висмут

Висмут — это химический элемент с символом Bi и атомным номером 83. Он принадлежит к группе 15 (ранее группа VA) периодической таблицы, обычно называемой пниктогенами. Висмут является самым тяжелым стабильным элементом и в основном встречается в природе в своей элементарной форме, хотя его также можно найти в различных полезные ископаемые.

В чистом виде висмут — хрупкий металл серебристо-белого цвета с розоватым оттенком. Он имеет высокое электрическое сопротивление и низкую теплопроводность. Висмут нетоксичен и иногда используется в сплавах для пайки, литья и в сплавах с низкой температурой плавления.

Одним из наиболее интересных свойств висмута является его склонность образовывать на своей поверхности красивые переливающиеся оксидные слои при реакции с воздухом. В результате образуются потрясающе красочные кристаллические образования, что делает кристаллы висмута популярным выбором среди коллекционеров, а также для использования в ювелирных и декоративных изделиях.

Минералы висмута относительно редки, но они существуют. Наиболее распространенным минералом висмута является висмутин (Bi2S3), который часто встречается в сочетании с сульфидами других металлов, такими как вести, медькачества Серебряный руды. Другие минералы, содержащие висмут, включают висмит (Bi2O3) и самородный висмут, который представляет собой висмут, встречающийся в его чистой элементарной форме.

Таким образом, висмут — удивительный элемент, известный своими уникальными свойствами, включая красочные кристаллические образования и его использование в различных промышленных целях. Его присутствие в минеральной форме добавляет ему интриги и важности в изучении геологии и геологии. минералогия.

Фамилия: От немецкого weisse masse, позже wismuth, белая масса.

Минеральная группа: мышьяк группа.

Сотовые данные: Пространство Группа: R3m. а = 4.546 с = 11.860 Z = 6

Объединение: Халькопирит, арсенопирит, пирротин, пирит, кобальтит, никелин, брейтауптит, скуттерудит, сафлорит, висмутин, Серебряныйкубанит, молибденит, сфалерит, галенит, шеелит, вольфрамит, кальцит, барит, кварц.

химические свойства

Химическая классификация	Родной
Химический состав	Bi

Физические свойства

Цвет	Красновато-белый до кремово-белого; тускнеет радужный розоватый, желтоватый или голубоватый
Полоса	Серебристо-белый
Блеск	Металлический
Расщепление	Идеально Идеально {0001}, Хорошо {1011}, плохо {1014}
Прозрачность	Непрозрачные
Твердость по Моосу	2–2.5 по шкале Мооса
Кристальная система	треугольный
Упорство	Sectile
Плотность	9.7 – 9.83 г/см3 (измерено) 9.753 г/см3 (рассчитано)

Оптические свойства

Висмут демонстрирует несколько интересных оптические свойства, хотя обычно он не считается основным игроком в оптических приложениях по сравнению с другими материалами, такими как кремний или различные соединения, используемые в оптике. Тем не менее, вот некоторые оптические свойства висмута:

1. Преломление: Висмут имеет показатель преломления примерно 1.9 для видимого света. Это означает, что свет, проходящий через висмут или взаимодействующий с ним, будет преломляться или изгибаться при входе в материал или выходе из него.
2. отражение: Как и большинство металлов, висмут обладает отражательной способностью. Однако он не так отражает свет, как некоторые другие металлы, такие как серебро или алюминий. Отражательная способность висмута может варьироваться в зависимости от таких факторов, как качество поверхности и чистота.
3. расцветка: Висмут известен своим переливающимся оксидным слоем, который образуется на его поверхности под воздействием воздуха. Этот оксидный слой может давать различные цвета, включая пурпурный, синий, зеленый и желтый. Это свойство делает кристаллы висмута популярными для декоративных и художественных целей.
4. Прозрачность: Висмут обычно считается непрозрачным для видимого света, а это означает, что свет не может пройти через него. Однако в тонких пленках или некоторых кристаллических структурах висмут может проявлять некоторую степень прозрачности, особенно в инфракрасной части спектра.
5. Фотолюминесценция: При определенных условиях соединения висмута могут проявлять фотолюминесценцию, излучая свет при возбуждении фотонами. Это свойство используется в некоторых приложениях, таких как люминесцентные материалы для дисплеев и датчиков.
6. Оптическое двойное лучепреломление: Некоторые висмутсодержащие соединения, особенно некоторые кристаллы, обладают оптическим двойным лучепреломлением. Это означает, что они имеют разные показатели преломления для света, поляризованного в разных направлениях, что приводит к двойному лучепреломлению.

Хотя оптические свойства висмута не так широко изучены и не используются, как свойства некоторых других материалов, они все же способствуют его уникальным характеристикам и делают его пригодным для конкретных применений, особенно в декоративных изделиях, искусстве и некоторых научных исследованиях.

