Строение атома висмута (bi), схема и примеры

Содержание

самородный висмут

Висмут (Bi) — не только изоморфная примесь в различных самородных металлах и минералах, но и самостоятельный минерал. Этот химический элемент получил свое название в 16 веке.

Элементарный висмут, образованный в природных процессах, называют самородным.

На чистом срезе этот самородный металл имеет серую, светло-серую, слегка розоватую или красноватую окраску. Рудокопы Средневековья принимали висмут за разновидности других металлов — свинца, олова, сурьмы и серебра. Считалось, что самородный висмут почти на 50% состоит из серебра. В действительности этот минерал содержит серебро в гораздо меньшем количестве.

Самородный висмут при воздействии воды покрывается красивой радужной пленкой побежалости — это из-за соединения с кислородом образуется оксид висмута.

Эта пленка окислов наблюдается как на природных, так и на искусственно выращенных кристаллах. Искусственно выращенные кристаллы висмута имеют строгие геометрические формы и просто нереально, фантастически красивы. Их строение напоминает технические детали и схемы современной компьютерной техники, с трудом верится, что эти формы образовались из-за внутреннего строения атомов висмута.

Нереальная геометрия искусственно выращенных кристаллов висмута

Самородный висмут содержит до 99 процентов этого химического элемента. Существует также несколько минералов, содержащих его в химической формуле. Это в основном сульфиды, составляющие полиметаллические руды.

Самородный висмут имеет тригональную сингонию. Кристаллы обычно очень мелкие, они слагают массивные, скрытокристаллические агрегаты. Четко ограненные кристаллы встречаются не так часто и представлены кубическими формами, дендритовидными формами, своеобразными решетками и сетками.

искусственно выращенный висмут из Германии

Кристаллы и агрегаты самородного висмута имеют ярко выраженный металлический блеск и черную пылевидную черту. Твердость этого минерала невелика и составляет 2 единицы по десятибальной шкале Мооса. Поэтому самородный висмут даже можно разрезать стальным ножом, твердость которого равна 6 — 6.5. К тому же этот минерал очень пластичный, ковкий и тягучий.

Как и все самородные металлы, висмут тяжел. Его плотность составляет 9.7 — 9.8 грамм на кубический сантиметр.

В самородном висмуте есть примеси других элементов, это, прежде всего, железо, сера, сурьма. В небольших количествах присутствуют теллур и астат.

Месторождения полиметаллических руд, в которых добывается самородный висмут, встречаются на всех континентах мира. В настоящее время наиболее крупные месторождения, в которых ведется этого минерала, находятся в Германии (Рудные горы), а также в Австралии и Боливии.

В косметологии используют оксид и хлорид висмута. Именно они обеспечивают текучесть и блеск лакам и помадам.

Если химическим путем получить соединение висмута и ванадия, то получится ярко-желтый, красящий пигмент. Эта краска абсолютно безвредна для человека.

В магазинах охоты и рыбалки сейчас можно встретить грузила не только из свинца, но и из висмута. По виду они отличаются, свинец имеет синеватый отттенок.

В медицине трехокись висмута используется как антисептик и заживляющий препарат. Это соединение также входит в состав лекарств для лечения воспалительных заболеваний желудка и кишечника. Некоторые соединения висмута применяются для лечения язвы желудка. Недавно появились новые противоопухолевые лекарства, в состав которых входит этот химический элемент.

И, конечно, образцы самородного и искусственно выращенного висмута украсят любую коллекцию минералов.

Искусственно выращенные кристаллы висмута

Источник: http://mineralys.ru/vismut/

№83 Висмут

Кристалл висмута(радужную окраску придаёт тонкий слой оксида)

http://ru.wikipedia.org/wiki/Висмут

Разное: Аликберова Л.Ю. и др. Практикум по общей и неорганической химии

Висмут — слитки металла обладают слегка розовым блеском Строение атома висмута (bi), схема и примеры

http://petrik.bigbloger.lidovky.cz/c/ 112669/Tellurid-bismutu-a-topologicke-izolanty.html

Поделиться в

Висмут был известен человечеству с давних времен, впервые упомянут в письменных источниках в 1450 году как Wismutton или Bisemutum. Долгое время этот металл считался разновидностью сурьмы, свинца или олова.

Первые сведения о металлическом висмуте, его добыче и переработке встречаются в трудах крупнейшего металлурга и минералога средневековья Георгия Агриколы, датированных 1529 г. Представление же о висмуте как о самостоятельном химическом элементе сложилось только в XVIII в.

Символ Bi впервые ввел в химическую номенклатуру выдающийся шведский химик Йенс Якоб Берцелиус. О происхождении слова «висмут» существует несколько версий.

По одной из них считают, что в основе его лежат немецкие корни «wis» и «mat» (искаженно weisse masse и weisse materia) -белый металл (точнее, белая масса, белая материя). По другой — слово «висмут» — не что иное, как арабское «би исмид», то есть похожий на сурьму.

Нахождение в природе, получение:

Содержание висмута в земной коре 2*10-5% по массе, в морской воде — 2*10-5 мг/л. Висмутовые руды, содержащие 1% и выше висмута, встречаются редко, обычно его источником служат свинцовые, оловянные и другие руды, где он содержится как примесь.

Минералами висмута, входящими в состав таких руд, являются висмут самородный (содержит 98,5-99% Bi), висмутин — Bi2S3, бисмит — Bi2O3 и другие.

Около 90% всего добываемого висмута извлекается попутно при металлургической переработке свинцово-цинковых, медных, оловянных руд и концентратов.

Висмут получают сплавлением сульфида с железом:
Bi2S3 + 3Fe = 2Bi + 3FeS,
или последовательным проведением процессов:

2Bi2S3 + 9O2 = 2Bi2O3 + 6SO2;
Bi2O3 + 3C = 2Bi + 3CO.

Физические свойства:

В отличие от сурьмы, в висмуте металлические свойства явно преобладают над неметаллическими. Ему свойствен сильный металлический блеск и белый розоватого оттенка цвет. Висмут одновременно хрупок и довольно мягок, тяжел (плотность 9,8 г/см3), легкоплавок (температура плавления 271°C).

При плавлении висмут уменьшается в объеме (как лед), т.е. твердый висмут легче жидкого. Среди прочих металлов висмут выделяют малая теплопроводность (хуже него тепло проводит только ртуть) и самые сильные диамагнетические свойства. Природный висмут состоит из одного стабильного изотопа 209Bi.

Химические свойства:

В сухом воздухе висмут не окисляется, во влажной атмосфере постепенно покрывается пленкой оксидов. При нагревании выше 1000°С сгорает с образованием основного оксида Bi2O3. При сплавлении висмута с серой образуется Bi2S3.

Взаимодействует с галогенами (наиболее изучены тригалогениды):
2Bi + 3Hal2 = 2BiHal3
Не реагирует с Н2, С, N2, Si.. При взаимодействии висмута с металлами образуются висмутиды, например, висмутид натрия Na3Bi, висмутид магния Mg3Bi и др. При действии кислот на такие сплавы висмута образуется висмутин BiH3 (газ, неуст.).

Со щелочами и разбавленными кислотами висмут не реагирует, с концентрированными образует соли:

Bi + HNO3(конц.) => Bi(NO3)3 + NO2 + …

Важнейшие соединения:

Для висмута наиболее характерны соединения со степенью окисления: +3 и +5.
Оксид висмута(II), BiO: Серовато-черные кристаллы. Получают восстановлением оксида висмута(III) металлическим висмутом или водородом. Окисляется при нагревании до 180°С и во влажном воздухе. Диспропорционирует в реакции с кислотами, напр.

3BiO + 6HCl = 2BiCl3 + Bi +3H2O.
Оксид висмута(III), Bi2O3: Моноклинные или тетрагональные желтые (коричневые в нагретом состоянии) кристаллы. Устойчив до 1750°С. Диамагнитен. Мало растворим в воде, ацетоне, жидком аммиаке, гидроксидах. Растворяется в кислотах.

Получают нагреванием висмута в кислороде, разложением нитрата висмута (III), дегидратацией гидроксида висмута (III).
Гидроксид висмута(III), Bi(OH)3: Белый аморфный порошок. Проявляет основные свойства. Мало растворим в воде, концентрированных щелочах. Растворяется в глицерине, хлориде аммония и в минеральных кислотах.

С кислотами образует соли висмута (III).
Соли висмута(III) — бесцветные крист. вещества, растворимые соли (нитрат, хлорид) для предотвращения гидролиза растворяют в разбавленных растворах соотв. кислот. При растворении в чистой воде они гидролизуются с образованием осадков основных солей (напр. Bi(OH)2NO3) или оксосолей (солей висмутила, напр.

