83 Bi Висмут 208,98
Постпереходный металл p-блок Период 6 Группа 15

Висмут

Bi · Элемент 83 · Постпереходный металл

Самый тяжёлый элемент, почти стабильный, и тот, который образует удивительные радужные кристаллы.

Состояние при 20°C твёрдое
Атомная масса 208,98 u
Электронная конфигурация[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³

Строение

Атом висмут

Это не диаграмма из точек на кольцах, а выборка методом Монте-Карло из фактической плотности вероятности |ψ|² для каждой занятой подоболочки. Перетаскивайте, чтобы вращать. Синий и фиолетовый цвета обозначают противоположные знаки волновой функции, благодаря чему возможно образование химических связей.

Облако орбитали

Измеренные значения

Таблица свойств

Каждый столбец показывает положение висмут среди всех 118 элементов по этому свойству.

Физические

Плотность 9,78 g/cm³ 62%
Температура плавления 544,7 K 27%
Температура кипения 1837 K 42%
Удельная теплоёмкость 0,122 J/g·K
Теплопроводность 7,87 W/m·K 22%

Атомные

Атомный радиус 149 pm 42%
Ковалентный радиус 148 pm
Радиус Ван-дер-Ваальса 207 pm

Электронные

Электроотрицательность 2,02 71%
Энергия ионизации 703,4 kJ/mol 50%
Сродство к электрону 91,7 kJ/mol 67%

Распространённость

Распространённость в земной коре 0,0085 mg/kg 38%

Идентификационные

СимволBi
Атомный номер83
Атомная масса208,9804 u
КатегорияПостпереходный металл
Блокp
Кристаллическая структураромбоэдрическая
Степени окисления-3, -2, +2, +3, +4, +5
Открытие1753
Кем открытClaude Francois Geoffroy

Источники: стандартные атомные веса IUPAC 2021 года · Справочник CRC по химии и физике · NIST. Значения, отмеченные символом ~, являются расчётными, а не измеренными.

Размер в масштабе

Каков размер атома висмут?

Радиус 149 pm — это 0,149 нм, поэтому около 3,36 миллионов таких атомов, расположенных бок о бок, протянулись бы на миллиметр.

Тепловой диапазон

Твёрдое, жидкое, газ — и когда

Висмут находится в жидком состоянии в диапазоне 1292 K — от 545 K до 1837 K.

Положение

Положение в таблице

Висмут находится в периоде 6, группе 15. Все элементы группы 15 имеют одинаковое число внешних электронов, поэтому ведут себя очень похожим образом.

Другие Постпереходные металлы

Все постпереходные металлы

История

Что такое висмут и как его обнаружили

Самый тяжёлый элемент, почти стабильный, и тот, который образует удивительные радужные кристаллы.

Открытие висмут

Путаница со свинцом и оловом (XV–XVIII века)

⚒️ Загадочный древний металл

История открытия висмута — это история постепенного признания, а не один-единственный момент озарения. Древние цивилизации сталкивались с висмутом на протяжении тысяч лет, но постоянно путали его со свинцом или оловом из-за сходного внешнего вида и низкой температуры плавления.

Археологические свидетельства указывают, что инки и другие цивилизации Южной Америки работали с самородным висмутом уже около 1400 года н. э., используя его для изготовления декоративных предметов и инструментов. Однако они не распознавали его как отдельный металл и называли его словами, которые переводятся как «белый свинец» или «мягкое олово».

Средневековые европейские рудокопы в Германии и Богемии (ныне Чешская Республика) часто встречали висмут в серебряных и свинцовых рудниках, но считали его низкокачественной разновидностью свинца, с которой трудно работать. Они называли его «wismut» или «wissmuth», что, возможно, означало «белая масса» на древнегерманском языке.

🔬 Первое научное признание

Первым человеком, систематически изучавшим висмут как потенциально отдельный металл, был Василий Валентин, немецкий алхимик, примерно в 1450 году. В своих алхимических трудах он описал металл, который был «похож на свинец, но не свинец», отметив его необычные свойства, включая хрупкость по сравнению с ковкостью свинца.

