Bismuto

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Bismuto
   

83
Bi
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
piombo ← bismuto → polonio
Aspetto
Aspetto dell'elemento
Metallo argento-rosato
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico bismuto, Bi, 83
Serie metalli del blocco p
Gruppo, periodo, blocco 15 (VA), 6, p
Densità 9 780 kg/m³
Durezza 2,25
Configurazione elettronica
Configurazione elettronica
Proprietà atomiche
Peso atomico 208,98038 
Raggio atomico (calc.) 160 (143) pm
Raggio covalente 146 pm
Raggio di van der Waals 207 pm
Configurazione elettronica Xe4f145d106s26p3
e per livello energetico 2, 8, 18, 32, 18, 5
Stati di ossidazione 3, 5 (debolmente acido)
Struttura cristallina romboedrica
Proprietà fisiche
Stato della materia solido
Punto di fusione 544,4 K (271,2 °C )
Punto di ebollizione 1 837 K (1 564 °C)
Volume molare 2,131 × 10−5  /mol
Entalpia di vaporizzazione 104,8 kJ/mol
Calore di fusione 11,3 kJ/mol
Tensione di vapore 0,627 mPa a 544 K
Velocità del suono 1 790 m/s a 293,15 K
Altre proprietà
Numero CAS 7440-69-9
Elettronegatività 2,02 (scala di Pauling)
Calore specifico 122 J/(kg·K)
Conducibilità elettrica 8,67 × 105  /m·Ω
Conducibilità termica 7,87 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione 703 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione 1 450,5 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione 3 081,5 kJ/mol
Isotopi più stabili
iso NA TD DM DE DP
207Bi sintetico 31,55 anni ε 2,399 207Pb
208Bi sintetico 3,368 × 105  anni ε 2,880 208Pb
209Bi 100% (2.01 ± 0,08) × 1019  anni α 205Tl
210Bi sintetico 5,01 giorni
3,04 × 106  anni
β
iso

0,271
210Po
210Bi
iso: isotopo
NA: abbondanza in natura
TD: tempo di dimezzamento
DM: modalità di decadimento
DE: energia di decadimento in MeV
DP: prodotto del decadimento

Il bismùto[1] è l'elemento chimico di numero atomico 83. Il suo simbolo è Bi.

È un metallo pesante e fragile, di aspetto bianco-roseo il cui comportamento chimico è simile a quello dell'arsenico e dell'antimonio. È il più diamagnetico dei metalli e, con l'eccezione del mercurio, quello con la minore conducibilità termica. Composti del bismuto esenti da piombo sono usati nell'industria cosmetica ed in applicazioni mediche.

Caratteristichemodifica | modifica wikitesto

È un metallo fragile dal colore bianco con sfumature rosa e iridescenti. È il più pesante dei cosiddetti "metalli pesanti" ed è l'unico tra essi a non essere tossico. È il metallo che possiede la resistività più elevata.

Insieme al gallio e all'antimonio è uno dei tre soli elementi che, come l'acqua, allo stato liquido presenta un minor volume rispetto allo stato solido[2]. Per riscaldamento in aria può infiammarsi e bruciare con fiamma blu, producendo fumi gialli di ossido di bismuto.

Instabilitàmodifica | modifica wikitesto

L'instabilità del bismuto prevista teoricamente ha avuto una conferma sperimentale solo nel 2003, quando i ricercatori dell'Institut d'Astrophysique Spatiale di Orsay hanno misurato il tempo di dimezzamento per decadimento alfa dell'isotopo 209Bi, fissando la sua emivita in 1,9 × 1019  anni, un tempo che è oltre un miliardo di volte superiore all'attuale stima dell'età dell'Universo. Pertanto ai fini pratici il bismuto può essere di fatto considerato un elemento stabile per qualsiasi applicazione e può essere trattato come ogni altro materiale non radioattivo; benché a livelli praticamente nulli, inferiori a quelli dovuti al carbonio-14 normalmente contenuto nel corpo umano, la radioattività del bismuto è di interesse accademico in quanto prevista teoricamente prima dell'osservazione sperimentale in laboratorio.

Cristalli artificialimodifica | modifica wikitesto

Il bismuto in forma altamente pura può formare cristalli iridescenti, generalmente venduti come oggetto di collezionismo. Il colore è dato da un sottile strato di ossido di bismuto.

Applicazionimodifica | modifica wikitesto

Usato principalmente nel campo siderurgico e per preparare leghe a basso punto di fusione come quelle per i fusibili.

L'ossicloruro di bismuto è molto usato nell'industria cosmetica mentre il subnitrato di bismuto ed il subcarbonato di bismuto trovano uso in medicina. Il subsalicilato di bismuto è usato come farmaco anti-diarroico.

Tra gli altri usi si annoverano:

  • produzione di forti magneti permanenti, in lega con il manganese;
  • applicazione in sistemi antincendio di molte leghe di bismuto che hanno bassi punti di fusione;
  • come additivo del ferro per renderlo malleabile;
  • realizzazione di catalizzatori per la produzione di fibre acriliche;
  • produzione di termocoppie;
  • come refrigerante nel reattore nucleare al piombo, allo stato liquido in lega eutettica con il piombo;
  • leghe per saldatura, anche perché queste si espandono leggermente per raffreddamento;
  • realizzazione di smalti vetrosi usati per finissaggi iridescenti di cui il subnitrato di bismuto è un componente;
  • come scintillatore inorganico utilizzato nella PET (germanato di bismuto);

Dai primi anni novanta il bismuto è oggetto di studio come sostitutivo non tossico del piombo in diversi materiali come ceramiche e smalti, specialmente per quelli usi destinati al contatto con i cibi.

Recenti ricerche (2007) hanno utilizzato il bismuto per realizzare dei superconduttori a bassa temperatura (90 K ). Questi superconduttori mostrano proprietà molto interessanti e potrebbero essere utilizzati nelle future macchine per l'imaging a risonanza magnetica[3].

Storiamodifica | modifica wikitesto

Non è possibile stabilire con certezza se la scoperta del bismuto sia stata opera di un alchimista o di una persona che lavorava con i minerali di bismuto. Sembra che attorno alla metà del XV secolo venisse utilizzata una nuova lega per produrre i caratteri di stampa nella cui formula segreta il bismuto svolgeva un ruolo fondamentale. Anche l'origine del nome non è molto chiara: deriva da una parola tedesca Wismut dal significato incerto, forse col significato di metallo bianco o forse derivato dal toponimo di una miniera. Anche su chi ne ha latinizzato il nome agli inizi del XVI secolo in bisemutum c'è incertezza: alcuni indicano G. Bauer, chiamato anche Agricola, mentre altri parlano di Paracelso.

Data la sua somiglianza con lo stagno e il piombo, il bismuto fu nell'antichità confuso con questi. Fu Claude Geoffroy Junine nel 1753 a dimostrare che si trattava di un elemento a sé.

Disponibilitàmodifica | modifica wikitesto

I più importanti minerali del bismuto sono la bismutinite e la bismite. Canada, Bolivia, Giappone, Messico e Perù sono i principali produttori. Il bismuto prodotto negli Stati Uniti è principalmente un sottoprodotto della lavorazione dei minerali di rame, oro, argento, stagno e soprattutto del piombo.

Notemodifica | modifica wikitesto

Bibliografiamodifica | modifica wikitesto

Voci correlatemodifica | modifica wikitesto

Altri progettimodifica | modifica wikitesto

Collegamenti esternimodifica | modifica wikitesto

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