BiOCl).

Иодид висмута(III), BiI3: темно-коричневые кристаллы, нерастворим в воде, но растворяется в спиртах, в ацетоне. Взаимодействует с растворами йодидов, образуя водорастворимые комплексы: BiI3 + KI = K[BiI4].
Сульфид висмута(III), Bi2S3: Серовато-черные ромбоэдрические диамагнитные кристаллы. Обладает термоэлектрическими свойствами.

Мало растворим в воде, разбавленных минеральных кислотах, в сульфиде аммония, в сульфидах и полисульфидах щелочных металлов. Восстанавливается водородом, углеродом, кремнием. Взаимодействует с водой, при этом полностью гидролизуется.
Оксид висмута(V), Bi2O5: Темно-коричневый порошок. Мало растворим в воде. Растворяется в кислотах и щелочах.

Разлагается при нагревании. Получают окислением висмута (III) в концентрированных щелочных растворах, например при пропускании хлора через суспензию Bi2O3 в растворе КОН.

Соединения висмута(V) проявляют сильные окислительные свойства: H3BiO4 + 5НСl = BiCl3 + Cl2 + 4H2O
Висмутаты — соли висмутовых кислот, например мета- (NaBiO3) или орто- (Na3BiO4) висмутат натрия, желтый порошок, нерастворимый в воде, сильный окислитель: 2Mn(NO3)2 + 5NaBiO3 + 14HNO3 => 2NaMnO4 + 5Bi(NO3)3 + 3NaNO3 + 7H2O

Применение:

Основное применение висмута — его использование в качестве компонента легкоплавких сплавов.

Висмут входит, например, в известный сплав Вуда, температура плавления которого ниже температуры кипения воды, во многие другие сплавы, используемые, например, при изготовлении легкоплавких предохранителей.

Сплавы висмута и марганца (Mn) характеризуются ферромагнитными свойствами и поэтому идут на изготовление мощных постоянных магнитов.
Небольшие добавки висмута (0,003%-0,01%), в стали и в сплавы на основе алюминия улучшает пластические свойства металла, резко упрощает его обработку.

Некоторое значение висмут имеет в ядерной технологии при получении полония — важного элемента радиоизотопной промышленности. Соединения висмута, особенно Bi2O3, применяют в стекловарении и керамике, в фармацевтической промышленности, в качестве катализаторов и др.

Висмут относится к токсичным ультрамикроэлементам. О физиологической роли висмута известно немного. Возможно он индуцирует синтез низкомолекулярных белков, принимает участие в процессах оссификации, образует внутриклеточные включения в эпителии почечных канальцев.

Возможно, этот элемент обладает генотоксичными и мутагенными свойствами. Не смотря на то, что висмут относится к категории тяжелых металлов, он является умеренно токсичным элементом.

Растворимые соли висмута ядовиты и по характеру своего воздействия (хоть и в меньшей степени) аналогичны солям ртути.

Гаев Александр

ХФ ТюмГУ, 581 группа, 2011 г.

Источники: Википедия: http://ru.wikipedia.org/wiki/Висмут и др.,
Сайт кафедры общей и неорганической химии РХТУ им. Д.И. Менделеева. Таблица Д.И. Менделеева: Висмут http://onx.distant.ru/elements/83-Bi_soed.html)

КонТрен – Химия для школьников, студентов, учителей …
подготовка к экзаменам и олимпиадам

Источник: http://www.kontren.narod.ru/x_el/info83.htm

ВИСМУТ

АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЭЮЯ ВИСМУТ (нем. Wismut; лат. Bismuthum) Bi, хим. элемент V гр. периодич. системы; ат. н. 83, ат. м. 208,9804. В природе один стабильный изотоп 209Bi. Короткоживущие радиоактивные изотопы с мае. ч. от 210 до 215 и периодами полураспада от 2 мин до 5 сут — члены прир. радиоактивных рядов.

Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для висмута 3,4*10-30 м2. Конфигурация внеш. электронной оболочки 6s26p3; степени окисления +3, +5 и — 3, очень редко + 1 и + 2; энергия (эВ) ионизации при по-следоват.

переходе от Bi° к Br5 + : 7,289, 16,74, 25,57, 45,3 и 56,0; сродство к электрону 0,7 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,9; атомный радиус 0,182 нм, ионные радиусы (в скобках указаны координац. числа) 0,110 нм (5), 0,117 нм (6), 0,131 нм (8) для Bi3+ , 0,090 нм (6) для В15+ , 0,213 нм для Bi3-.

Диаграмма состояния висмута при высоких давлениях. Пунктирные линии-приблизительные границы областей существования фаз.

Содержание висмута в земной коре 2*10-5 % по массе, в морской воде — 2-10 5 мг/л. Важнейшие минералы — висмутин Bi2S3, самородный Bi, козалит Pb2Bi2S5, тетрадимит Bi2Te2S, бисмит Bi2O3, бисмутин Bi2CO3 (ОН)4. Собственно висмутовые руды редки. Обычно висмут добывают из свинцовых, медных, оловянных, вольфрамовых и др. руд.

Свойства. Висмут-серебристо-серый металл с розоватым оттенком. Имеет грубозернистое строение. Может существовать в неск. кристаллич. модификациях (см. рис., табл.); при атм. давлении устойчива только модификация I, к-рая при 2,57 ГПа и 25 °С переходит в II, при 2,72 ГПа — в III, при 4,31 ГПа — в IV, ок. 5 ГПа — в V, при 7,74 ГПа — в VI, при 30 ГПа — в IX.

Для висмута т. пл. 271,4 °С (модификация I), т. кип. 1564°С; плотн. 9,80 г/см3, жидкого 10,27 г/см3 (271 °С); Сop26,0 Дж/(моль *К); 11,0 кДж/моль, 177,0 кДж/моль; So298 56,9 Дж/(моль*К); ур-ния температурной зависимости давления пара: над твердым висмутом Igp(rHa) = 9,285 — 9725/T- 0,2401gT+ 1,180Т, над жидким lg р (гПа) = 7,516 — 8929/T- 0,1171g T, температурный коэф. линейного расширения 12,8*10-6 К-1 (283 К); теплопроводность 8,41 Вт/(м*К) при 293 К; 109*10-8 Ом*м, при т-ре плавления твердого висмута 267*10-8 Ом*м, жидкого 127*10-8 Ом*м, температурный коэф.4,2*10-3 К-1 (273 К); т-ра перехода в сверхпроводящее состояние ~ 7 К; стандартный электродный потенциал 0,2 В; диамагнитен, магн. восприимчивость — 1,340*10-9. Твердость по Моосу 2,5, по Бринеллю 89 МПа; 33,6 ГПа, 14,7 МПа. Висмут хрупок, но при 225-250°С может подвергаться пластич. деформации.

В сухом воздухе висмут устойчив, во влажном постепенно покрывается буроватой пленкой оксидов. Заметное окисление начинается ок. 500 °С. Выше 1000°С висмут горит голубоватым пламенем с образованием Bi2O3 (см. Висмута оксиды). Не реагирует с Н2, С, N2, Si. Жидкий висмут незначительно растворяет фосфор.

При сплавлении висмута с серой образуется Bi2S3, с Se и Те — соотв. селениды и теллуриды. При нагр. он взаимод. с галогенами (см. Висмута галогениды). С большинством металлов при сплавлении образует интерметаллич. соед. — висмутиды, напр. Na3Bi, Mg3Bi. He реагирует с соляной к-той и разб. H2SO4. С азотной к-той образует нитрат, с конц.

H2SO4 при нагр. — гидросульфат BiH(SO4)2. Соли висмута легко гидролизуются. Осаждение гидроксисолей висмута начинается при рН ~ 1,6, полное осаждение достигается при рН 4,8. Исключением являются перхлоратные р-ры из-за высокой р-римости гидроксиперхлората Bi(OH)2ClO4. В структуре гидроксосолей (устар. — соли висмутала) присутствуют октаэдрич.

ионы [Bi6O6]6+ , [Bi6O4(OH)4]6+ и [Bi6(он)12]6+.

Важнейшим соед. висмута посвящены спец. статьи. Ниже приводятся сведения о нек-рых других соед. этого элемента.

Нитрат существует в виде Bi(NO3)3*5H2O — бесцв. кристаллы с т. пл. 75 °С и плотн. 2,8 г/см3. В воде раств. инконгруэнтно с образованием осадка гидроксинитрата Bi(OH)2NO3. Устойчив в разб. р-рах HNO3.