Однако окончательное признание висмута уникальным элементом произошло значительно позже благодаря работе Клода Франсуа Жоффруа в 1753 году. Этот французский химик провёл тщательные эксперименты, сравнивая висмут со свинцом и оловом, и убедительно доказал, что висмут — отдельный металл со своими характерными свойствами.

Ключевые наблюдения Жоффруа включали:

  • характерную кристаллическую структуру висмута при охлаждении
  • его уникальные химические реакции с кислотами
  • более низкую температуру плавления по сравнению со свинцом
  • характерное образование белого оксида

📚 Споры о названии

Происхождение названия «висмут» не вполне ясно и отражает путаницу вокруг его природы. Термин немецких рудокопов «wismut» со временем превратился в латинское «bismuthum», которое использовали ранние химики и алхимики.

Согласно альтернативным теориям, название происходит от арабского «bi ismid», означающего «обладающий свойствами сурьмы» и отражающего раннюю путаницу между висмутом и соединениями сурьмы. Оба элемента образуют похожие белые оксиды и часто встречаются вместе в месторождениях полезных ископаемых.

Карл Линней, известный ботаник, также внесший вклад в химическую номенклатуру, помог стандартизировать название «висмут» в своей систематической классификации природных веществ в середине XVIII века.

⚗️ Формирование химического понимания

Конец XVIII века принёс систематическое химическое исследование висмута. Антуан Лавуазье включил висмут в свой революционный список химических элементов в 1789 году, окончательно установив его как простое вещество, которое нельзя разложить дальше.

Торбьёрн Бергман, шведский химик, внёс значительный вклад в понимание химии висмута в 1770-х годах. Он открыл несколько соединений висмута и отметил необычное поведение элемента: иногда он вёл себя как металл, а иногда проявлял свойства, более характерные для металлоидов.

Мартин Генрих Клапрот, открывший уран и цирконий, также активно работал с висмутом в 1790-х годах. Его точные аналитические исследования установили атомную массу висмута и подтвердили его статус отдельного элемента.

🏭 Промышленное признание

В XIX веке практический интерес к висмуту возрастал. Немецкий фармацевт Валентин Розе разработал субнитрат висмута в 1786 году как лекарственное соединение, положив начало фармацевтическому применению висмута.

Необычное расширение висмута при замерзании было обнаружено несколькими исследователями в начале XIX века, что привело к его использованию в типографском сплаве. Это свойство, которым обладают лишь несколько других веществ, например вода, сделало висмут ценным материалом для создания чётких и детализированных отливок.

Перси Уильямс Бриджмен, лауреат Нобелевской премии по физике высоких давлений, в начале XX века провёл обширные исследования свойств висмута в экстремальных условиях, раскрыв сложное поведение его агрегатных состояний и внеся вклад в современную физику твёрдого тела.

🔬 Современные научные представления

XX век принёс революционное понимание свойств висмута. Открытие его термоэлектрических свойств в 1920-х годах привело к применению висмута в измерении температуры и устройствах охлаждения твёрдого тела.

Возможно, самым удивительным стало то, что в 2003 году учёные из Института Лауэ — Ланжевена во Франции обнаружили: висмут на самом деле слабо радиоактивен, а его период полураспада невероятно велик и составляет 1.9 × 10¹⁹ лет — это в миллиард раз больше возраста Вселенной. Поэтому висмут практически считается самым тяжёлым стабильным элементом, хотя технически он является наиболее долгоживущим радиоактивным элементом.

Недавние исследования выявили потенциал висмута в применениях квантовой физики, особенно в качестве топологического изолятора. Эти открытия показывают, что даже «древние» элементы могут удивлять нас новыми свойствами и областями применения.

🌟 Металл, полный сюрпризов

История открытия висмута отражает постепенное развитие химии от алхимии до современной науки. То, что началось с путаницы с другими металлами, в итоге привело к признанию висмута уникальным элементом с необычайными свойствами, которые продолжают удивлять учёных и сегодня.

