鉍
| A+醫(yī)學(xué)百科 >> 鉍 |
|
|||||||||||||||||||||||||
| 總體特性 | |||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 名稱、符號(hào)、序號(hào) | 鉍、Bi、83 | ||||||||||||||||||||||||
| 系列 | 弱金屬 | ||||||||||||||||||||||||
| 族、周期、元素分區(qū) | 15族(VA)、6、p | ||||||||||||||||||||||||
| 密度、硬度 | 9780 kg/m3、2.25 | ||||||||||||||||||||||||
| 顏色和外表 | 紅白色光澤 |
||||||||||||||||||||||||
| 地殼含量 | 2×10-5 % | ||||||||||||||||||||||||
| 原子屬性 | |||||||||||||||||||||||||
| 原子量 | 208.98040（1）原子量單位 | ||||||||||||||||||||||||
| 原子半徑（計(jì)算值） | 160（143）pm | ||||||||||||||||||||||||
| 共價(jià)半徑 | 146 pm | ||||||||||||||||||||||||
| 范德華半徑 | 無(wú)數(shù)據(jù) | ||||||||||||||||||||||||
| 價(jià)電子排布 | [氙]4f145d106s26p3 | ||||||||||||||||||||||||
| 電子在每能級(jí)的排布 | 2，8，18，32，18，5 | ||||||||||||||||||||||||
| 氧化價(jià)（氧化物） | 3，5（弱酸性） | ||||||||||||||||||||||||
| 晶體結(jié)構(gòu) | 菱形晶格 | ||||||||||||||||||||||||
| 物理屬性 | |||||||||||||||||||||||||
| 物質(zhì)狀態(tài) | 固態(tài)（反磁性） | ||||||||||||||||||||||||
| 熔點(diǎn) | 544.4 K（271 °C） | ||||||||||||||||||||||||
| 沸點(diǎn) | 1837 K（1564 °C） | ||||||||||||||||||||||||
| 摩爾體積 | 21.31×10-6m3/mol | ||||||||||||||||||||||||
| 汽化熱 | 104.8 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| 熔化熱 | 11.3 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| 蒸氣壓 | 0.000627 帕（544K） | ||||||||||||||||||||||||
| 聲速 | 1790 m/s（293.15K） | ||||||||||||||||||||||||
| 其他性質(zhì) | |||||||||||||||||||||||||
| 電負(fù)性 | 2.02（鮑林標(biāo)度） | ||||||||||||||||||||||||
| 比熱 | 122 J/(kg·K) | ||||||||||||||||||||||||
| 電導(dǎo)率 | 0.867×106/(米歐姆) | ||||||||||||||||||||||||
| 熱導(dǎo)率 | 7.87 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||
| 第一電離能 | 703 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| 第二電離能 | 1610 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| 第三電離能 | 2466 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| 第四電離能 | 4370 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| 第五電離能 | 5400 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| 第六電離能 | 8250 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| 最穩(wěn)定的同位素 | |||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||