Хорошо раств. в эфире и ацетоне. Гидроксииитрат — бесцв. кристаллы с перламутровым блеском; при 400-450 °С разлагается до Bi2O3; не раств. в воде, легко раств. в к-тах. Вяжущее и антисептич. ср-во.

Сульфат Bi2(SO4)3 — бесцв. кристаллы; образует три-и гептагидраты. Так же, как гидросульфаты и гидроксисульфаты, мало раств. в воде (не более 0,3% по массе в пересчете на Bi2O3); выше ~ 400 °С разлагается с образованием оксисульфатов.

При сплавлении Bi2O3 и SiO2 образуются ортосиликат Bi4(SiO4)3 (т. пл. 1020°С), отвечающий по составу минералу эвлитину, и оксисиликат (силикосилленит) Bi12SiO20 (т. пл. 880 °С). Эти соед. благодаря их пьезоэлектрич. и электрооптич. св-вам применяют в радиоэлектронике. Они м. б. синтезированы также гидротермальным путем из оксидов в р-рах щелочей.

Сесквиселенид Bi2Se3 и. сесквителлурид Bi2Te3 по св-вам напоминают Bi2S3 (см. Висмута сульфиды). Кристаллизуются в ромбоэдрич. решетке (пространств. группа RЗm, z = 9). Для Вi2Se3 а = 0,418 нм, с = 2,87 нм; т. пл. 706 °С; плота.

7,66 г/см , ур-ние температурной зависимости давления пара над твердым в-вом: 1gр(гПа) = 12,347 — 11890/Т,Нoобр—140 кДж/моль; теплопроводность 0,025 Вт/(см*К); ширина запрещенной зоны 0,35 эВ; коэф. термоэдс — 300 мВ/К; подвижность электронов 600см2 /(В*с). Для Вi2Те3 а = 0,438нм, с = 3,04нм; т. пл. 586°С; плота. 7,859 г/см3; ур-ние температурной зависимости давления пара над твердым в-вом: 1др(гПа) = 11,175 —10443/T; С°р 124 Дж/(моль*К); 118,6 кДж/моль, — 76,8 кДж/моль; So298 251 Дж/(моль*К); теплопроводность 0,0175 Вт/(см*К); ширина запрещенной зоны 0,15 эВ; коэф. термоэдс +230 мВ/К; подвижность электронов 1150 см2 /(В*с), подвижность дырок 440 см2 /(В*с).

Получают Bi2Se3 и Bi2Te3 сплавлением элементов в кварцевом или графитовом тиглях в инертной атмосфере или под слоем флюса.

Иногда сесквителлурид и его сплавы с сесквиселенидом производят горячим прессованием смеси порошков элементов с послед. отжигом. Используют их как материалы термоэлектрич. генераторов.

Известны также низшие селениды и теллуриды общих ф-л ВiЭ2 (обладают широкими областями однородности), Вi2Э и др. Все они плавятся инконгруэнтно.

Получение. Содержание висмута в рудах обычно составляет десятые или сотые доли процента (только для очень немногих месторождений — неск. %). При переработке руд висмут попадает в свинцовые, медные и др. концентраты. Из этих концентратов получают ок. 90% всего добываемого висмута.

Осн. источник висмута — свинцовые концентраты, получаемые при переработке свинцовых, а также свинцово-цинковых и др. полиметаллич. руд. Они содержат неск. сотых процента висмута, иногда — до 0,2%.

При переработке этих концентратов висмут почти полностью попадает в черновой свинец, из к-рого удаляется при его рафинировании. Обычно выделение висмута из свинца производится действием Mg и Са, при этом висмут переходит в дроссы (поверхностные слои) в виде CaMg2Bi2.

Известен также способ отделения висмута действием К и Mg. Иногда применяют электролитич. рафинирование, при к-ром висмут переходит в шламы.

Дроссы для удаления Са и Mg переплавляют под слоем щелочи с добавлением окислителя (NaNO3).

Обогащенный сплав обычно подвергают электролизу в кремнефторидной ванне с получением шламов, к-рые далее переплавляют на черновой висмут. Иногда для отделения Рb применяют обработку С12.

Предложен также электролиз в легкоплавких солевых расплавах с накоплением висмута в анодном расплаве вплоть до получения чернового висмута.

В медных концентратах содержание висмута обычно составляет неск. тысячных процента, лишь изредка — десятые доли. При их переработке висмут концентрируется в пылях плавильных печей и конвертеров, откуда его извлекают восстановительной плавкой с содой и углем.

Медно-висмутовые концентраты со сравнимым содержанием этих элементов перерабатывают гидрометаллургич. путем. Выщелачивание производится при ~ 105 °С соляной к-той или H2SO4 с добавлением хлоридов металлов. Висмут выделяют из р-ров гидролитич.

осаждением (рН ~ 2,5) в виде окси- или гидроксихлоридов либо восстановлением железом в виде металла (цементация). Для отделения висмута от сопутствующих металлов м. б. использованы экстракция и ионный обмен.

Осадки оксихлорида переплавляют с добавлением соды и угля: 4ВiOС1 + 2Na2CO3 + ЗС -> 4Bi + 4NaCl + 5СО2.

Собственно висмутовые концентраты (содержат обычно не более 3-5% висмута по массе, в редких случаях 30-60%) получают обогащением висмутовых руд флотацией и др. способами.

Перерабатывают концентраты путем восстановительной плавки (после обжига или агломерации) либо осадительной плавки с добавлением металлич. железа.

Известны содовая плавка (4Bi2S3 + 12Na2CO3 -> 8Bi + 9Na2S + 3Na2SO4 + 12CO2), а также щелочная с NaOH.

Рафинирование висмута заключается в последоват.

обработке его расплава: серой с добавлением угля (для удаления Fe и Си); щелочью с добавлением окислителя или продувкой воздухом (для удаления As, Sb и Sn); цинком (для удаления Аи и Ag); хлором (для удаления Рb и Zn).

Применяют также электролитич. рафинирование как в водных р-рах [В1С13, Bi2(SiF6)3], так и в солевых расплавах. Для получения висмута высокой чистоты используют комбинацию разл. методов.

Определение. Качественно висмут обнаруживают действием на его р-ры CS(NH2)2, KCNS (в обоих случаях происходит желтое окрашивание), цинхонина с KI (оранжевое), а также по ускорению восстановления солей Рb2+ станнатом Na2SnO2 (черный осадок).

Количественно висмут определяют: комплексонометрически в присут. пирокатехинового фиолетового, ксиленолового оранжевого или др. индикаторов; фотометрически с применением CS(NH2)2 или его производных (напр.

, о-толилтиокарбамида), дитизона, динафтилтиокарбазона и их производных.

Для отделения висмута от сопутствующих элементов используют гидролитич. осаждение в виде гидроксисолей. Висмут может быть осажден из р-ров также в виде фосфата BiPO4*H2O, оксикарбоната (ВiO)2СО3*0,5Н2О, гидроксихромата Bi(OH)CrO4 и др. Для отделения висмута используют также осаждение купфероном, тионалидом, 8-гидроксихинолином, экстракцию аминами из солянокислого р-ра.

Применение. Металлич. висмут — компонент легкоплавких сплавов, припоев, баббитов и др., присадка к легко обрабатываемым сталям, др. сплавам, алюминию. Сплавы висмута с Мп применяют для изготовления мощных постоянных магнитов.

Мировое произ-во висмута (без СССР) ок. 2600 т/год (1982). Осн. производители — Австралия, Япония, Боливия, Перу. Висмут известен с 18 в. Его хим. индивидуальность установлена в 1739 И. Потто м.

===

Исп. литература для статьи «ВИСМУТ»: Глембоцкий В. А., Соколов Е. С, Соложенкин П. М., Обогащение висмутсодержащих руд, Душ., 1972; Металлургия висмута, А.-А., 1973; Самсонов Г. В., Абдусалямова М. Н., Черногоренко В. Б., Висмутиды, К., 1977. П.И.Федоров.

Страница «ВИСМУТ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЭЮЯ

Еще по теме:

Висмут — справочник по веществам

Источник: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/757.html

Bi — Висмут

ВИСМУТ (лат. Bismuthum), Bi (читается «висмут», до середины 20 века произносили «бисмут»), химический элемент V группы периодической системы, атомный номер 83, атомная масса 208,9804.

Серебристо-серый металл с розоватым оттенком. Природный висмут состоит из одного нуклида 209Bi. Конфигурация внешнего электронного слоя 6s2p3. Висмут образует соединения в степенях окисления +3, +5, –3 (валентности III и V) и очень редко +1 и +2.