От «ложного свинца» средневековых рудокопов до современных квантовых материалов — висмут служит примером того, как научное понимание углубляется за столетия исследований.

Применение

Для чего используется висмут

Современное промышленное применение

💊 Фармацевтическое применение

Субсалицилат висмута (Pepto-Bismol) — наиболее известное соединение висмута, используемое во всём мире для лечения расстройств пищеварения, включая диарею, тошноту и дискомфорт в желудке. Розовая жидкость содержит висмут в форме, которая покрывает слизистую оболочку желудка и обладает мягкими антибактериальными свойствами.

Лечение Helicobacter pylori предусматривает применение соединений висмута в составе схем квадротерапии для уничтожения бактерий, вызывающих язву желудка. Цитрат висмута и субцитрат коллоидного висмута — рецептурные препараты, которые действуют синергично с антибиотиками.

Средства для ухода за ранами содержат соединения на основе висмута благодаря их антисептическим свойствам. Медицинские повязки с висмутом помогают предотвращать инфекции и способствуют заживлению, особенно при ожогах и хронических ранах.

Стоматологическое применение включает использование оксида висмута в герметиках для корневых каналов и материалах для временных пломб. Рентгеноконтрастность висмута делает его ценным для стоматологической рентгенографии, позволяя стоматологам проверять правильность установки пломб и проведения лечения.

🔥 Системы пожарной безопасности

Спринклерные системы пожаротушения используют легкоплавкие сплавы на основе висмута в качестве термочувствительных пусковых элементов. Эти сплавы плавятся при точно заданных температурах (обычно 57-79°C), выпуская воду, когда пожар достигает опасного уровня.

Плавкие вставки в противопожарных дверях и вентиляционных системах используют сплавы висмута, которые плавятся и автоматически закрывают противопожарные преграды или изменяют направление воздушного потока во время чрезвычайных ситуаций. Предсказуемая температура плавления обеспечивает надёжную работу в условиях пожара.

Устройства обнаружения пожара содержат сплавы висмута в термочувствительных элементах, которые включают сигнализацию, когда температура окружающей среды превышает безопасные пределы. Эти системы обеспечивают раннее предупреждение на промышленных объектах и в зонах повышенного риска.

🔧 Металлургическое применение

Бессвинцовая пайка всё чаще использует сплавы, содержащие висмут, как более безопасную для окружающей среды альтернативу традиционным оловянно-свинцовым припоям. Висмутово-оловянные и висмутово-серебряно-медные сплавы обеспечивают отличную электропроводность и механическую прочность при производстве электроники.

Обрабатываемые сплавы содержат висмут для улучшения режущих свойств стали и других металлов. Висмут образует хрупкие включения, которые отделяются во время механической обработки, что обеспечивает лучшее качество поверхности и увеличивает срок службы инструмента.

Литейные сплавы используют необычное свойство висмута расширяться при затвердевании. Это расширение помогает полностью заполнять полости формы, получая отливки с чёткими деталями и минимальными усадочными дефектами в декоративных и прецизионных изделиях.

Металлы для термостатов в биметаллических пластинах используют сплавы висмута для температурно-зависимого переключения в системах отопления и охлаждения. Различие в расширении создаёт механическое движение для регулирования температуры.

🎨 Косметика и пигменты

Перламутровая эссенция и оксихлорид висмута создают мерцающие, радужные эффекты в косметических средствах, включая тени для век, губные помады и лаки для ногтей. Кристаллическая структура висмута обусловливает уникальные оптические свойства, благодаря которым свет красиво рассеивается.

Тональные основы и консилеры содержат оксихлорид висмута благодаря его способности отражать свет, что помогает скрывать недостатки кожи. Соединение обеспечивает покрытие, сохраняя естественный вид.

Специализированные пигменты, содержащие висмут, создают уникальные цвета и эффекты в автомобильных красках, материалах для художников и декоративных покрытиях. Эти пигменты ценятся за стабильность и нетоксичность по сравнению с альтернативами на основе тяжёлых металлов.