| 在沒有特別注明的情況下使用的是 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)單位單位和標(biāo)準(zhǔn)氣溫和氣壓 |
|||||||||||||||||||||||||
鉍（Bismuth）是一種化學(xué)元素，它的化學(xué)符號(hào)是Bi，它的原子序數(shù)是83，是紅白色的金屬。
鉍的化學(xué)性質(zhì)與砷及銻類似。鉍是最反磁性（又稱抗磁性）的金屬，亦是除汞以外有最低熱導(dǎo)率的金屬?？捎糜谥苽湟兹酆辖鸺芭c錫融合防止錫疫。
鉍是一種脆性金屬，在自然界中，常以單質(zhì)形式出現(xiàn)。鉍晶體的表面有時(shí)會(huì)呈現(xiàn)出不同顏色的色調(diào)，這是由于鉍晶體在空氣中氧化時(shí)，形成的氧化層厚度不一，導(dǎo)致不同波長(zhǎng)的光受到不同程度的反射，因此呈現(xiàn)出彩虹的顏色。
以前鉍被認(rèn)為是最重的穩(wěn)定元素，然而在2003年，發(fā)現(xiàn)了鉍微弱的放射性，可經(jīng)α衰變變?yōu)殂B-205。[1]其半衰期為1.9*1019年左右，達(dá)到宇宙年齡的10億倍。所以，鉛被認(rèn)為是質(zhì)量最大的穩(wěn)定元素。
與其他重金屬不同的是，鉍的毒性與鉛或銻相比，是相對(duì)的少。鉍不容易被身體吸收，不致癌，也不損害DNA構(gòu)造，可透過排尿帶出體外?；谶@些原因，鉍經(jīng)常被用于取代鉛的應(yīng)用上。例如用于無(wú)鉛子彈，無(wú)鉛銲錫，甚至藥物和化妝品上。
目錄 |
金屬冶煉
工業(yè)上將冶煉鉍主要是通過氧化鉍的氧化還原反應(yīng)，冶煉爐中的反應(yīng)方程式主要為：
- Bi2O3+3C→2Bi+3CO↑
- Bi2O3+3CO→2Bi+3CO2
其中，產(chǎn)生的一氧化碳還可能把雜質(zhì)金屬的氧化物還原：
- PbO+CO→Pb+CO2
這些雜質(zhì)溶于金屬鉍中組成還原熔煉產(chǎn)物粗鉍。如果鉍礦中還含有銅，則通常加入黃鐵礦來(lái)回收銅：
- 2Cu+FeS2→Cu2S+FeS
硫化鉍礦可以加入鐵屑來(lái)冶煉鉍，主要的反應(yīng)方程式是：
- Bi2S3+3Fe→2Bi+3FeS
同樣，有部分雜質(zhì)熔入金屬鉍得到粗鉍。
氧化鉍和硫化鉍的混合礦則可以通過混合熔煉法來(lái)冶煉金屬鉍，冶煉過程是根據(jù)氧化鉍和硫化鉍彼此之間的氧化還原反應(yīng)：
- Bi2S3+2Bi2O3→6Bi+3SO2↑。
濕法冶煉鉍常用氯化鐵-鹽酸法和鐵粉置換法。氯化鐵-鹽酸法是將硫化鉍礦溶解在三氯化鐵和鹽酸（HCl）的混合溶液中：
- Bi2S3+6FeCl3→2BiCl3+6FeCl2+3S
其中，F(xiàn)eCl3還能溶解鉍礦中的天然鉍：
- 3FeCl3+Bi→BiCl3+3FeCl2
礦中如果有氧化鉍則直接被鹽酸溶解：
- Bi2O3+6HCl→2BiCl3+3H2O。
鹽酸的另外一個(gè)作用是防止生成的BiCl3水解成不溶性的BiOCl沉淀。鐵粉置換法則是把生成的氯化鉍中的鉍置換出來(lái)：
- 3Fe+2BiCl3→2Bi+3FeCl2。
這時(shí)沉淀出來(lái)的鉍為海綿狀的。海綿鉍如果直接在空氣中加熱會(huì)導(dǎo)致氧化，因此工業(yè)上熔融鉍是在熔融的氫氧化鈉中進(jìn)行的，這樣既可以防止鉍的氧化，又可以讓生成的液態(tài)鉍下沉易于聚集，鉍中的氧化物及雜質(zhì)能被氫氧化鈉溶解。[2]
化學(xué)性質(zhì)
鉍的化學(xué)性質(zhì)和砷、銻相似，常溫下不與水及氧作用，因此，鉍在空氣中穩(wěn)定。在加熱至熔點(diǎn)時(shí)，鉍表面逐漸生成灰黑色的氧化物。金屬鉍可以在一定條件下和鹵素直接反應(yīng)生成三鹵化鉍。高溫下，金屬鉍能和很多非金屬及金屬生成三價(jià)鉍的化合物，鉍的還原電勢(shì)為正值，即在電動(dòng)序中位于氫后，所以鉍不和非氧化性酸反應(yīng)。鉍能溶于熱的濃硫酸中，也能順利地和硝酸反應(yīng)。與砷、銻不同，鉍有生成含氧酸鹽的明顯趨勢(shì)，如硫酸鉍、硝酸鉍、砷酸鉍等。鉍不和堿反應(yīng)。
需要指出的是，鉍與氧化劑作用時(shí)通常只生成3價(jià)鉍而不是5價(jià)鉍。+5氧化態(tài)的鉍遠(yuǎn)不如砷(V)以及銻(V)穩(wěn)定。這不僅僅是因?yàn)殂G的第IV電離能及第V電離能之和(9.776mJ·mol-1)，而且還因?yàn)?s2的一個(gè)電子激發(fā)到6d空軌道需要很大的能量，所以由低氧化態(tài)的鉍生成Bi(V)的化合物是很艱難的。[3]
此外，鉍還能形成原子簇化合物。
參考資料
參考來(lái)源
引用錯(cuò)誤：<ref>標(biāo)簽存在，但沒有找到<references/>標(biāo)簽
| 關(guān)于“鉍”的留言： |  訂閱討論RSS
|
|
目前暫無(wú)留言 | |
| 添加留言 | |