Радиус нейтрального атома висмута 0,182 нм, радиус ионов Bi3+ — 0,110-0,131 нм, Bi5+ — 0,090 нм, Bi3– — 0,213 нм. Энергии последовательной ионизации атома висмута 7,289; 16,74; 25,57; 45,3 и 56,0 эВ; сродство к электрону 0,7 эВ.

По шкале Полинга электроотрицательность висмута 1,9.

В периодической системе висмут — последний стабильный (не радиоактивный) элемент. По некоторым данным, 209Bi слабо радиоактивен, но его период полураспада столь велик (около 1017 лет), что этот нуклид можно считать стабильным.

Название: введен в химическую номенклатуру в 1819 году шведским химиком Й. Берцелиусом. Происхождение названия элемента однозначного объяснения не имеет.

Свойства: при обычном давлении существует только одна ромбоэдрическая модификация висмута (параметры решетки с периодом а = 0,4746 нм и углом 57,23o).

Температура плавления 271,4°C (висмут — один из самых легкоплавких металлов), температура кипения 1564°C, плотность 9,80 кг/дм3. При плавлении висмут уменьшается в объеме (как лед), т.е. твердый висмут легче жидкого.

При высоких давлениях существуют другие модификации металлического висмута. Висмут хрупок, легко растирается в порошок. Висмут — самый сильный диамагнетик среди металлов.

При окислении хлором суспензии Bi2O3 в среде водного раствора КОН при температуре около 100°C образуется Bi2O5. Кроме того, известны оксиды висмута составов Bi2O, Bi6O7 и Bi8O11.

При сплавлении висмута и серы образуется сульфид состава Bi2S3, обладающий полупроводниковыми и термоэлектрическими свойствами. При сплавлении висмута с селеном (Se) или теллуром (Te) образуются, соответственно, селенид или теллурид висмута.

Известны галогениды висмута состава BiX3, пентафторид BiF3, а также оксигалогениды составов BiOX (X = Cl, Br, I).

При действии кислот на сплав висмута с магнием (Mg) образуется висмутин BiH3.

При взаимодействии висмута с металлами образуются висмутиды, например, висмутид натрия (Na) Na3Bi, висмутид магния (Mg) Mg3Bi и др. При понижении рН растворов солей висмута (III) (нитрата, перхлората и др.

) в осадок выпадают различные гидроксосоли, например, Bi(OH)2NO3. Ранее считалось, что они содержат ион BiO+ — (висмутил-ион), однако установлено, что такие гидроксосоли содержат октаэдрические катионы [Bi6(OH)12]6+, [Bi6O4(OH)4]6+ и [Bi6(OH)12]6+.

Растворимые соли висмута ядовиты.

История открытия: висмут известен с 15 века, но его долго принимали за разновидность олова, свинца или сурьмы. В 1529 году немецкий ученый в области горного дела и металлургии Г. Агрикола дал первые сведения о металлическом висмуте, его добыче и переработке. Химическую индивидуальность висмута первым установил в 1739 году И. Потт.

источником висмута служат свинцовые, оловянные и другие руды, где он содержится как примесь. При промышленном получении висмута сначала из свинцовых и медных руд (содержание висмута в которых обычно составляет десятые и даже сотые доли процента) готовят концентрат.

Концентраты перерабатывают гидрометаллургическим путем, иногда их подвергают металлотермической обработке (с использованием в качестве восстановителей кальция (Ca) или магния (Mg)). На заключительной стадии очистки висмута применяют экстракцию, различные химические и электрохимические методы.

В России первые килограммы металлического висмута получил в 1918 году К. А. Ненадкевич, разработавший технологию его выплавки.

Нахождение в природе: содержание висмута в земной коре очень мало и составляет всего 9·10–7% (71-е место среди всех элементов). В природе иногда встречается в свободном виде.

Важнейшие минералы: висмутин, или висмутовый блеск, Bi2S3 (81,3% Bi), козалит Pb2Bi2S5 (42% Bi), бисмит Bi2O3(89,7% Bi) и некоторые другие.

Висмут — редкий рассеянный элемент, его собственные минералы (например, висмутин, бисмит) очень редки.

Применение: основное применение висмута — его использование в качестве компонента легкоплавких сплавов.

Сплавы висмута и марганца (Mn) характеризуются ферромагнитными свойствами и поэтому идут на изготовление мощных постоянных магнитов. Соединения висмута, особенно Bi2O3, применяют в стекловарении и керамике, в фармацевтической промышленности, в качестве катализаторов и др.

Источник: http://WebElements.narod.ru/elements/Bi.htm

Р‘РѕР»СЊС€Р°СЏ РРЅС†РёРєР»РѕРїРµРґРёСЏ РќРµС„С‚Рё Рё Р“Р°Р·Р°

CС‚СЂР°РЅРёС†Р° 4

РС‚Рё РїРѕР»РёРјРµСЂРЅС‹Рµ РєР°С‚РёРѕРЅС‹ РѕР±СЂР°Р·СѓСЋС‚ РїР°РєРµС‚С‹, РІ РєРѕС‚РѕСЂС‹С… Р°С‚РѕРјС‹ РІРёСЃРјСѓС‚Р° РЅРёР¶РЅРµР№ СЃС‚РѕСЂРѕРЅС‹ РІРµСЂС…РЅРµРіРѕ СЃР»РѕСЏ Р»РµР¶Р°С‚ РїСЂСЏРјРѕ РЅР°Рґ Р°С‚РѕРјР°РјРё РІРёСЃРјСѓС‚Р° РІРµСЂС…РЅРµР№ СЃС‚РѕСЂРѕРЅС‹ РЅРёР¶РЅРµРіРѕ СЃР»РѕСЏ. РђРЅРёРѕРЅС‹ РЎРћ — СЂР°СЃРїРѕР»Р°РіР°СЋС‚СЃСЏ РґРІСѓРјРµСЂРЅС‹РјРё РјРѕР·Р°РёС‡РЅС‹РјРё СЂСЏРґР°РјРё РІРЅСѓС‚СЂРё С‚РµС‚СЂР°РіРѕРЅР°Р»СЊРЅС‹С… РїРѕР»РѕСЃС‚РµР№, РѕР±СЂР°Р·РѕРІР°РЅРЅС‹С… Р°С‚РѕРјР°РјРё РІРёСЃРјСѓС‚Р°. [46]

Р�Р·РІРµСЃС‚РЅС‹ СЂРµР°РєС†РёРё РЅРёС‚СЂРѕРІР°РЅРёСЏ, РѕРєРёСЃР»РµРЅРёСЏ, РјРµС‚РёР»РёСЂРѕРІР°РЅРёСЏ ( Рё, РїРѕ-РІРёРґРёРјРѕРјСѓ, РёРЅРѕРіРґР° С…Р»РѕСЂРёСЂРѕРІР°РЅРёСЏ) Р°СЂРѕРјР°С‚РёС‡РµСЃРєРѕРіРѕ СЂР°РґРёРєР°Р»Р° Сѓ Р°С‚РѕРјР° РІРёСЃРјСѓС‚Р°. [47]

РњРѕР»РµРєСѓР»Р° РёРјРµРµС‚ С„РѕСЂРјСѓ РїРёСЂР°РјРёРґС‹, С‚СЂРё РІРµСЂС€РёРЅС‹ РєРѕС‚РѕСЂРѕР№ Р·Р°РЅРёРјР°СЋС‚ Р°С‚РѕРјС‹ РєРёСЃР»РѕСЂРѕРґР°, Р° С‡РµС‚РІРµСЂС‚СѓСЋ — РЅРµРїРѕРґРµР»РµРЅРЅР°СЏ СЌР»РµРєС‚СЂРѕРЅРЅР°СЏ РїР°СЂР° Р°С‚РѕРјР° РІРёСЃРјСѓС‚Р°.

Р”Р»РёРЅС‹ СЃРІСЏР·РµР№ Bi-O СЂР°РІРЅС‹ 2 091 Рђ.

Р’ СЃРІРѕСЋ РѕС‡РµСЂРµРґСЊ РєСЂРёСЃС‚Р°Р»Р»РёС‡РµСЃРєР°СЏ СЃС‚СЂСѓРєС‚СѓСЂР° РјРµС‚РёР»С†РµР»Р»РѕР·РѕР»СЊРІР°С‚Р° РІРёСЃРјСѓС‚Р° РїРѕСЃС‚СЂРѕРµРЅР° РёР· Р±РµСЃРєРѕРЅРµС‡РЅС‹С… С†РµРїРµР№, РІ РєРѕС‚РѕСЂС‹Рµ РѕР±СЉРµРґРёРЅРµРЅС‹ РґРёРјРµСЂРЅС‹Рµ РјРѕР»РµРєСѓР»С‹.