🔬 Научное и исследовательское применение

Обнаружение нейтронов использует ядерные свойства висмута в специализированных радиационных детекторах для исследовательских реакторов и ускорителей частиц. Пластиковые сцинтилляторы с висмутом могут различать нейтроны и гамма-лучи.

Термоэлектрические устройства используют теллурид висмута (Bi₂Te₃) как один из наиболее эффективных доступных термоэлектрических материалов. Эти устройства непосредственно преобразуют тепло в электричество или обеспечивают твердотельное охлаждение без движущихся частей.

Исследования сверхпроводников изучают купратные соединения на основе висмута, демонстрирующие высокотемпературную сверхпроводимость. Материалы семейства BSCCO (оксид висмута, стронция, кальция и меди) важны для понимания механизмов сверхпроводимости.

Топологические изоляторы на основе соединений висмута представляют передовое направление исследований квантовых материалов. Эти материалы проводят электричество на своей поверхности, оставаясь изоляторами в объёме, и потенциально могут применяться в квантовых вычислениях.

🏭 Специализированное промышленное применение

Каталитическое применение использует соединения висмута в органическом синтезе, особенно для реакций окисления и процессов полимеризации. Катализаторы на основе висмута часто более экологичны, чем традиционные катализаторы на основе тяжёлых металлов.

Производство стекла использует оксид висмута для создания оптических стёкол с высоким показателем преломления и уникальными свойствами, предназначенных для специализированных линз и призм. Эти стёкла применяются в высококачественных оптических приборах.

Ядерное применение использует висмут в качестве мишени для получения полония-210 и других радиоизотопов. Ядерные свойства висмута делают его подходящим для некоторых исследовательских и промышленных задач по производству радиоизотопов.

Повседневное применение

💊 Лекарства, отпускаемые без рецепта

Pepto-Bismol и аналогичные препараты — самый распространённый способ, которым люди сталкиваются с висмутом. Знакомая розовая жидкость содержит субсалицилат висмута, который помогает при:

  • Расстройстве желудка и несварении
  • Тошноте и дискомфорте в желудке
  • Диарее и проблемах с пищеварением
  • Изжоге и повышенной кислотности желудка

В отличие от многих препаратов для желудка, средства на основе висмута могут безопасно применяться большинством людей без рецепта, хотя они могут временно окрашивать язык и стул в тёмный цвет.

💄 Косметика и уход за внешностью

Косметические средства используют оксихлорид висмута для создания мерцающих, похожих на жемчуг эффектов. Висмут содержится в:

  • Тенях для век — создают металлический и радужный эффект
  • Губной помаде — придают лёгкое мерцание и отражение света
  • Лаке для ногтей — создаёт необычные эффекты изменения цвета
  • Пудре для лица — придаёт естественное сияние
  • Хайлайтерах — создают желанный эффект «сияния»

Косметика на основе висмута считается более безопасной альтернативой средствам, содержащим свинец или ингредиенты на основе ртути.

🔥 Противопожарное оборудование

Системы пожарных спринклеров в домах и зданиях используют сплавы висмута в пусковых механизмах. Эти системы автоматически срабатывают, когда температура достигает примерно 155°F (68°C), при этом сплав висмута плавится и высвобождает головку спринклера.

Термопредохранители в бытовых приборах часто содержат сплавы висмута, которые плавятся и размыкают электрические цепи при перегреве, предотвращая пожары в кофеварках, фенах и обогревателях.

🎣 Рыболовное снаряжение

Рыболовные грузила без свинца всё чаще изготавливают из сплавов висмута как более безопасную для окружающей среды альтернативу. Такие грузила имеют плотность, близкую к плотности свинца, но не токсичны для диких животных и рыб. Рыболовные грузила из висмута особенно популярны в регионах, где свинцовые снасти ограничены.

