Fatti sull’elemento bismuto

83
Bi
209.0

L’elemento chimico bismuto è classificato come un altro metallo. Fu scoperto nel 1753 da Claude Geoffroy il Giovane.

Data Zone

Classificazione: Il bismuto è un ‘altro metallo’
Colore: bianco-argento
Peso atomico: 208.9804
Stato: solido
Punto di fusione: 271.4 oC, 544.5 K
Punto di ebollizione: 1564 oC, 1837 K
Elettroni: 83
Protoni: 83
Neutroni in isotopo più abbondante: 126
Gusci di elettroni: 2,8,18,32,18,5
Configurazione degli elettroni: 4f14 5d10 6s2 6p3
Densità @ 20oC: 9.807 g/cm3

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Composti, Raggi, Conducibilità

Volume atomico: 21.3 cm3/mol
Struttura: romboedrica
Durezza: 2,25 mohs
Capacità termica specifica 0,123 J g-1 K-1
Calore di fusione 11.3 kJ mol-1
Calore di atomizzazione 207 kJ mol-1
Calore di vaporizzazione 151 kJ mol-1
1a energia di ionizzazione 703 kJ mol-1
2a energia di ionizzazione 1610 kJ mol-1
3a energia di ionizzazione 2466 kJ mol-1
Affinità elettronica 91 kJ mol-1
Numero minimo di ossidazione -3
Min. numero di ossidazione comune 0
Massimo numero di ossidazione 5
Massimo numero di ossidazione comune. 3
Elettronegatività (Scala Pauling) 2.02
Volume di polarizzabilità 7.4 Å3
Reazione con l’aria lieve, w/ht ⇒ Bi2O3
Reazione con 15 M HNO3 lieve ⇒ Bi(NO3)3, NOx
Reazione con 6 M HCl nessuno
Reazione con 6 M NaOH nessuno
Ossido(i) Bi2O3
Idruro(i) BiH3
Cloruro(i) BiCl3, BiCl4
Raggio atomico 160 pm
Raggio ionico (ione 1+)
Raggio ionico (ione 2+)
Raggio ionico (ione 3+) 117 pm
Raggio ionico (1- ione)
Raggio ionico (2- ione)
Raggio ionico (3-ione)
Conducibilità termica 7.92 W m-1 K-1
Conducibilità elettrica 0,867 x 106 S m-1
Punto di congelamento/fusione: 271.4 oC, 544.5 K
Cristallo di bismuto

Un cristallo di bismuto. I colori provengono dall’interferenza della luce in un sottile strato di ossido sulla superficie del cristallo. Rif. immagine. (1)

Un cubo di bismuto si trova tra due piastre di bismuto. Un grande magnete al neodimio è tenuto sopra le piastre e il cubo. Il bismuto è diamagnetico; questo significa che produce un campo magnetico in opposizione a qualsiasi campo magnetico applicato. Qui il bismuto si oppone al campo magnetico del magnete al neodimio, con il risultato che il cubo galleggia nell’aria. Anche il carbonio nella sua forma di grafite è diamagnetico.

Scoperta del bismuto

Dr. Doug Stewart

Il bismuto è conosciuto fin dal XV secolo.

Nel 1753, il chimico francese Claude Geoffroy il Giovane stabilì che era un elemento a sé stante piuttosto che una forma di piombo.

Il bismuto è considerato stabile, anche se in realtà è radioattivo con un tasso di decadimento estremamente lento.

Se esattamente 100 grammi di bismuto-209 fossero stati presenti all’inizio dell’universo 14 miliardi di anni fa, circa 99,9999999 grammi di esso sarebbero ancora in giro oggi.

Il nome bismuto è probabilmente una versione latinizzata della vecchia parola tedesca per bismuto ‘weissmuth’ che significa ‘sostanza bianca’, forse chiamata così per il suo ossido bianco.

Aspetto e caratteristiche

Effetti nocivi:

Il bismuto non è noto per essere tossico.

Caratteristiche:

Il bismuto è un metallo cristallino, fragile. Trovandosi sul lato destro della tavola periodica, il bismuto è il metallo naturalmente più diamagnetico; questo significa che resiste ad essere magnetizzato e viene respinto da un campo magnetico. Un effetto di questo può essere visto nel video (a sinistra).

Il bismuto ha anche una resistenza elettrica insolitamente alta per un metallo. La sua conducibilità termica è più bassa di qualsiasi altro metallo, eccetto il mercurio.

Il bismuto ha l’insolita proprietà che (come l’acqua) si espande quando si congela. Altri quattro elementi si espandono quando congelano: silicio, gallio, antimonio e germanio.

Usi del bismuto

Il bismuto è usato in medicina (subnitrato e subcarbonato di bismuto), cosmetici (ossicloruro di bismuto), leghe a bassa fusione, sistemi di rilevamento/estinzione del fuoco, sostituzione del piombo nei pallini e nei proiettili (lega bismuto-stagno).

Abbondanza e isotopi

Abbondanza crosta terrestre: 9 parti per miliardo in peso, 0.7 parti per miliardo in moli

Abbondanza sistema solare: 10 parti per miliardo in peso, 0.07 parti per miliardo in moli

Costo, puro: $39 per 100g

Costo, sfuso: $2.83 per 100g

Fonte: Commercialmente, il bismuto è prodotto come sottoprodotto della raffinazione dei minerali di rame, piombo, stagno, argento, oro e zinco.

Isotopi: Il bismuto ha 33 isotopi con numeri di massa che vanno da 185 a 217. Di questi solo il 209Bi è considerato effettivamente stabile, anche se in realtà è radioattivo con un tasso estremamente lento di decadimento delle particelle alfa: il suo tempo di dimezzamento è di 1,9 x 1019 anni. Se esattamente 100 grammi di 209Bi fossero stati presenti all’inizio dell’universo 14 miliardi di anni fa, 99,9999999 grammi di esso sarebbero ancora in giro oggi.

  1. Foto di Micha L. Rieser

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"Bismuth." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 15 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/bismuth.html>.