Р—РІРµРЅРѕ С†РµРїРѕС‡РµС‡РЅРѕР№ СЃС‚СЂСѓРєС‚СѓСЂС‹ РІРєР»СЋС‡Р°РµС‚ РґРІР° Р°С‚РѕРјР° РІРёСЃРјСѓС‚Р°, РёРјРµСЋС‰РёС… РёСЃРєР°Р¶РµРЅРЅСѓСЋ РєРІР°РґСЂР°С‚РЅРѕ-РїРёСЂР°РјРёРґР°Р»СЊРЅСѓСЋ РєРѕРѕСЂРґРёРЅР°С†РёСЋ Р·Р° СЃС‡РµС‚ РєРѕРЅС†РµРІРѕРіРѕ Рё С‡РµС‚С‹СЂРµС… РјРѕСЃС‚РёРєРѕРІС‹С… Р°Р»РєРѕРєСЃРёРґ-РЅС‹С… РіСЂСѓРїРї. [48]

РЎР—Р—), РІ РѕСЃРЅРѕРІРµ РєРѕС‚РѕСЂРѕР№ Р»РµР¶РёС‚ РґРµРІСЏС‚РёСЃР»РѕР№РЅР°СЏ СѓРїР°РєРѕРІРєР° РёР· Р°С‚РѕРјРѕРІ С‚РµР»Р»СѓСЂР°, РґРІРµ С‚СЂРµС‚Рё РѕРєС‚Р°СЌРґСЂРёС‡РµСЃРєРёС… РїСѓСЃС‚РѕС‚ Р·Р°РЅСЏС‚С‹ Р°С‚РѕРјР°РјРё РІРёСЃРјСѓС‚Р°. РЎС‚СЂСѓРєС‚СѓСЂР° РѕС‚РЅРѕСЃРёС‚СЃСЏ Рє С‚СЂРёРіРѕРЅР°Р»СЊРЅРѕР№ СЃРёРЅРіРѕРЅРёРё, РїСЂРѕСЃС‚СЂР°РЅСЃС‚РІРµРЅРЅР°СЏ РіСЂСѓРїРїР° DM — Р Р—С‚. [49]

РЎРѕСЃС‚Р°РІ РѕР±СЂР°Р·СѓСЋС‰РёС…СЃСЏ РїСЂРѕРґСѓРєС‚РѕРІ РѕРїСЂРµРґРµР»СЏРµС‚СЃСЏ РјРѕР»СЏСЂРЅС‹Рј СЃРѕРѕС‚РЅРѕС€РµРЅРёРµРј СЂРµР°РіРµРЅС‚РѕРІ, РЅРѕ РІ РЅРµРєРѕС‚РѕСЂС‹С… СЃР»СѓС‡Р°СЏС… РѕРєР°Р·С‹РІР°РµС‚ РІР»РёСЏРЅРёРµ Рё С…Р°СЂР°РєС‚РµСЂ РѕСЂРіР°РЅРёС‡РµСЃРєРѕРіРѕ СЂР°РґРёРєР°Р»Р° Сѓ Р°С‚РѕРјР° РІРёСЃРјСѓС‚Р°. [50]

РќРёС‚СЂРѕРіСЂСѓРїРїС‹ СЃС‚Р°РЅРѕРІСЏС‚СЃСЏ, РїРѕ-РІРёРґРёРјРѕРјСѓ, РІ РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРј РІ РјРµС‚Р° — ( РѕС‚С‡Р°СЃС‚Рё РІ РѕСЂ-С‚Рѕ — Рё РїР°СЂР°-РїРѕР»РѕР¶РµРЅРёРµ) РїРѕ РѕС‚РЅРѕС€РµРЅРёСЋ Рє Р°С‚РѕРјСѓ РІРёСЃРјСѓС‚Р°.

РџРѕР»СѓС‡РµРЅРЅС‹Рµ РЅРёС‚СЂРѕСЃРѕРµ-РґРёРЅРµРЅРёСЏ РЅРµРїР»Р°РІРєРё, РїСЂРё РЅР°РіСЂРµРІР°РЅРёРё СЂР°Р·Р»Р°РіР°СЋС‚СЃСЏ СЃРѕ РІР·СЂС‹РІРѕРј.

Р”Р»СЏ С…Р°СЂР°РєС‚РµСЂРёСЃС‚РёРєРё РёС… РїРµСЂРµРІРѕРґСЏС‚ РІ СЃРѕРѕС‚РІРµС‚СЃС‚РІСѓСЋС‰РёРµ РґРёС…Р»РѕСЂРёРґС‹ Ar3BiCl2, РёРјРµСЋС‰РёРµ РѕРїСЂРµРґРµР»РµРЅРЅС‹Рµ С‚РµРјРїРµСЂР°С‚СѓСЂРЅС‹Рµ РїР»Р°РІР»РµРЅРёСЏ. [51]

РџРѕ РёС… РїСЂРµРґСЃС‚Р°РІР»РµРЅРёСЏРј, Р°С‚РѕРјС‹ РІРёСЃРјСѓС‚Р° РЅР°С…РѕРґСЏС‚СЃСЏ РІ РѕРєС‚Р°СЌРґСЂРёС‡РµСЃРєРѕРј СЂР°СЃРїРѕР»РѕР¶РµРЅРёРё СЃ С‡РµС‚С‹СЂСЊРјСЏ СЃРѕСЃРµРґРЅРёРјРё СЃ РЅРёРјРё Р°С‚РѕРјР°РјРё РєРёСЃР»РѕСЂРѕРґР° РћРќ — РіСЂСѓРїРї, СЃРІСЏР·С‹РІР°СЋС‰РёС… РґРІР° СЃРѕСЃРµРґРЅРёС… Р°С‚РѕРјР° РІРёСЃРјСѓС‚Р°, С‚.Рµ. РІРґРѕР»СЊ РѕРєС‚Р°СЌРґСЂРёС‡РµСЃРєРѕР№ РіСЂР°РЅРё. [52]

Р�Р· СЃСЂР°РІРЅРµРЅРёСЏ СЃС‚СЂСѓРєС‚СѓСЂ РєР°СЂР±РѕРєСЃРёР»Р°С‚РѕРІ РІРёСЃРјСѓС‚Р° ( РїРёРІР°Р»Р°С‚Р°, С„РѕСЂРјРёР°С‚Р° Рё Р°С†РµС‚Р°С‚Р°), РїСЂРѕРІРµРґРµРЅРЅС‹С… РџРёСЃР°СЂРµРІСЃРєРёРј Рё РњР°СЂС‚С‹РЅРµРЅРєРѕ [204], СЃР»РµРґСѓРµС‚, С‡С‚Рѕ РІРѕ РІСЃРµС… РёСЃСЃР»РµРґРѕРІР°РЅРЅС‹С… СЃС‚СЂСѓРєС‚СѓСЂР°С… Р°С‚РѕРј РІРёСЃРјСѓС‚Р° РѕРєСЂСѓР¶РµРЅ РґРµРІСЏС‚СЊСЋ Р°С‚РѕРјР°РјРё РєРёСЃР»РѕСЂРѕРґР°. РЈРІРµР»РёС‡РµРЅРёРµ СЂР°Р·РјРµСЂРѕРІ Р»РёРіР°РЅРґРѕРІ РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє СѓРјРµРЅСЊС€РµРЅРёСЋ РєРѕР»РёС‡РµСЃС‚РІР° Р°С‚РѕРјРѕРІ Рћ, РѕР±СЂР°Р·СѓСЋС‰РёС… РјРѕСЃС‚РёРєРѕРІС‹Рµ СЃРІСЏР·Рё, РЅРѕ РїСЂРё СЌС‚РѕРј СѓРІРµР»РёС‡РёРІР°РµС‚СЃСЏ РґР»РёРЅР° СЌС‚РёС… СЃРІСЏР·РµР№. РџРѕСЃР»РµРґРЅРµРµ РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє С‚РѕРјСѓ, С‡С‚Рѕ РјРѕР»РµРєСѓР»С‹ РїРёРІР°Р»Р°С‚Р° РІРёСЃРјСѓС‚Р° РѕР±СЉРµРґРёРЅРµРЅС‹ РІ РёР·РѕР»РёСЂРѕРІР°РЅРЅС‹Рµ РіСЂСѓРїРїРёСЂРѕРІРєРё, Р° РЅРµ РІ Р±РµСЃРєРѕРЅРµС‡РЅС‹Рµ РѕР±СЂР°Р·РѕРІР°РЅРёСЏ, РєР°Рє СЌС‚Рѕ РёРјРµРµС‚ РјРµСЃС‚Рѕ РІ СЃР»СѓС‡Р°Рµ С„РѕСЂРјРёР°С‚Р° Рё Р°С†РµС‚Р°С‚Р° РІРёСЃРјСѓС‚Р°. [53]