Профессиональное и промышленное применение

🔧 Производство электроники

Бессвинцовый припой, содержащий висмут, всё чаще используется при сборке электроники, поскольку экологические нормы постепенно вытесняют припои на основе свинца. Сплавы висмута и олова обеспечивают:

  • Хорошую электропроводность
  • Низкую температуру плавления для удобной сборки
  • Большую экологическую безопасность по сравнению со свинцом
  • Надёжные соединения в бытовой электронике

🏥 Медицинское применение

Рецептурные препараты для лечения инфекций H. pylori (бактерий, вызывающих язву желудка) часто содержат соединения висмута. Они действуют вместе с антибиотиками и позволяют эффективнее уничтожать бактерии, чем одни антибиотики.

В стоматологических процедурах материалы, содержащие висмут, используют для временных пломб и лечения корневых каналов, поскольку висмут хорошо виден на рентгеновских снимках и помогает стоматологам проверить правильность размещения материала.

🎨 Искусство и ремёсла

Художественное литьё часто выполняют с использованием сплавов висмута, поскольку они слегка расширяются при охлаждении и идеально заполняют детали формы. При медленном охлаждении висмут образует красивые кристаллические структуры, поэтому он популярен для декоративного литья.

Краски для создания специальных эффектов, содержащие соединения висмута, создают необычные эффекты изменения цвета и радужного перелива в автомобильной окраске, художественных проектах и декоративных работах.

Преимущества безопасности

Одно из главных преимуществ висмута — его относительная безопасность по сравнению с другими тяжёлыми металлами. В отличие от свинца, ртути и кадмия, висмут обладает очень низкой токсичностью и даже применяется в медицине. Поэтому он является отличной экологичной альтернативой во многих случаях, где ранее использовались токсичные металлы.

К основным преимуществам безопасности относятся:

  • Нетоксичность для человека при обычных уровнях воздействия
  • Безвредность для окружающей среды — не биоаккумулируется
  • Безопасность при использовании в косметике
  • Подходящая замена свинцу во многих областях применения
  • В целом признан безопасным (GRAS) FDA для медицинского применения

Уникальные свойства

Висмут обладает рядом удивительных свойств, благодаря которым его используют неожиданными способами:

  • Диамагнитность — отталкивает магнитные поля, что приводит к эффектам левитации
  • Расширяется при замерзании — в отличие от большинства металлов, полезен для точного литья
  • Низкая теплопроводность — подходит для тепловых барьеров
  • Красивые кристаллы — естественным образом образует ступенчатые кристаллы радужной окраски

Откуда он происходит

Нахождение в природе

0,0085 мг/кг земной коры · более распространён, чем 38% элементов

Геологическое распространение

🌍 Распространённость в земной коре

Висмут — один из самых редких элементов природного происхождения; его средняя распространённость в земной коре составляет всего 0.009 частей на миллион (9 частей на миллиард). Это делает его примерно в 20,000 раз более редким, чем свинец, и сопоставимым по распространённости с драгоценными металлами, такими как серебро и золото.

Несмотря на редкость, висмут широко распространён в следовых количествах по всей земной коре. Он немного чаще встречается в гранитных породах, чем в основных породах, что отражает его литофильное (тяготеющее к породам) поведение в процессе магматической дифференциации.

Крайняя редкость висмута означает, что месторождения, разработка которых экономически оправдана, встречаются довольно необычно и обычно связаны с месторождениями других металлических руд, особенно содержащих свинец, медь, олово или вольфрам.

⛏️ Самородный висмут и минералы

Самородный металлический висмут удивительно часто встречается в природе по сравнению с другими металлами: он образует небольшие серебристые массы и кристаллы в гидротермальных жилах. Крупнейшие образцы самородного висмута происходят из Боливии, Канады и Германии; некоторые из них весят несколько фунтов.

