بیسموت

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
عنصر شیمیایی بیسموت که به صورت مصنوعی و بلورشکل سنتز شده‌است. سطح بلور به اندازه لایه بسیار نازکی اکسیده شده است و نمای رنگین کمانی ایجاد کرده‌است. برای مقایسه بهتر ۱ سانتی‌متر مکعب بیسموت با خلوص بالا (۹۹٫۹۹٪) نیز در تصویر دیده می‌شود.
سرببیسموتپولونیم
Sb

Bi

Uup
ظاهر
lustrous silver
ویژگی‌های کلی
نام, نماد, عدد بیسموت, Bi, 83
تلفظ به انگلیسی /ˈbɪzməθ/ BIZ-məth
نام گروهی برای عناصر مشابه post-فلزات واسطه
گروه، تناوب، بلوک ۱۵۶, p
جرم اتمی استاندارد 208.98040 g·mol−۱
آرایش الکترونی [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3
الکترون به لایه 2, 8, 18, 32, 18, 5 (تصویر)
ویژگی‌های فیزیکی
حالت جامد
چگالی (نزدیک به r.t.) 9.78 g·cm−۳
چگالی مایع در m.p. 10.05 g·cm−۳
نقطه ذوب 544.7 K, 271.5 °C, 520.7 °F
نقطه جوش 1837 K, 1564 °C, 2847 °F
گرمای هم‌جوشی 11.30 kJ·mol−1
گرمای تبخیر 151 kJ·mol−1
ظرفیت گرمایی 25.52 J·mol−۱·K−۱
فشار بخار
فشار (پاسکال) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱k ۱۰k ۱۰۰k
دما (کلوین) 941 1041 1165 1325 1538 1835
ویژگی‌های اتمی
وضعیت اکسید شدن 3, 5
(mildly اسیدic oxide)
الکترونگاتیوی 2.02 (مقیاس پاولینگ)
انرژی‌های یونیزه شدن
(more)
1st: 703 kJ·mol−1
2nd: 1610 kJ·mol−1
3rd: 2466 kJ·mol−1
شعاع اتمی 156 pm
شعاع کووالانسی 148±4 pm
شعاع واندروالانسی 207 pm
متفرقه
ساختار کریستالی trigonal[۱]
مغناطیس diamagnetic
مقاومت الکتریکی (20 °C) 1.29 µΩ·m
رسانایی گرمایی (300 K) 7.97 W·m−1·K−1
انبساط گرمایی (25 °C) 13.4 µm·m−1·K−1
سرعت صوت (سیم نازک) (20 °C) 1790 m/s
مدول یانگ 32 GPa
مدول شیر 12 GPa
مدول باک 31 GPa
نسبت پواسون 0.33
سختی موس 2.25
سختی برینل 94.2 MPa
عدد کاس 7440-69-9
پایدارترین ایزوتوپ‌ها
مقاله اصلی ایزوتوپ‌های بیسموت
iso NA نیمه عمر DM DE (MeV) DP
207Bi syn 31.55 y ε, β+ 2.399 207Pb
208Bi syn 368,000 y ε, β+ 2.880 208Pb
209Bi 100% (19 ± 2) ×1018y α 3.14 205Tl
210mBi syn 3.04 ×106y IT 0.271 210Bi

بیسموت از عنصرهای شیمیایی جدول تناوبی است. نشانه کوتاه آن Bi و عدد اتمی آن ۸۳ است. بیسموت فلز ضعیف سه ظرفیتی، سفید بلورین، سنگین و شکننده‌ای است که اثر خفیفی از رنگ صورتی در آن وجود دارد و از نظر شیمیایی شبیه آرسنیک و آنتیموان است.

بیسموت از تمامی فلزات مغناطیسی‌تر است و بجز جیوه از تمامی عناصر خاصیت رسانایی حرارتی کمتری دارد. از ترکیبات بیسموت در ساخت لوازم آرایش، رنگ‌دانه‌ها و کاربردهای دارویی استفاده می‌شود. بیسموت در مقایسه با دیگر فلزات سنگین به طرزی غیرعادی سمیت پایینی دارد و از زمانی که سمیت سرب برای انسان مشخص شده، آلیاژهای بیسموت به عنوان جایگزین سرب کاربرد پیدا کرده‌اند.