Р’ СЂР°СЃРїР»Р°РІР°С… РёРЅРґРёР№-РІРёСЃРјСѓС‚ СЃ СЃРѕСЃС‚Р°РІР°РјРё, РѕС‚РІРµС‡Р°СЋС‰РёРјРё С‚РІРµСЂРґРѕРјСѓ СЃРѕРµРґРёРЅРµРЅРёСЋ In2Bi, Р±С‹Р»Рё РЅР°Р№РґРµРЅС‹ РєРѕРѕСЂРґРёРЅР°С†РёРѕРЅРЅС‹Рµ С‡РёСЃР»Р° — Р± Р°С‚РѕРјРѕРІ РІРёСЃРјСѓС‚Р° РІРѕРєСЂСѓРі Р°С‚РѕРјР° РёРЅРґРёСЏ Рё 12 Р°С‚РѕРјРѕРІ РёРЅРґРёСЏ РІРѕРєСЂСѓРі Р°С‚РѕРјР° РІРёСЃРјСѓС‚Р° РІ СЃРѕРѕС‚РІРµС‚СЃС‚РІРёРё СЃ С‚РµРјРё Р¶Рµ С‡РёСЃР»Р°РјРё РІ РєСЂРёСЃС‚Р°Р»Р»РёС‡РµСЃРєРѕРј Ir Bi; С‚Р°РєРѕРµ Р¶Рµ СЃРѕРѕС‚РІРµС‚СЃС‚РІРёРµ С‚РІРµСЂРґРѕРјСѓ InBi РЅР°Р№РґРµРЅРѕ РґР»СЏ СЂР°СЃРїР»Р°РІР° СЃРѕСЃС‚Р°РІР° InlBi. РўР°РєРёРј РѕР±СЂР°Р·РѕРј Р·РґРµСЃСЊ РёРјРµРµС‚СЃСЏ РЅРµ СЃС‚Р°С‚РёСЃС‚РёС‡РµСЃРєРѕРµ, Р° СѓРїРѕСЂСЏРґРѕС‡РµРЅРЅРѕРµ СЂР°СЃРїСЂРµРґРµР»РµРЅРёРµ. [54]

Р’ СЃС‚СЂСѓРєС‚СѓСЂРµ РЎ8Р·Р’12Р’Рі9 РѕРєС‚Р°СЌРґСЂС‹ BiBr6 СЃРѕРµРґРёРЅСЏСЋС‚СЃСЏ С‚СЂРµРјСЏ z / РјСЃ-РІРµСЂС€РёРЅР°РјРё РІ СЃР»РѕРё, Р° СЃС‚СЂСѓРєС‚СѓСЂР° Cs3Bi2Br6Cl3 РїРѕРґРѕР±РЅР° СЃС‚СЂСѓРєС‚СѓСЂРµ Cs3Bi2Br9 СЃ СѓРїРѕСЂСЏРґРѕС‡РµРЅРЅС‹Рј СЂР°СЃРїСЂРµРґРµР»РµРЅРёРµРј Р°С‚РѕРјРѕРІ С…Р»РѕСЂР° Рё Р±СЂРѕРјР° РїРѕ РІРµСЂС€РёРЅР°Рј РѕРєС‚Р°СЌРґСЂРѕРІ РІРѕРєСЂСѓРі Р°С‚РѕРјРѕРІ РІРёСЃРјСѓС‚Р°. Р’ СЃРІРѕСЋ РѕС‡РµСЂРµРґСЊ Р°С‚РѕРјС‹ С…Р»РѕСЂР°, Р±СЂРѕРјР° Рё С†РµР·РёСЏ РІ СЃС‚СЂСѓРєС‚СѓСЂРµ РЎ8Р·Р’12Р’Рі6РЎ1Р· РѕР±СЂР°Р·СѓСЋС‚ РєСѓР±РёС‡РµСЃРєСѓСЋ РїР»РѕС‚РЅРµР№С€СѓСЋ СѓРїР°РєРѕРІРєСѓ, С€РµСЃС‚Р°СЏ С‡Р°СЃС‚СЊ РѕРєС‚Р°СЌРґСЂРёС‡РµСЃРєРёС… РїСѓСЃС‚РѕС‚ РєРѕС‚РѕСЂРѕР№ Р·Р°СЃРµР»РµРЅР° Р°С‚РѕРјР°РјРё РІРёСЃРјСѓС‚Р°. [55]

Р’ РЅР°СЃС‚РѕСЏС‰РµР№ РіР»Р°РІРµ РѕРїРёСЃР°РЅС‹ СЂРµР°РєС†РёРё, РїРѕР·РІРѕР»СЏСЋС‰РёРµ РѕСЃСѓС‰РµСЃС‚РІРёС‚СЊ РїРµСЂРµС…РѕРґ РјРµР¶РґСѓ РІРёСЃРјСѓС‚РѕСЂРіР°РЅРёС‡РµСЃРєРёРјРё РіР°Р»РѕРіРµРЅРёРґР°РјРё СЂР°Р·Р»РёС‡РЅРѕР№ СЃС‚РµРїРµРЅРё Р°Р»РєРёР»РёСЂРѕРІР°-РЅРёСЏ ( Р°СЂРёР»РёСЂРѕРІР°РЅРёСЏ), Р° С‚Р°РєР¶Рµ СЂРµР°РєС†РёРё СЃРѕРµРґРёРЅРµРЅРёР№ С‚РёРїР° R8Bi СЃ РіР°Р»РѕРёРґРЅС‹РјРё Р°Р»РєРёР»Р°РјРё РёР»Рё РјРµС‚Р°Р»Р»РѕРѕСЂРіР°РЅРёС‡РµСЃРєРёРјРё СЃРѕРµРґРёРЅРµРЅРёСЏРјРё, РїСЂРёРІРѕРґСЏС‰РёРµ Рє Р·Р°РјРµРЅРµ РѕРґРЅРѕРіРѕ СЂР°РґРёРєР°Р»Р° Сѓ Р°С‚РѕРјР° РІРёСЃРјСѓС‚Р° РЅР° РґСЂСѓРіРѕР№. [56]

Р РµРЅС‚РіРµРЅРѕРіСЂР°С„РёС‡РµСЃРєРёРµ РґР°РЅРЅС‹Рµ РґР»СЏ СЃРѕРµРґРёРЅРµРЅРёСЏ СЃРѕСЃС‚Р°РІР° Р’1 ( РЎРќР·РЎРћРћ) Р· РїСЂРёРІРµРґРµРЅС‹ РІ С‚Р°Р±Р». 4.25.

РЎРѕРіР»Р°СЃРЅРѕ РёСЃСЃР»РµРґРѕРІР°РЅРёСЏРј РўСЂРѕСЏРЅРѕРІР° Рё РџРёСЃР°СЂРµРІСЃРєРѕРіРѕ [211], РІ РєСЂРёСЃС‚Р°Р»Р»РёС‡РµСЃРєРѕР№ СЃС‚СЂСѓРєС‚СѓСЂРµ Р’1 ( РЎ2РЎРЎРќР·) Р· ( СЂРёСЃ. 4.

39) РІСЃРµ С‚СЂРё Р°С†РµС‚Р°С‚РЅС‹Рµ РіСЂСѓРїРїС‹ Р±РёРґРµРЅС‚Р°РЅС‚РЅРѕ СЃРІСЏР·Р°РЅС‹ СЃ Р°С‚РѕРјРѕРј РІРёСЃРјСѓС‚Р° ( Bi — O2 7 Рђ), РЅРѕ СЂР°Р·Р»РёС‡РЅС‹Рј РѕР±СЂР°Р·РѕРј СѓС‡Р°СЃС‚РІСѓСЋС‚ РІ РѕР±СЂР°Р·РѕРІР°РЅРёРё РґРѕРїРѕР»РЅРёС‚РµР»СЊРЅС‹С… РјРѕСЃС‚РёРєРѕРІС‹С… СЃРІСЏР·РµР№ Рћ-Bi…

Р’ РїРµСЂРІРѕР№ Р°С†РµС‚Р°С‚РЅРѕР№ РіСЂСѓРїРїРµ РјРѕСЃС‚РёРєРѕРІС‹Рј СЏРІР»СЏРµС‚СЃСЏ Р°С‚РѕРј РєРёСЃР»РѕСЂРѕРґР° Рћ ( 1), РІРѕ РІС‚РѕСЂРѕР№ РіСЂСѓРїРїРµ РјРѕСЃС‚РёРєРѕРІС‹Рµ СЃРІСЏР·Рё РѕР±СЂР°Р·СѓСЋС‚ РґРІР° Р°С‚РѕРјР° РєРёСЃР»РѕСЂРѕРґР° Рћ ( 3) Рё Рћ ( 4), Р° Р°С‚РѕРјС‹ Рћ ( 5) Рё Рћ ( 6) С‚СЂРµС‚СЊРµР№ Р°С†РµС‚Р°С‚РЅРѕР№ РіСЂСѓРїРїС‹ РЅРµ РѕР±СЂР°Р·СѓСЋС‚ РјРѕСЃС‚РёРєРѕРІС‹С… СЃРІСЏР·РµР№. РљРѕРѕСЂРґРёРЅР°С†РёРѕРЅРЅС‹Р№ РїРѕР»РёСЌРґСЂ Р°С‚РѕРјР° РІРёСЃРјСѓС‚Р° РїСЂРµРґСЃС‚Р°РІР»СЏРµС‚ СЃРѕР±РѕР№ РЅРµРїСЂР°РІРёР»СЊРЅС‹Р№ РґРµРІСЏС‚РёРІРµСЂС€РёРЅРЅРёРє, РІ РєРѕС‚РѕСЂРѕРј РІСЃРµ 14 РіСЂР°РЅРµР№ С‚СЂРµСѓРіРѕР»СЊРЅС‹Рµ. [57]

Р§Р°СЃС‚РёС‡РЅРѕ РѕР±РЅР°СЂСѓР¶РµРЅРЅР°СЏ РІ РЅРµРј РєСЂРёСЃС‚Р°Р»Р»РёС‡РµСЃРєР°СЏ СЃС‚СЂСѓРєС‚СѓСЂР° РїРѕР·РІРѕР»РёР»Р° Р°РІС‚РѕСЂСѓ [94] РѕС‚РЅРµСЃС‚Рё ( Р’Р®) 2 ( Р«РћР·) ( РћРќ) Рє Р±РѕР»СЊС€РѕР№ РіСЂСѓРїРїРµ С‚РµС‚СЂР°РіРѕРЅР°Р»СЊРЅС‹С… Рё РїСЃРµРІРґРѕС‚РµС‚СЂР°РіРѕРЅР°Р»СЊРЅС‹С… СЃРѕРµРґРёРЅРµРЅРёР№, РІРєР»СЋС‡Р°СЋС‰РµР№ РѕРєРѕР»Рѕ 60 РІРёСЃРјСѓС‚СЃРѕРґРµСЂР¶Р°С‰РёС… РѕСЃРЅРѕРІРЅС‹С… СЃРѕР»РµР№ Рё РґРІРѕР№РЅС‹С… РѕРєСЃРёРґРѕРІ, СЃСЂРµРґРё РЅРёС… BiOCl [ РџРћ ], ( Р’Р®) 2РЎРћ3 [49] Рё РґСЂ. РЎС‚СЂСѓРєС‚СѓСЂС‹ РІСЃРµС… СЌС‚РёС… СЃРѕРµРґРёРЅРµРЅРёР№, РІРєР»СЋС‡Р°СЏ ( Р’Р®) 2 ( Р–РР·) ( РћРќ), СЃРѕРґРµСЂР¶Р°С‚ Р±РµСЃРєРѕРЅРµС‡РЅРѕ РёР·РѕРіРЅСѓС‚С‹Рµ СЃР»РѕРё ( Р’Р®), РІ РєРѕС‚РѕСЂС‹С… РІСЃРµ Р°С‚РѕРјС‹ РєРёСЃР»РѕСЂРѕРґР° РЅР°С…РѕРґСЏС‚СЃСЏ РІ РїР»РѕСЃРєРѕСЃС‚Рё, Р° Р°С‚РѕРјС‹ РІРёСЃРјСѓС‚Р° Р°Р»СЊС‚РµСЂРЅР°С‚РёРІРЅРѕ РїРѕ РѕР±РµРёРј СЃС‚РѕСЂРѕРЅР°Рј РїР»РѕСЃРєРѕСЃС‚Рё. РљР°Р¶РґС‹Р№ Р°С‚РѕРј РІРёСЃРјСѓС‚Р° РёРјРµРµС‚ С‡РµС‚С‹СЂРµ СЃРѕСЃРµРґРЅРёС… Р°С‚РѕРјР° Рћ, Рё РєР°Р¶РґС‹Р№ Р°С‚РѕРј Рћ С‚РµС‚СЂР°СЌРґСЂРёС‡РµСЃРєРё РєРѕРѕСЂРґРёРЅРёСЂРѕРІР°РЅ С‡РµС‚С‹СЂСЊРјСЏ Р°С‚РѕРјР°РјРё Bi. РС‚РѕС‚ С‚РёРї СЃС‚СЂСѓРєС‚СѓСЂС‹ СЏРІР»СЏРµС‚СЃСЏ РґРѕСЃС‚Р°С‚РѕС‡РЅРѕ СЃС‚Р°Р±РёР»СЊРЅС‹Рј. РћРєСЃРѕРіРёРґСЂРѕРєСЃРѕРЅРёС‚СЂР°С‚ СЃ СЃРѕРґРµСЂР¶Р°РЅРёРµРј, %: Bi — 77 56; NOj — 11 57; Рќ2Рћ — 2 2, РјРѕР¶РµС‚ Р±С‹С‚СЊ РїРѕР»СѓС‡РµРЅ РїСЂРё РґРІСѓС…-РїСЏС‚РёРєСЂР°С‚РЅРѕР№ РѕР±СЂР°Р±РѕС‚РєРµ СЃРѕРµРґРёРЅРµРЅРёСЏ СЃРѕСЃС‚Р°РІР° ( IV) РІРѕРґРѕР№ РїСЂРё С‚РµРјРїРµСЂР°С‚СѓСЂРµ 100 РЎ. [58]

РЎС‚СЂР°РЅРёС†С‹: 1 2 3 4

Источник: https://www.ngpedia.ru/id116695p4.html

Висмут

Общие сведения и методы получения

Висмут (Bi) — серебристо-белый металл с розоватым оттенком.

Достоверных данных об истории и происхождении названия «висмут» нет. Первые сведения о висмуте встречаются в трудах минералога и металлурга начала XVI в. Георга Огриколы. В 1739 г. немецкий химик Потт установил, что висмут является самостоятельным элементом, а ие разновидностью сурьмы, свинца или олова, как это полагали ранее.

Символ элемента Bi впервые введен в химическую номенклатуру в 1819 г. шведским химиком Берцелиусом.

Содержание висмута в земной коре 2• 10-5 % (по массе). Висмут встречается в природе в самородном виде, в соединении с серой, селеном, теллуром и некоторыми другими элементами.

Обладая высокой степенью изоморфизма с мышьяком и сурьмой, висмут часто входит в состав арсенидов и антимоиидов никеля, кобальта, железа.

Кроме того, для этого элемента характерно образование сульфовисмутитов свинца, серебра и меди.

Собственно висмутовые месторождения встречаются крайне редко. Известно более 70 минералов висмута. Из них промышленный интеpec представляют висмутин, или висмутовый блеск Bi2S3, самородный висмут Bi, бисмит, или висмутовая охра Bi203, тетрадимит, или теллу-ристый висмут Bi2TeS, и бисмутит, или висмутит (BiO)2C03.

Извлечение висмута из висмутсодержащих руд — сложный многостадийный процесс, осуществляемый различными методами химико-металлургической переработки в зависимости от минералогического состава исходного сырья. Обогащение висмутовых руд проводится флотацией, гравитацией, магнитной сепарацией и др.

Основное количество висмута получают в результате металлургической переработки полиметаллических медных руд и концентратов и при производстве свинца на стадии его рафинирования. Из концентратов висмут извлекают пиро- или гидрометаллургическим способом.

Из собственных руд висмут получают в малых масштабах. Сульфидные руды перерабатывают осадительной плавкой с железным скрапом. Из окисленных руд висмут восстанавливают углем под слоем легкоплавкого флюса. Полученный черновой продукт содержит примеси сурьмы, меди, мышьяка, свинца, цинка, селена, теллура и др.

Далее черновой висмут подвергают рафинированию огневым и мокрым способами, а также электролизом из растворов или из расплавов солей. Первыми двумя способами получают висмут чистотой 99,95 %.