К основным минералам висмута относятся:

  • Висмутин (Bi₂S₃) — важнейший рудный минерал висмута, образующий металлически-серые кристаллы с совершенной спайностью
  • Висмит (Bi₂O₃) — жёлтый оксид висмута, образующийся при выветривании висмутина
  • Висмутит (Bi₂CO₃·H₂O) — вторичный карбонатный минерал, встречающийся в окисленных зонах
  • Козалит (Pb₂Bi₂S₅) — сульфид свинца и висмута, часто содержащий серебро
  • Айкинит (PbCuBiS₃) — сульфид меди, свинца и висмута

Многие минералы висмута образуют эффектные кристаллические образцы, высоко ценимые коллекционерами, особенно геометрические кристаллы самородного висмута с характерной ступенчатой формой ворончатых кристаллов.

🗺️ Основные источники висмута

Китай лидирует в мировом производстве висмута, обеспечивая примерно 80% мировых поставок, главным образом из провинций Хунань, Гуанси и Юньнань. Большая часть китайского висмута получается как побочный продукт добычи свинцово-цинковых руд и вольфрама.

Боливия располагает одними из богатейших в мире месторождений висмута в Восточной Кордильере, особенно в районах Тасна и Чорольке. Эти высокогорные месторождения (на высоте более 4,000m) содержат самородный висмут, связанный с оловом, вольфрамом и серебряной минерализацией.

Австралия производит висмут главным образом на руднике Кингсгейт в Новом Южном Уэльсе и получает его как побочный продукт медно-урановых операций на Олимпик-Дам. Страна располагает значительными запасами, но объёмы действующего производства ограничены.

Канада имеет исторически важные висмутовые рудники на территории Юкон (особенно в районе Мейо) и в Британской Колумбии, хотя большинство из них в настоящее время не работает. Канада также извлекает висмут при выплавке меди.

Перу и Мексика производят меньшие количества, главным образом как побочный продукт добычи цветных металлов, особенно на серебряно-свинцовых месторождениях в горных районах.

🔄 Процессы геологического образования

Гидротермальные месторождения являются важнейшим источником экономически значимых концентраций висмута. Они образуются, когда богатые металлами растворы, обычно при температурах 200-500°C, откладывают минералы висмута в жилах, зонах замещения и контактового метаморфизма.

Пегматитовые месторождения иногда содержат минералы висмута. Они формируются на заключительных стадиях кристаллизации гранита, когда редкие элементы концентрируются в остаточных растворах. Эти месторождения часто содержат висмут наряду с другими редкими металлами.

Месторождения контактового метаморфизма (скарновые) образуются там, где интрузивные магматические породы контактируют с известняком или другими карбонатными породами, создавая высокотемпературные реакционные зоны, в которых висмут может осаждаться вместе с другими халькофильными элементами.

Грейзеновые месторождения, связанные с высокоэволюционировавшими гранитами, могут содержать висмут, особенно в вольфрамово-оловянных системах, где висмут замещает другие металлы в сульфидных минералах.

Большая часть висмута фактически извлекается как побочный продукт при рафинировании других металлов, особенно свинца, меди и олова. Висмут концентрируется в шламах, шлаках и других остатках переработки, которые затем обрабатывают для его извлечения.

🌊 Распространение в окружающей среде

Почвы обычно содержат 0.01-0.3 ppm висмута; более высокие концентрации наблюдаются вблизи минерализованных участков или промышленных объектов. Висмут плохо вымывается из почв из-за его низкой растворимости в большинстве природных вод.

Морская вода содержит чрезвычайно низкие концентрации висмута (около 0.02 частей на миллиард), что делает его одним из наименее распространённых элементов в морской среде. Низкая концентрация отражает склонность висмута образовывать нерастворимые соединения.

Пресноводные системы обычно содержат ещё меньше висмута, чем морская вода, как правило менее 0.01 ppb. Однако горнодобывающая деятельность и промышленная переработка могут локально повышать концентрации висмута в воде и донных отложениях.

Содержание висмута в атмосфере в природных условиях чрезвычайно низкое, но может повышаться вблизи плавильных заводов и других промышленных источников. Частицы висмута в воздухе обычно быстро оседают благодаря высокой плотности этого элемента.

