атома 170 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 146 пм
Радиус иона (+5e) 74 (+3e) 96 пм
Электроотрицательность 2,02 (шкала Полинга)
Электродный потенциал Bi←Bi3+ 0,23 В
Степени окисления 5, 3
Энергия ионизации
(первый электрон)
 702,9 (7,29) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) 9,79 г/см³
Температура плавления 271,44 °C, 544,5 K
Температура кипения 1837 K
Уд. теплота плавления 11,30 кДж/моль
Уд. теплота испарения 172,0 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 26,0[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём 21,3 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки ромбоэдрическая[3]
Параметры решётки a=4,746; α=57,23 Å
Отношение c/a
Температура Дебая 120,00 K
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) 7,9 Вт/(м·К)
Номер CAS 7440-69-9
Рекомендуем:  ХРОМ - блеск и защита

Уникально свойство расширяться при застывании (такие свойства есть только у германия, галлия и воды).

Природный висмут состоит из одного изотопа. Раньше он считался стабильным. Сейчас доказано, что висмут альфа-радиоактивен.

Периоды полураспада изотопов висмута (их известно 34) различны. От короткоживущих (20 мин) до 2х1019 лет.

Интересно: племена инков в металл для оружия добавляли висмут. От этого сплавы переливались радугой (от оксидного слоя на поверхности металла).

Запасы и добыча

Обычное происхождение висмутовых руд — гидротермальные, пегматитовые, контактово-метасоматические.

Собственные минералы Bismuthum:

  • висмутовый блеск;
  • бисмит;
  • козалит.

Металл химически малоактивен, поэтому встречается в природе в самородном виде.

Интересно: вес некоторых самородков достигает 15 кг.

Добычу ведут из висмутовых руд (малая часть добычи). Основные объемы Bi извлекают из руд цветных и благородных металлов. К ним относятся:

  • свинцово-цинковые;
  • оловянные:
  • медные;
  • вольфрамовые;
  • золотоносные.

Страны, в которых есть месторождения висмутовых руд:

  • Китай;
  • Боливия;
  • Германия;
  • Россия;
  • Австралия.

Металл занимает 71 место по запасам в земной коре среди всех элементов.

Синтетический кристалл висмута и слиток объёмом 1 см3.
Синтетический кристалл висмута и слиток объёмом 1 см3.

Плюсы и минусы висмута

Большое преимущество висмутовых соединений и сплавов — низкая токсичность.

Для человека он практически безвреден, это достоинство для радиоактивного металла.

К недостаткам отнесем редкость и более высокую цену, чем аналоги металла.

Сплавы

Широко применяют висмутовые сплавы.

Самый известный из них сплав Вуда. В состав входят висмут, свинец, олово и кадмий. Применяют в качестве легкоплавких припоев (температура плавления сплава 68,5°С).

Интересно: один шутник делал чайные ложечки из сплава Вуда. Отличить от обычных их было невозможно. Но в горячем чае ложечка расплавлялась и стекала на дно чашки.
Сплав, марка Количество добавок, микродобавок висмута
ЛЦ37Мц2С2К (литейная латунь) До 0,01%
АМФ (медный) До 0,001%
МН95-5 (медно-никелевый) До 0,002%
МФ9 (медно-фосфористый) До 0,005%
НХМ9 (никелевый) До 0,002%
ПОС40 (оловянно-свинцовый припой) До 0,2%
Рекомендуем:  КРЕМНИЙ - он нужен всем

Применение

Bismuthum используют в:

  • металлургии;
  • точном машиностроении;
  • косметической промышленности;
  • фармации;
  • производстве хрусталя.

Бомбардируя висмут нейтронами, получают полоний-210.

Монокристалл теллурида висмута
Монокристалл теллурида висмута

Bi2Te3 применяют в термоэлектрических холодильниках.

Висмутовые соединения используются в медицине:

  • викаир;
  • викалин;
  • субсалицилат;
  • тартрат.
Синтезированный кристалл висмута
Синтезированный кристалл висмута. Радужную окраску придаёт оксидная плёнка.

Лекарства на их основе оказывают мягкое слабительное, антисептическое, противовоспалительное действие.

Познавательно: после взрыва нефтяной платформы в Мексиканском заливе птицам давали висмутовые соли, чтобы вывести из организма нефтепродукты.

Китай осуществляет разработку свинцово-висмутовых реакторов малой мощности.

Купить уникальный металл

Цена висмута чистотой 99,9999% (марка ВИ0000) 15000 рублей за килограмм; марка Ви1 (чистота 98%) гораздо дешевле — 2100 рублей за килограмм (на 23.07.2020).

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector