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화학 원소 · 참고 페이지

83Bi

비스무트

비스무트는 원자번호 83, 원소 기호 Bi인 화학 원소다. 주기율표에서 6주기, 15족, p 블록에 위치한다. 실온에서의 기준 상태는 고체이며 전자 배치는 [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3이다.

원자번호83

표준 원자량208.98040(1)

족15

주기6

블록p

전자 배치[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3

전자 구조

화학적 성질을 결정하는 요인

15족 원자는 다섯 개의 원자가 전자를 가진다. 세 개의 공유 결합을 만들거나 다중 결합에 참여할 수 있으며, 원소와 결합 상대에 따라 여러 산화 상태를 취한다.

전자 배치 [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3은 비스무트을 이 계열에 놓는다. 그러나 15족의 화학은 비금속인 질소·인에서 더 무겁고 금속성이 큰 원소로 갈수록 크게 변한다.

화학적 형태

화합물, 이온과 물질

15족에서는 수소화물, 산화물, 산소산·산소산 이온, 할로젠화물과 금속 화합물이 널리 나타난다. −3에서 양의 값까지 여러 산화 상태가 가능하며 원소가 무거워질수록 안정한 상태의 범위가 달라진다.

물리적 거동

상태와 상전이

실온에서의 기준 상태는 고체이다. 제시된 밀도는 9.78 g/cm³이다. 녹는점은 544.6 K (271.4 °C), 끓는점은 1 837 K (1 564 °C)이다. 압력, 순도와 결정 구조에 따라 실제 측정되는 물리적 성질은 달라질 수 있다.

존재와 활용

비스무트는 어디에서 발견되고 어떻게 쓰이는가

실제 활용에서 비스무트는 의료 응용 · 화장품 · 합금 같은 분야와 관련된다. 어떤 경우에는 원소 자체가 아니라 특정 화합물, 합금 또는 동위원소의 성질을 이용한다.

실제 활용

실제 사용 사례

의료 응용

비스무트는 일부 의약품, 임플란트, 진단 또는 치료 기술에 사용되며, 화학적 형태와 동위원소가 매우 중요하다.

화장품

일부 비스무트 화합물은 안전성과 순도 조건을 충족한 뒤 안료, 분말 또는 기능성 제제에 사용된다.

합금

비스무트는 금속에 첨가되어 강도, 내식성, 녹는 성질 또는 고온 성능을 조절한다.

주기율표상의 위치

이웃 원소가 알려 주는 것

비스무트는 6주기 15족에 있다. 여기 표시된 주변 원소에는 주석, 안티모니, 텔루륨, 납, 폴로늄, 플레로븀, 모스코븀, 리버모륨 등이 있다. 이 위치 관계를 이용하면 원자 크기, 이온화 에너지와 결합 성향이 주기율표에서 어떻게 변하는지 비교할 수 있다.

참고 데이터

물리적·원자적 성질

분류전이후 금속

실온에서의 상태고체

전자 껍질2 · 8 · 18 · 32 · 18 · 5

밀도9.78 g/cm³

녹는점544.6 K (271.4 °C)

끓는점1 837 K (1 564 °C)

폴링 전기음성도2.02

1차 이온화 에너지703 kJ/mol

전자 친화도90.92 kJ/mol

값은 해당되는 경우 원소 자체 또는 중성 원자를 기준으로 한다. 물리적 데이터는 동소체, 압력과 측정 조건에 따라 달라질 수 있다.

역사

발견과 확인

비스무트의 발견은 Claude François Geoffroy와 관련되어 있다. 원소의 인식, 순수한 시료의 분리, 현대적인 원자번호의 부여는 반드시 같은 시기에 이루어진 것은 아니다.

동위원소와 원자량

동위원소 조성이 수치에 미치는 영향

표준 원자량은 208.98040(1)이다. 이 값은 자연계 물질의 동위원소 조성을 반영한 평균값이며 특정 원자 하나의 질량을 뜻하지 않는다.

비스무트는 안정 동위원소가 없다. 동위원소는 모두 방사성이므로 측정·취급·활용에서는 반감기와 붕괴 방식이 중요한 변수다.

안전

취급과 노출

비스무트의 위험성은 화학적 형태, 노출량과 노출 경로에 따라 달라진다. 순수한 원소, 이온과 화합물은 생물학적·환경적 영향이 크게 다를 수 있으므로 실제 취급 물질의 안전 자료를 확인해야 한다.