📊 Поставки и запасы

Мировое производство висмута составляет всего около 8,000-12,000 тонн в год, что делает его одним из металлов с наименьшим объёмом коммерческого производства. Небольшой размер рынка означает, что цены на висмут могут быть довольно нестабильными и чувствительными к перебоям в поставках.

Мировые запасы оцениваются примерно в 320,000 тонн; крупнейшими запасами располагает Китай, за которым следуют Австралия и Боливия. Однако оценки запасов неопределённы из-за того, что висмут в основном является побочным металлом.

Стратегическое значение висмута растёт благодаря его использованию в экологичных технологиях и в качестве замены токсичных металлов, что может увеличить спрос несмотря на ограниченную ресурсную базу.

Обращение

Безопасность

В ЦЕЛОМ БЕЗОПАСЕН — тяжёлый металл с низкой токсичностью

Висмут — один из самых безопасных тяжёлых металлов, обладающий очень низкой токсичностью и широко применяющийся в медицине и потребительских товарах.

💊 Профиль безопасности при медицинском применении

Одобрен FDA для медицинского применения: соединения висмута, такие как субсалицилат висмута (Pepto-Bismol), широко используются как безрецептурные лекарственные средства с отличной репутацией безопасности, насчитывающей более 100 лет.

Низкая абсорбция: соединения висмута плохо всасываются из желудочно-кишечного тракта: в кровоток попадает менее 1% принятого висмута. Большая его часть проходит через организм в неизменном виде.

Терапевтические дозы: стандартные лекарственные дозы (525 мг субсалицилата висмута каждые 30–60 минут) хорошо переносятся большинством взрослых и детей старше 12 лет.

Выведение: всосавшийся висмут быстро выводится с мочой и калом; его биологический период полураспада в большинстве тканей составляет всего 3–5 дней.

⚠️ Возможные побочные эффекты

Безвредное изменение окраски: наиболее распространённый «побочный эффект» — временное потемнение языка и стула, вызванное образованием сульфида висмута. Это совершенно безвредно и обратимо.

Воздействие на желудочно-кишечный тракт: большие дозы могут вызвать запор, тошноту или расстройство желудка. Эти эффекты обычно слабо выражены и проходят после прекращения приёма.

Аллергические реакции: в редких случаях могут возникать аллергические реакции на соединения висмута, обычно проявляющиеся кожной сыпью или нарушениями пищеварения.

Чувствительность к салицилатам: людям с аллергией на аспирин следует избегать субсалицилата висмута из-за содержащегося в нём салицилатного компонента, а не из-за самого висмута.

🏭 Воздействие на рабочем месте

Промышленное обращение: металлический висмут и большинство его соединений представляют минимальный риск для здоровья при обычном промышленном обращении. Как правило, достаточно стандартных мер предосторожности при работе с металлами.

Вдыхание пыли: следует избегать длительного вдыхания пыли висмута. В пыльных помещениях используйте подходящие средства защиты органов дыхания и обеспечьте достаточную вентиляцию.

Контакт с кожей: металлический висмут и большинство его соединений не вызывают сенсибилизации кожи или раздражения. Достаточно соблюдать обычные правила гигиены (мыть руки после работы).

Защита глаз: как и при работе с любым мелкодисперсным порошком или металлической пылью, защита глаз предотвращает механическое раздражение частицами висмута.

🧪 Безопасность в лаборатории

Химическая реакционная способность: металлический висмут относительно малоактивен при обычных условиях. Он медленно окисляется на воздухе и не реагирует с водой при комнатной температуре.

Реакции с кислотами: висмут растворяется в концентрированной азотной кислоте и горячей серной кислоте с образованием оксидов азота или диоксида серы соответственно. Используйте подходящую вытяжную вентиляцию.

Пожарная безопасность: металлический висмут не воспламеняется, однако мелкие порошки, как и другие металлические порошки, могут представлять опасность возгорания. Соединения висмута обычно негорючи.

Хранение: храните висмут и его соединения в прохладных сухих условиях. Особых требований к изоляции, помимо обычных правил хранения химических веществ, нет.

