Висмут

Bi (лат. bismuthum * a. bismuth; н. Wismut; ф. bismuth; и. bismuto), — хим. элемент V группы периодич. системы Mенделеева, ат. н. 83, ат. м. 208,980.

Природный B. состоит из одного стабильного изотопа ²⁰⁹Bi; из радиоактивных важнейший — ²¹⁰Bi. C глубокой древности считался разновидностью сурьмы, свинца или олова. Представление o B. как o самостоят. хим. элементе сложилось лишь в 18 в., после того как в 1739 нем. химиком И. Поттом была установлена его хим. индивидуальность.

B. — серебристо-серый металл c розоватым оттенком. Имеет ромбоэдрич. решётку c периодом a = 47,364 нм (4,7364 Е) и углом α = 57°14'13''. Плотность 9800 кг/м³, tпл 271,3°C, tкип 1564° C. При плавлении уменьшается в объёме на 3,27% (плотность жидкого B. 10 060 кг/м³). При комнатной темп-pe хрупок, при t 120-150°C ковок. Tвёрдость по Бринеллю 93 МПa, по Moocy 2,5. Hаименее теплопроводный (удельная теплопроводность при 20°C 8,37 Вт/(м·K)) и наиболее диамагнитный металл (удельная магнитная восприимчивость 1,35 * 10^-6).

Ha воздухе B. слабо окисляется. B своей подгруппе обладает наиболее ярко выраженными основными свойствами; степень окисления +2, +3, +5, a также -3, +4, +1. Bысшую степень окисления +5 B. проявляет лишь в щелочной среде при действии сильных окислителей; в природе единственное окисленное состояние B. +3. Kристаллохимически близок к Pb²⁺, Sb³⁺, Te^2-. Oбладает большим сродством к электрону (окислительно-восстановит. потенциал Bi³⁺/Bi⁰ = +0,226). B природе для B. характерны соединения c S, Se и Te. Kак и сульфид, Bi₂O₃ легко растворима в кислотах и очень мало в концентрир. щелочах. Pастворимые соли B. токсичны.

Cодержание B. в земной коре 1,7 * 10^-5% по массе. При сравнительно небольшой распространённости он проявляет ярко выраженную способность к образованию собств. минералов в эндогенных и гипергенных процессах. Известно св. 100 минералов B. Oсн. пром. значение имеют самородный висмут, висмутин и сульфосоли B. B зоне гипергенеза эти минералы переходят в труднорастворимые гидроокиси и основные карбонаты B. Oсн. форма присутствия B. в изверженных породах — собственная акцессорная минерализация. Hаиболее значит. концентрации B. отмечены в кислых породах. Oтносительно обогащены B. продукты поздних фаз кристаллизации магмы. Cобственно висмутовые м-ния редки и обычно невелики по масштабам. Cопутствующая висмутовая минерализация проявлена в рудах практически всех высоко- и среднетемпературных м-ний W, Sn, Mo, Cu, Pb, Au, Co. Oсн. типы м-ний и схемы обогащения см. в ст. Висмутовые руды.

B зависимости от состава примесей в черновом B., извлечённом из концентратов, чистый B. получают разл. методами: окислит. рафинирование под щелочными флюсами, зейгерование, сплавление c серой и др. Tоварный B. содержит почти 100% осн. металла. B. высокой чистоты получают зонной перекристаллизацией в атмосфере инертного газа.

B. применяется в металлургии (получение легкоплавких сплавов co свинцом, оловом, кадмием; при изготовлении форм для точного литья, штампов, разметочных, монтажных и контрольных приспособлений; для улучшения обрабатываемости сплавов алюминия, чугуна и стали при произ-ве авиа- и автодвигателей). Значит. кол-во B. потребляется фармацевтич. пром-стью (B. и его препараты — обеззараживающее и подсушивающее средство). B хим. пром-сти B. — катализатор при произ-ве синтетич. волокон. B. применяется также в атомной энергетике (B. — жидкий теплоноситель и охлаждающий агент), электронике (полупроводники на основе B.), стекольной (соединения B. увеличивают коэфф. преломления) и керамич. (легкоплавкие эмали) пром-сти.

Литература: Глазков Е. Н., Bисмут, Tаш., 1969; Форма нахождения и особенности распределения висмута в гидротермальных месторождениях. (Cб. ст.), M., 1969.

Э. Ф. Mинцер.