Élément chimique · fiche de référence

83Bi

Bismuth

Le bismuth est l’élément 83 (Bi), situé en période 6, groupe 15 et dans le bloc p. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3.

Numéro atomique83

Poids atomique standard208,98040(1)

Groupe15

Période6

Blocp

Configuration électronique[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

Les atomes du groupe 15 possèdent cinq électrons de valence. Ils peuvent former trois liaisons covalentes, participer à des liaisons multiples ou adopter plusieurs états d’oxydation selon l’élément et ses partenaires chimiques.

La configuration [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3 place bismuth dans cette famille, mais le comportement évolue fortement entre l’azote et le phosphore, non métalliques, et les membres plus lourds au caractère davantage métallique.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

Hydrures, oxydes, oxoacides ou oxoanions, halogénures et composés avec les métaux sont fréquents. Les états d’oxydation s’étendent de −3 à des valeurs positives, mais leur stabilité change fortement de l’azote au bismuth.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 9,78 g/cm³. Le point de fusion est 544,6 K (271,4 °C). Le point d’ébullition est 1 837 K (1 564 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

Le bismuth est un métal dense dont la toxicité est relativement faible pour un métal lourd. Ses composés sont utilisés dans certains médicaments et cosmétiques ; le métal intervient aussi dans des alliages à bas point de fusion et des matériaux spécialisés.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

applications médicales

Le bismuth intervient dans certains médicaments, implants, diagnostics ou traitements ; la forme chimique ou isotopique est déterminante.

cosmétiques

Certains composés du bismuth sont utilisés dans des pigments, poudres ou formulations lorsque les exigences de pureté et de sécurité sont respectées.

alliages

Le bismuth est ajouté à des métaux pour modifier leur résistance, leur tenue à la corrosion, leur fusion ou leurs performances à haute température.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

Le bismuth est en période 6 et dans le groupe 15. Dans le voisinage affiché, il se trouve entre le plomb et le polonium sur la même période ; l’antimoine est au-dessus et le moscovium au-dessous dans le même groupe. Ces positions permettent de comparer le rayon atomique, l’énergie d’ionisation et les modes de liaison avec les éléments proches.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationmétal post-transition

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 8 · 18 · 32 · 18 · 5

Masse volumique9,78 g/cm³

Point de fusion544,6 K (271,4 °C)

Point d’ébullition1 837 K (1 564 °C)

Électronégativité de Pauling2,02

Première énergie d’ionisation703 kJ/mol

Affinité électronique90,92 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte du bismuth est associée à Claude François Geoffroy. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le poids atomique standard est 208.98040(1). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.

Le bismuth ne possède aucun isotope stable. Ses isotopes sont radioactifs ; leur demi-vie et leur mode de désintégration deviennent donc importants dès que l’on mesure, manipule ou utilise l’élément.

Précautions

Manipulation et exposition

Les risques associés au bismuth dépendent de la forme chimique, de la dose et de la voie d’exposition. Le bismuth élémentaire, ses ions et ses composés peuvent avoir des effets biologiques très différents : il faut consulter les données de sécurité de la substance réellement manipulée.