Висмут более высокой чистоты получают гидрометаллургическнм рафинированием (цементацией серебра металлическим висмутом), кристаллофизическими методами (вытягивание из расплава, зонная плавка), двухстадийной перегонкой, методом дистилляции.

Физические свойства

Атомные характеристики. Атомный номер 83, атомная масса 208,980 а. е. м., атомный объем 21,33 • 10—6 м3/моль, атомный радиус 0,182 нм, ионные радиусы Bi3+ 0,120 нм, Bi3~ 0,213 нм, Bi5+ 0,074 нм. Конфигурация внешних электронных оболочек 6s26p3, Значения потенциалов ионизации J (эВ): 7,237; 19,3; 25,6. Электроотрицательность 1,9.

Химические свойства

В соединениях проявляет степени окисления —3, +1, +2, +3, +4, +5, причем чаще всего +3. Висмут почти не окисляется при обычной температуре в сухом воздухе, длительное время сохраняя серебристо-белый цвет, а во влажном воздухе покрывается тончайшим слоем оксида.

При нагревании на воздухе выше температуры плавления висмут легко окисляется, при температурах выше 1000 °С сгорает, образуя оксид висмута (III) Bi 2 03.

Оксид висмута (IV) Bi 2 04получается при окислении оксида висмута (III) ферроцианидом калия в концентрированном растворе едкого кали или персульфата аммония в разбавленном растворе едкого натра. Оксид висмута (V) Bi 2 05— ангидрид не выделенной в свободном состоянии висмутовой кислоты НВЮ3. Соли висмута (III) легко гидроли-зуются, переходя в основные соли, малорастворимые в воде.

Соединение висмута с водородом — висмутин, или гидрид висмута BiH3, — очень нестойкий ядовитый газ, разлагающийся уже при комнатной температуре; получается при действии НС1 на сплав висмута с магнием.

В соляной и разбавленной серной кислотах висмут не растворяется, легко переходит в раствор при действии азотной кислоты или царской водки, а также при нагревании с концентрированной серной кислотой.

При растворении металлического висмута или его соединений в концентрированной серной кислоте и дальнейшем концентрировании раствора кристаллизуется кислый сульфат Bij (S04 )3 -H 2 SOv6H20, который при нагревании до 350°С переходит в средний сульфат Bi 2 (S04)3, хорошо растворимый в кислотах.

Средний карбонат висмута неизвестен, основной карбонат образуется при обработке раствора соли висмута избытком карбоната щелоч-

ного металла; его состав колеблется в зависимости от концентрации раствора и температуры.

С азотом висмут дает нитраты. Прн нагревании кристаллогидрата Bi(N03)3-5H20 до 30 °С начинает выделяться азотная кислота, при 75,5 °С кристаллогидрат распадается на жидкую фазу и основную соль состава Bi205-N205-H20. Водой гидролизуется с образованием основных солей.

Основные нитраты висмута — продукты гидролиза азотнокислых растворов Bi(N03)3 при разбавлении их водой или под действием NaHC03 и NaN03, органических оснований. Состав основных нитратов зависит от температуры, концентрации и кислотности раствора.

Висмут легко образует галогениды. Однохлористый висмут BiCl — неустойчивое твердое вещество черного цвета, получается растворением металлического висмута в расплавленном BiClj.

Двуххлористый висмут BiCl2 получается при медленном действии хлора на висмут или при восстановлении треххлористого висмута в процессе нагревания с фосфром, серебром, цинком, ртутью, оловом. Трех-хлористый висмут BiCl3 получают хлорированием металлического висмута или растворением Bi203 в соляной кислоте или висмута в царской водке.

Висмут легко образует галогениды. Однохлористый висмут BiCl— в закаленной трубке с металлическим висмутом.

Трехфтористый висмут BiF3 получается осаждением из раствора Bi(N03)3 концентрированным раствором KF или действием HF на Bi(OH)3 при нагревании.
Пятифтористый висмут BiF5 образуется при возгонке во время нагревания BiF3 в токе фтора.
Однобромистый висмут BiBr растворяется в воде и соляной кислоте с выделением висмута; двухбромистый висмут BiBr2 образуется при сплавлении висмута с трехбромистым висмутом, хорошо растворяется в соляной кпе юте; трехбромистый висмут BiBr3 получается при нагреве висмута в парах брома или при растворении порошка висмута в в броме с последующей дистилляцией продукта.
Трехиодистый висмут ВП3 получают нагреванием висмута в парах иода или смеси иода и висмута в углекислоте или водороде.
При воздействии сероводорода на оксид висмута образуется моносульфид висмута BiS — вещество, неустойчивое при нагревании на воздухе и в парах воды.

Сульфид висмута Bi2S3 получается в виде черно-бурого осадка при действии сероводорода на растворы солей висмута или при сплавлении висмута с серой.

Это вещество незначительно возгоняется при высоких температурах в токе С02; при нагревании его в токе водорода образуется металлический висмут.

BiS3 легко растворяется в разбавленной азотной кислоте при комнатной температуре, в любой концентрации разлагается с выделением сероводорода, не растворяется в гидросульфидах щелочных металлов и окисляется в растворе FeCI3 с выделением элементарной серы.

Известны полные и неполные висмуторганические соединения, а также гетероциклические соединения с атомом висмута в цикле.

Со многими металлами (Na, К, Ru, Cs, Са и др.

) висмут образует тугоплавкие интерметаллические соединения — висмутиды, с сурьмой — непрерывный ряд твердых растворов, с легкоплавкими тяжелыми металлами (Pb, Sn, Cd и др.

) — эвтектики с температурой плавления от 33 до 156°С Электрохимический эквивалент для висмута со степенью окисления +5 равен 0,43316 мг/Кл, со степенью окисления +3 -~ 0,72193 мг/Кл.

Технологические свойства

При комнатной температуре висмут представляет собой хрупкий металл, легко разрушающийся под воздействием внешней силы, вплоть до превращения в порошок. Поскольку при обычных температурах висмут хрупок, его отливкам сразу придают нужную форму.

При повышенных температурах висмут приобретает пластические свойства, и его можно подвергать обработке давлением различными способами. Так, горячим выдавливанием через очко можно получить пруток, проволоку диаметром до 0,1 мм и пластинки толщиной до 0,2—0,3 мм.

Оптимальная температура деформации 150—250 °С. С повышением чистоты пластичность висмута увеличивается.

Области применения

Висмут широко применяется в производстве легкоплавких сплавов. В системе Bi — Pb — Sn — Cd существуют композиции, например сплав Вуда, температура плавления которых около 55—70 °С.

Имеются также двойные и тройные легкоплавкие сплавы висмута с указанными элементами, которые используются в производстве разного рода предохранителей, в противопожарных устройствах, в ваннах для термической обработки и отпуска металлических изделий при низких температурах, при изготовлении зубоврачебных отливок, а также клише с деревянных матриц и т. д.

В черной и цветной металлургии применяют висмут в виде добавок к нержавеющим сталям, чугунам и цветным сплавам. Добавка 2—4 °/о Bi к нержавеющим хромоникелевым сталям улучшает их обрабатываемость резанием.

Эффективна добавка висмута к чугуну в количестве 0,3—0,2 %, в результате чего образуется структура с графитом.

Небольшие добавки висмута улучшают режущие свойства сталей, ие оказывая влияния на прочность и коррозионную стойкость.

Висмут применяют при получении литой катодной меди с мелкозернистой структурой, а также вводят в некоторые бронзы, что способствует улучшению их литейных и коррозионных свойств.
Алюминиевые сплавы с добавками висмута хорошо обрабатываются на станках-автоматах и их используют для изготовления деталей в приборостроении и радиотехнике.
Висмут широко применяется в виде добавок к подшипниковым сплавам на алюминиевой основе.
Магнитные сплавы марганец—висмут используются для создания очень стойких к размагничиванию постоянных магнитов, которые имеют более высокую коэрцитивную силу по сравнению с магнитами из других сплавов.
Тонкая пленка из сплава марганец — висмут обладает способностью к магнитной записи, которую трудно нарушить случайными посторонними полями.

Широкой областью применения висмута является стекольная промышленность. Триоксид висмута употребляют также для изготовления цветных эмалей и глазурей.

Висмут, его соединения и сплавы применяют также в холодильной технике.
В последнее время висмут иашел применение в атомной технике, где его используют в сплаве с ураном в жидком состоянии в качестве теплоносителя.
Большое применение висмут имеет в фармакологии при изготовлении антисептических и дезинфицирующих препаратов.

Источник: https://ibrain.kz/himiya-svoystva-elementov/vismut