Вхождение

Висмут в основном встречается в земной коре, обычно в месторождения полезных ископаемых наряду с другими металлами, такими как свинец, медь, цинки серебро. Он считается относительно редким элементом, его содержание в земной коре оценивается примерно в 0.2 части на миллион. Некоторые из распространенных минералов, в которых встречается висмут, включают:

1. Висмутинит (Bi2S3): Это наиболее распространенный минерал, содержащий висмут. Это сульфидный минерал, который часто встречается в гидротермальных жилах, связанных с другими сульфидными минералами, такими как свинцовые, цинковые и серебряные руды.
2. Бисмит (Bi2O3): Это оксидный минерал висмута. Он образуется в окислительных условиях и может встречаться в гидротермальных жилах и пегматитах, а также в ассоциации с другими висмутсодержащими минералами.
3. Самородный висмут: Иногда висмут встречается в своей естественной элементарной форме. Эти явления относительно редки, но их можно обнаружить в определенных геологических средах, где богатые висмутом жидкости остыли и затвердели.
4. Висмут Охра: Это смесь различных оксидов и гидроксидов висмута, часто встречающаяся в виде выветривание продукт других висмутсодержащих минералов.

Висмут обычно получают как побочный продукт переработки свинца, меди, банка, серебро и золото руды. Он также производится как побочный продукт при плавке некоторых металлических руд. Кроме того, висмут можно извлечь из руд с помощью таких процессов, как обжиг, плавка и электролиз.

Коммерчески висмут производится в основном в Китае, Перу, Мексике и Канаде, меньшие объемы поступают из других стран. Большая часть продукции висмута используется в металлургии, а также в фармацевтике, косметике и различных других промышленных процессах.

Область использования

Висмут находит применение в различных областях благодаря своим уникальным свойствам и относительно низкой токсичности. Некоторые ключевые области, где используется висмут, включают:

1. Металлургия и сплавы: Висмут часто сплавляется с другими металлами, такими как олово, свинец, кадмийи индий для создания легкоплавких сплавов. Эти сплавы используются в таких областях, как пайка, сантехника, электрические предохранители и спринклерные системы пожаротушения.
2. Фармацевтика: Соединения висмута, такие как субсалицилат висмута, используются в лекарствах для лечения желудочно-кишечных расстройств, таких как расстройство желудка, диарея и язвенная болезнь. Соединения висмута действуют как антациды и противомикробные средства.
3. Косметика: Оксихлорид висмута, соединение, полученное из висмута, используется в косметических средствах, таких как тональные основы, румяна и тени для век, для придания перламутрового или мерцающего эффекта.
4. Атомная промышленность: Висмут используется в качестве материала, поглощающего нейтроны, в некоторых ядерных реакторах и оборудовании ядерной безопасности.
5. Системы обнаружения пожара: Висмутсодержащие материалы используются в системах пожарной сигнализации из-за их низкой теплопроводности. Эти материалы используются в термочувствительных триггерах, активирующих системы пожаротушения.
6. Катализаторы: Соединения висмута используются в качестве катализаторов в различных химических реакциях, в том числе в производстве фармацевтических препаратов и продуктов тонкой химии.
7. Механическая обработка и смазка: Висмут используется в качестве смазки в некоторых процессах обработки благодаря своим свойствам низкого трения. Он также может служить смазкой при некоторых операциях обработки металлов давлением.
8. Пиротехника: Соединения висмута используются в фейерверках и пиротехнических устройствах для создания красочных эффектов благодаря их способности при воспламенении создавать яркое и переливающееся пламя.
9. Радиационная защита: Висмут используется в некоторых типах радиационной защиты из-за его высокой плотности и способности поглощать радиацию.
10. Рост кристаллов: Висмут используется при производстве монокристаллов для различных научных и промышленных целей, включая полупроводники и оптические устройства.

Это всего лишь несколько примеров разнообразного применения висмута в различных отраслях промышленности. Его уникальное сочетание свойств делает его ценным в самых разных областях: от здравоохранения до металлургии и электроники.

Распределение

Распространение висмута в природе относительно широко распространено, но он имеет тенденцию встречаться в относительно низких концентрациях по сравнению с более распространенными элементами. Вот разбивка его распространения:

1. Земная кора: Висмут присутствует в земной коре в средней концентрации около 0.2 частей на миллион (ppm). Это делает его одним из наименее распространенных элементов в земной коре.
2. Минеральные Депозиты: Висмут обычно встречается в сочетании с рудами других металлов, особенно со свинцовыми, медными, цинковыми и серебряными рудами. Он встречается в различных минеральных формах, включая висмутинит (Bi2S3), висмит (Bi2O3) и самородный висмут. Эти минералы часто встречаются в гидротермальных жилах, пегматитах и ​​других геологических образованиях, где рудные месторождения образуются.
3. Глобальное производство: Крупнейшими производителями висмута являются Китай, Перу, Мексика и Канада, хотя меньшие количества производятся и в ряде других стран. Китай, в частности, доминирует в мировом производстве, на его долю приходится значительная часть мировых поставок висмута.
4. Побочный продукт добычи других металлов: Висмут часто получают как побочный продукт переработки свинцовых, медных, оловянных, серебряных и золотых руд. Его извлекают из этих руд посредством различных процессов, таких как плавка, обжиг и электролиз.
5. Промышленное использование и распространение: После извлечения висмут используется в различных отраслях промышленности, таких как металлургия, фармацевтика, косметика, электроника и пиротехника. Его распространение в этих отраслях зависит от таких факторов, как спрос, доступность и экономические соображения.
6. Global Trade: Висмут и его соединения торгуются по всему миру, причем страны импортируют и экспортируют продукты на основе висмута для различных применений. Китай, как крупнейший производитель, также играет значительную роль в мировой торговле висмутом.

В целом, хотя висмут относительно редок по сравнению с некоторыми другими элементами, он по-прежнему широко распространен и играет важную роль в различных промышленных и коммерческих секторах по всему миру.