بیسموت از دوران باستان برای بشر شناخته‌شده بود اما بسیاری از اوقات با سرب و قلع اشتباه گرفته می‌شد تا اینکه "کلاد جفری جونین" در سال 1753 تمایز آن را از سرب اثبات کرد. ریشه واژه بیسموت به درستی مشخص نیست ممکن است برگرفته از واژه عربی «بی اثمد» (شبیه به سنگ سرمه) یا واژه‌های آلمانی Weisse Masse و Wismuth به معنی جرم سفید باشد که در سده شانزدهم میلادی به صورت واژه لاتین bisemutum درآمده‌است.

ویژگی‌های فیزیکی[ویرایش]

پیدایش[ویرایش]

بیسموتینیت و بیسمیت مهمترین سنگهای معدن بیسموت هستند. در سال ۲۰۱۰ حدود ۸۹۰۰ تن از معادن بیسموت به دست آمده که ۶۵۰۰ تن در جین، ۱۱۰۰ تن در پرو و ۸۵۰ تن در مکزیک بوده‌است. تولید و کشورهای کانادا، بولیوی ِ ژاپن ِ مکزیک و پرو عمده‌ترین تولید کنندگان آن می‌باشند. ۱۶ هزار تن بیسموت هم از طریق تصفیه فلزات دیگر مثل سرب، مس، تنگستن، مولیبدن، سنگ سرمه، نقره و قلع (به ویژه سرب) فراهم آمده است. قیمت بیسموت در سال‌های ۱۹۵۰ تا ۱۹۶۴ در ۴.۹۶ دلار برای هر کیلوگرم ثابت بود اما در دهه ۱۹۷۰ به سرعت رشد کرده و تا ۲۰ دلار رسید. قیمت بیسموت خالص از دهه ۱۹۷۰ تاکنون بین کمتر از ۵ دلار در اوایل دهه ۱۹۸۰ تا ۳۰ دلار در سال ۲۰۰۶ برای هر کیلوگرم متغیر بوده‌است.

ویژگیهای قابل توجه[ویرایش]

تا قبل از سال ۲۰۰۳ تصور بر این بود که بیسموت سنگین‌ترین و پایدارترین عنصر است، اما تحقیقات در موسسه "Astrophysique Spatial" در ورسای فرانسه ثابت کرد بیسموت یک عنصر پایدار نیست. این عنصر، یِک فلز شکننده دارای ته‌رنگ صورتی با یک ماتی رنگین کمانی است.

این فلز که به شکل خالصش وجود دارد، دارای مقاومت الکتریکی بالا و Hall effect آن از تمامی فلزات بیشتر است (یعنی وقتی بیسموت در یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، بیشترین افزایش مقامت الکتریکی را دارد). وقتی در مجاورت هوا به آن حرارت داده شود، با شعله آبی رنگی شروع به سوختن می‌کند و اکسید آن، بخار زرد رنگی تولید می‌کند.

کاربردها[ویرایش]

  • اکسی کلرید بیسموت در لوازم آرایش کاربرد وسیعی دارد.
  • ساب نیترات و ساب کربنات بیسموت در پزشکی بکار می‌رود.
  • بیسمونال (manganese Bi) آهن ربای دائمی قویی می‌باشد.
  • آلیاژهای بیسموت، درجه ذوب پایینی دارند و به میزان زیادی برای یافتن آتش و وسایل ایمنی سیستمهای سرد کننده بکار می‌روند.
  • بیسموت در تولید آهنهای چکش خوار و بعنوان کاتالیزور در ساخت الیاف اکریلیک بکار می‌رود.
  • بیسموت بعنوان مواد ترموکوپل کاربرد دارد.
  • حاملی برای سوخت U-235 یا uranium-234 در رآکتورهای اتمی می‌باشد.
  • بیسموت در لحیم‌کاری هم مورد استفاده واقع می‌شود.
  • از اوایل دهه استفاده از بیسموت بعنوان جایگزین غیر سمی سرب در مواردی مثل لعاب ظروف سفالی، وزنه‌های ماهیگیری، وسایل تهیه غذا، ابزارهای دستی در مصارف لوله کشی، روغنهای مربوط به روغن‌کاری و ساچمه‌های شکار پرندگان رایج شده‌است.

منابع[ویرایش]

  1. Bismuth, mindat.org
جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ بیسموت موجود است.