🌍 Экологическая безопасность

Низкое воздействие на окружающую среду: по сравнению с другими тяжёлыми металлами висмут считается экологически безопасным. Он не накапливается в значительных количествах в пищевых цепях.

Растворимость в воде: большинство соединений висмута обладают очень низкой растворимостью в воде, что ограничивает их подвижность в окружающей среде и поглощение организмами.

Взаимодействие с почвой: висмут прочно связывается с частицами почвы и органическим веществом, предотвращая его вымывание в системы грунтовых вод.

Биодеградация: хотя висмут не подвергается биодеградации (поскольку является элементом), он также не оказывает существенного влияния на биологические процессы в окружающей среде.

👶 Особые группы населения

Беременность и грудное вскармливание: соединения висмута следует применять во время беременности только при явной необходимости. Перед применением проконсультируйтесь с медицинским специалистом.

Дети: субсалицилат висмута не рекомендуется детям младше 12 лет из-за содержания салицилатов, а не токсичности висмута. Чистые соединения висмута обычно безопасны для детей.

Пожилые пациенты: для применения висмута у пожилых людей не требуется особых мер предосторожности сверх обычного медицинского наблюдения.

Заболевания почек: поскольку висмут быстро выводится почками, пациентам с тяжёлыми заболеваниями почек следует применять соединения висмута под наблюдением врача.

✅ Преимущества с точки зрения безопасности

Отличный профиль безопасности висмута делает его идеальной экологичной альтернативой токсичным тяжёлым металлам во многих областях применения:

  • Замена свинца в косметике и пигментах
  • Более безопасная альтернатива ртути в некоторых областях применения
  • Нетоксичная замена кадмию в некоторых сплавах
  • Экологичные рыболовные грузила вместо свинцовых

Краткие ответы

Висмут: часто задаваемые вопросы

Что такое Висмут?

Висмут (символ Bi) — элемент 83 в периодической таблице, представитель семейства Постпереходный металл в 6 периоде, 15 группе. Самый тяжёлый элемент, почти стабильный, и тот, который образует удивительные радужные кристаллы. При комнатной температуре это твёрдое вещество.

Какова электронная конфигурация Висмут?

Электронная конфигурация Висмут в основном состоянии — [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³; она включает 6 занятых электронных оболочек с распределением 2, 8, 18, 32, 18, 5. На внешней оболочке находится 5 электронов, что определяет характер химических связей.

Каковы температуры плавления и кипения Висмут?

Висмут плавится при 544.7 K (271.6 °C) и кипит при 1837 K (1563.9 °C).

Какова атомная масса Висмут?

Стандартная атомная масса Висмут составляет 208.98 u. Это средневзвешенное значение для его природных изотопов, поэтому оно редко бывает целым числом.

Какова плотность Висмут?

Плотность Висмут составляет 9.78 г/см³. Плотность воды — 1,0 г/см³, поэтому блок из Висмут примерно в 9.8× тяжелее.

Какова электроотрицательность Висмут?

Электроотрицательность Висмут по шкале Полинга составляет 2.02. Шкала простирается от 0,70 (франций, наименее склонный притягивать электроны) до 3,98 (фтор, наиболее склонный). Значения в этом среднем диапазоне обычно соответствуют ковалентным, а не преимущественно ионным связям.

Кто и когда открыл Висмут?

Висмут был открыт в 1753 году Claude Francois Geoffroy. Назван в честь немецкое weisse Masse, «белая масса».

Насколько распространён Висмут на Земле?

На долю Висмут приходится около 0.0085 мг/кг земной коры — это действительно редкий элемент, поэтому он дорог.

Является ли Висмут радиоактивным?

Технически да, но едва ли. Было показано, что Висмут-209 в 2003 году подвергается альфа-распаду с периодом полураспада около 2×10¹⁹ лет — примерно в миллиард раз больше возраста Вселенной. Для всех практических целей он ведёт себя как стабильный элемент и обычно используется как нетоксичная замена свинцу.