יסוד כימי · דף עיון
83Bi

ביסמוט

ביסמוט הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 83 וסמלו Bi. הוא נמצא במחזור 6, קבוצה 15 ובבלוק p. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק, ותצורת האלקטרונים שלו היא [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3.

מספר אטומי83
משקל אטומי תקני208.98040(1)
קבוצה15
מחזור6
בלוקp
תצורת אלקטרונים[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3
מבנה אלקטרוני

מה קובע את הכימיה שלו?

אכלוס תת-הרמה p משפיע ישירות על הכימיה של ביסמוט. הקרבה באנרגיה בין אלקטרוני s ו-d מאפשרת מצבי חמצון שונים, יצירת קומפלקסים ופעילות קטליטית מגוונת.

תצורת האלקטרונים של ביסמוט היא [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3. כאשר אלקטרונים אובדים או מסתדרים מחדש בתרכובות, משתנה אכלוס אורביטלות d, ולכן יכולים להשתנות צבע, מגנטיות, קשרים כימיים ותגובתיות.

צורות כימיות

תרכובות, יונים וחומרים

הצורות הכימיות החשובות של ביסמוט כוללות את המתכת, סגסוגות, תחמוצות, הלידים וקומפלקסים. האנרגיות הקרובות של אלקטרוני s ו-d מאפשרות כמה מצבי חמצון, וליגנדים יכולים לשנות בבירור צבע, מגנטיות ותגובתיות.

התנהגות פיזיקלית

מצב ושינויי פאזה

המצב הפיזיקלי הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא מוצק. הצפיפות המופיעה היא 9.78 g/cm³. נקודת ההתכה היא 544.7 K (271.6 °C). נקודת הרתיחה היא 1 837 K (1 564 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.

הימצאות ושימושים

איפה נמצא ביסמוט וכיצד משתמשים בו?

בפועל, ביסמוט מופיע ביישומים כגון יישומים רפואיים, קוסמטיקה וסגסוגות. התכונה המנוצלת יכולה להגיע מן היסוד הטהור, מסגסוגת, מתרכובת או מאיזוטופ מסוים, ולכן חשוב תמיד להבחין בין היסוד לבין הצורה הכימית שמשמשת בפועל.

בפועל

דוגמאות לשימושים ממשיים

יישומים רפואיים

בהקשר של יישומים רפואיים, התפקיד של ביסמוט תלוי בצורה הכימית, בכמות ובאופן שבו הוא משתתף במבנים ביולוגיים, במטבוליזם או בטכניקות רפואיות.

קוסמטיקה

תרכובות של ביסמוט משמשות כפיגמנטים כאשר הן מספקות צבע יציב, אטימות או תגובה ספקטרלית מבוקרת.

סגסוגות

ביסמוט מתווסף למתכות או לסגסוגות כדי לשנות חוזק, עמידות בפני קורוזיה, התנהגות בהתכה או ביצועים בטמפרטורות גבוהות.

מיקום מחזורי

מה מספרים היסודות השכנים?

ביסמוט נמצא במחזור 6 ובקבוצה 15. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: בדיל; אנטימון; טלוריום; עופרת; פולוניום; פלרוביום; מוסקוביום; ליברמוריום. המיקום הזה מאפשר להשוות ישירות גודל אטומי, אנרגיית יינון, מצבי חמצון ומגמות בקשרים כימיים עם יסודות קרובים בטבלה המחזורית.

נתוני ייחוס

תכונות פיזיקליות ואטומיות

סיווגמתכת לאחר-מעבר
מצב בטמפרטורת החדרמוצק
קליפות אלקטרונים2 · 8 · 18 · 32 · 18 · 5
צפיפות9.78 g/cm³
נקודת התכה544.6 K (271.4 °C)
נקודת רתיחה1 837 K (1 564 °C)
אלקטרושליליות לפי פאולינג2.02
אנרגיית יינון ראשונה703 kJ/mol
זיקה אלקטרונית90.92 kJ/mol

הערכים מתארים את היסוד או את האטום הנייטרלי כאשר הדבר רלוונטי. נתונים פיזיקליים עשויים להשתנות עם האלוטרופ, הלחץ, הטוהר ותנאי המדידה.

היסטוריה

גילוי וזיהוי

גילוי ביסמוט מזוהה עם עבודתו של קלוד פרנסואה ז'ופרואה. התצפית הראשונה, הבידוד של דגימה טהורה והקביעה של המספר האטומי המודרני לא התרחשו בהכרח באותו זמן, ולכן להיסטוריה של היסוד יש כמה שלבים.

איזוטופים ומשקל אטומי

כיצד הרכב האיזוטופים משנה את המספרים?

המשקל האטומי התקני הרשום של ביסמוט הוא 208.98040(1). ערך זה משקף את הרכב האיזוטופים בחומרים טבעיים על פני כדור הארץ, ולא את המסה של אטום יחיד מסוים.

לביסמוט אין איזוטופים יציבים. האיזוטופים שלו רדיואקטיביים, ולכן זמן מחצית החיים ודרך הדעיכה הם נתונים מרכזיים במדידה, במחקר וביישומים.

בטיחות

טיפול וחשיפה

הסכנות הקשורות לביסמוט תלויות בצורה הכימית, במינון ובדרך החשיפה. היסוד החופשי, היונים והתרכובות שלו יכולים להיות שונים מאוד בהשפעתם הביולוגית והסביבתית, ולכן יש לבדוק נתוני בטיחות לחומר שבו מטפלים בפועל.