Висмут химический элемент 15-й группы периодической системы; атомный номер 83, атомная масса 208,9804. В природе существует только один стабильный изотоп 209Bi. Впервые висмут описан в рукописях алхимиков 15 в. и долгое время считался разновидностью олова, свинца или сурьмы. В 16–17 вв. использовался как компонент сплавов, соли применялись в медицине и для изготовления косметических средств. Химическая индивидуальность висмута установлена в 1739 г. немецким химиком И. Г. Поттом. Висмут – один из самых легкоплавких металлов, tпл 271,4 °C, tкип 1564 °C.

В периодической системе он находится рядом с мышьяком и сурьмой, но его загадочные свойства ближе к научной фантастике.

Цвет кристаллического висмута серебристый с розовым отливом. При нагреве поверхность покрывается радужной плёнкой, как у мыльного пузыря. Кристаллы висмута растут ступенчатой лестницей и вместо плотного кубика формируется каркас из ступеней.

Самое странное свойство у висмута — его диамагнетизм.

Большинство металлов или слегка притягиваются к магниту (парамагнетики), или сильно (ферромагнетики — железо, никель). Висмут делает наоборот. Висмут выталкивает из области сильного магнитного поля. Если поместить небольшой кусочек висмута в очень сильное магнитное поле, он будет стремиться занять область меньшей напряжённости и буквально выскользнуть из поля. Это очень странно для металлов.

В диамагнетиках внешнее поле наводит в электронной оболочке токи, которые создают противоположное магнитное поле. У висмута электроны в кристаллической решётке и особая зонная структура таковы, что этот эффект максимальный и индуцированное поле эффективно компенсирует внешнее, по сравнению с обычным металлом степень диамагнетизма у висмута впечатляющая.

Висмут очень плохо проводит тепло ещё хуже, только ртуть. Но у висмута ещё и высокое электрическое сопротивление, и сложная электронная структура с малым числом носителей заряда. В результате и ток, и тепло он переносит крайне плохо.

Ещё одно странное свойство, это металл, который расширяется, когда застывает. Как обычный лёд. У висмута при переходе из жидкого в твёрдое состояние объём увеличивается примерно на 3%.

Ещё одно удивительное свойство висмута, он тяжёлый элемент, который при этом считается малоопасным. Долгое время висмут путали со свинцом и по массе, и по внешнему виду. Но токсичность у него значительно ниже. Из-за этого его часто используют как экологичную замену свинца.

Самое парадоксальное свойство висмута, это его радиоактивность. Долгое время висмут-209 считали самым тяжёлым стабильным ядром. Потом выяснилось, что он всё-таки радиоактивен, но с настолько огромным периодом полураспада, что для всех практических задач его можно считать стабильным.

Период полураспада изотопа висмута-209 (1,9 ± 0,2)⋅10¹⁹ лет. Это значение на много порядков больше, чем возраст Вселенной. Природный висмут, состоящий из одного изотопа 209, практически радиоактивно безвреден для человека, так как за год в одном грамме природного висмута в среднем лишь около 100 ядер испытывают альфа-распад, превращаясь в стабильный элемент. Только в 2003 году был экспериментально обнаружен его крайне медленный альфа-распад.

Добавить комментарий