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化学元素 · リファレンス

83Bi

ビスマス

ビスマスは原子番号83、元素記号Biの元素です。周期表では第6周期・第15族・pブロックに位置し、室温での基準状態は固体です。電子配置は[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3です。

原子番号83

標準原子量208.98040(1)

族15

周期6

ブロックp

電子配置[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3

電子構造

化学的性質を決めるもの

15族元素は5個の価電子を持ち、負から正まで複数の酸化状態をとります。族を下るほど金属的性質が増します。

ビスマスの電子配置は[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3です。結合相手と酸化状態の違いにより、単体から多様な化合物まで幅広い化学が現れます。

化学形

化合物・イオン・材料

水素化物、酸化物、オキソ酸・オキソアニオン、ハロゲン化物、金属との化合物などが代表的です。酸化状態は窒素からビスマスまで大きく変化します。

物理的性質

状態と相変化

室温での基準状態は固体です。掲載している密度は9.78 g/cm³です。融点は544.6 K (271.4 °C)です。沸点は1 837 K (1 564 °C)です。実際の値は圧力、純度、結晶構造や同素体によって変わることがあります。

存在と用途

ビスマスはどこにあり、何に使われるか

ビスマスは化合物、鉱物、合金、または人工的に得られる材料の中で見られます。代表的な用途には「医療用途」「化粧品」「合金」などがあります。実際に利用される形は、元素単体とは限らず、特定の化合物・合金・同位体である場合があります。

具体例

実際の用途

医療用途

ビスマスは医療用途に関わる材料や化合物で利用されます。利用されるのが元素単体なのか、合金・化合物・同位体なのかは用途によって異なり、その化学形が実際の性質を決めます。

化粧品

ビスマスは化粧品に関わる材料や化合物で利用されます。利用されるのが元素単体なのか、合金・化合物・同位体なのかは用途によって異なり、その化学形が実際の性質を決めます。

合金

ビスマスは合金に関わる材料や化合物で利用されます。利用されるのが元素単体なのか、合金・化合物・同位体なのかは用途によって異なり、その化学形が実際の性質を決めます。

周期表上の位置

周辺元素からわかること

ビスマスは第6周期・第15族・pブロックにあります。周辺にはスズ、アンチモン、テルル、鉛などが位置し、横・縦に比較すると原子半径、イオン化エネルギー、電気陰性度、結合傾向の周期的変化が見えてきます。

基礎データ

物理・原子データ

分類遷移後金属

室温での状態固体

電子殻2 · 8 · 18 · 32 · 18 · 5

密度9.78 g/cm³

融点544.6 K (271.4 °C)

沸点1 837 K (1 564 °C)

ポーリング電気陰性度2.02

第一イオン化エネルギー703 kJ/mol

電子親和力90.92 kJ/mol

値は、該当する場合には中性原子または元素の代表値を示します。物性値は同素体、圧力、測定条件によって変わることがあります。

歴史

発見と同定

ビスマスの発見はClaude François Geoffroyと関連付けられています。ただし、元素の認識、純粋な試料の単離、現在の原子番号による定義は、必ずしも同じ時期に成立したわけではありません。

同位体

同位体組成と原子量

ビスマスの標準原子量は208.98040(1)です。これは特定の一個の原子の質量ではなく、天然試料に含まれる同位体の存在比を反映した値です。

ビスマスには安定同位体がありません。同位体はすべて放射性で、半減期と壊変様式が測定、取り扱い、研究のうえで重要になります。

安全性

取り扱いと曝露

ビスマスの安全性は、元素単体か化合物か、量、濃度、曝露経路によって大きく変わります。元素名だけで危険性を判断せず、実際に扱う物質の安全データを確認する必要があります。