ВИСМУТ (лат. Bismuthum) Bi - химический элемент V группы периодической системы Менделеева; атомный номер 83, атомная масса 208,9804. Металл серебристо-белого цвета с розоватым оттенком. Природный В. состоит из одного изотопа ²⁰⁹Bi. Этот изотоп радиоактивен, но с таким огромным периодом полураспада (T_½ = 2-10¹⁷ лет), что обычно его относят к стабильным.

В. был известен ещё  в  XV в., но долгое время его считали разновидностью олова, свинца или сурьмы. Самостоятельным металлом В. был признан в середине XVIII в. Относительно происхождения слова «висмут» существуют  разные  толкования.

Изучение этимологии (происхождения тех или иных слов) - удивительно интересное занятие. Работая над этой книгой, редакторы устроили целый «научный диспут» по поводу слова «висмут» и даже написали шуточ­ные стихи, подкреплённые, однако, самыми серьёзными ссылками на литературные источники. Вот некоторые строки:

Профессор Руска  упорно твердит,

Что «висмут» -  искажённое арабское «ithmid».

Профессор Липман это отрицает

И  слово  «висмут»  немецким  считает,

Производя его от старинного «wis mat»,

То есть «белый металл».  И учёный рад.

Но спорна  весьма этимология эта:

Ведь висмут красноват, а не белого цвета.

А профессор доктор Леопольд Гмелин

Пишет: «Как я совершенно уверен,

Висмут был назван так оттого,

Что в округе Визен добывали его».

Однако лучше всех сказал Пьер Ларусс:

«Etym.   inconnue».   Я   ничуть  не  боюсь

Рекомендовать усердно этимологию эту

На радость БСЭ и всему свету.

Содержание В. в земной коре составляет 9 ^.10^-7 % по массе (всего лишь 71-е место среди других элементов). Встречается он и как самородный металл, и (главным образом) в виде многочисленных соединений. Основные минералы - висмутовый блеск (висмутин) Bi₂S₃ висмутовая охра (бисмит) Bi₂O₃ и др. Около 90 % всего добываемого в мире В. извлекают не из собственных висмутовых руд, а попутно, при добыче свинца, меди и других металлов. Самые богатые месторождения В. находятся в Боливии, на о. Тасмания и в Перу. Добыча В. в нашей стране была начата после Великой Октябрьской революции.

В. - очень легкоплавкий металл – t_пл = 271,3 °С; t_кип = 1560 °С; плотность 9,80 г/см³. В отличие от большинства металлов, В. очень хрупок; проволоку из него можно получить только продавливанием через узкое отверстие.

В. стоит особняком среди прочих металлов и по другим физическим свойствам. При плавлении объём большинства металлов увеличивается, а при затвердевании - уменьшается. У В. же объём при плавлении уменьшается (как, кстати, и у льда). Аномалия в обоих случаях объясняется особенностями кристаллических структур В. и льда. Электрическое сопротивление В. после расплавления уменьшается более чем вдвое, а с понижением температуры резко возрастает (если понизить температуру от 0°С до -180°С, то сопротивление увеличится в 60 раз). В магнитном поле электросопротивление В. также возрастает, чем пользуются для изме­рения напряжённости поля. Прибор для этой цели называется висмутовой спиралью.

У атома В. пять внешних (валентных) электронов (конфигурация 6s²6p³). По строению электронной оболочки В. аналогичен своим соседям по группе - азоту, фосфору, мышьяку и сурьме. Это обусловливает сходство некоторых химических свойств пяти перечисленных элементов. Но В. замыкает V группу снизу, и, следовательно, у него сильнее, чем у всех его аналогов, выражены металлические свойства. Наиболее характерная его степень окисления +3; известны и соединения со степенями окисления -3 и от +1 до +5 (соответственно валентности I-V). Окисел Bi₂O₃ - типичный основной окисел. А у гидроокиси Bi (ОН)₃ кислотная функция практически не выражена (в отличие от соответствующих азотистой, фосфористой и мышьяковистой кислот).

В сухом воздухе металл устойчив, а во влажном он покрывается с поверхности тончайшим слоем окиси. При нагревании на воздухе выше температуры плавления В. сгорает с образованием окисла Bi₂O₃. В ряду напряжений В., подобно меди, стоит после водорода и поэтому не вытесняет Н₂ из разбавленных кислот. С соляной и разбавленной серной кислотами В. не взаимодействует. Однако разбавленная азотная кислота реагирует с ним с выделением окиси азота:

Bi + 4HNO₃ = Bi (NO₃)₃ + NO + 2H₂O

Непосредственно реагирует В. с галогенами и с серой.

Соединения В. со степенью окисления +5 обладают сильно выраженными окислительны­ми свойствами. Так, висмутаты щелочных металлов (соли не выделенной в свободном состоянии висмутовой кислоты НВiO₃) могут в кислой среде окислять Mn²⁺ до Mn²⁺, то есть являются более сильными окислителями, чем хорошо известная «марганцовка» - перманганат калия:

10КВiO₃ + 4MnSO₄ + 14H₂SO₄ = 4KMnO₄ + 3K₂SO₄ + 5Bi₂(SO₄)₃ + 14H₂O

В мировом масштабе добыча В. невелика, она лишь немногим превышает добычу золота. Так как висмутовые руды, как правило, очень бедны, то они сначала подвергаются обогащению. Из окисленных руд В. извлекают восстановлением углём под слоем легкоплавкого флюса:

Bi₂O₃ + 3C = 2Bi + ЗСО

Области   применения   В. и его соединений чрезвычайно обширны. В.- прекрасный теплоноситель в энергетических ядерных реакторах.

Всем известны обычные теплоносители, служащие для обогрева (или для охлаждения) помещений или промышленных аппаратов: вода, водяной пар, топочные газы. В ядерных реакторах, где температуры гораздо выше, применяются теплоносители особого рода - расплавленные металлы или их смеси. У В. как у ядерного теплоносителя удачное сочетание свойств. Он плавится при сравнительно низкой температуре, а кипит при высокой (интервал жидкого состояния составляет около 1300°С), хорошо проводит тепло и очень стоек химически. В отличие от другого металла - теплоносителя натрия, висмутовый теплоноситель безопасен в пожарном отношении.

Но самое главное заключается в том, что В. не тормозит цепной ядерной реакции, идущей в реакторе под действием нейтронов (ядра атомов В. плохо захватывают тепловые нейтроны или, выражаясь языком ядерной физики, обладают малым сечением захвата). О цепных ядерных реакциях, идущих под действием нейтронов.

Основная область применения В. - приготовление многочисленных легкоплавких сплавов, используемых в противопожарной аппаратуре. В автоматических огнетушителях ставятся плавкие предохранители, сделанные из сплава В. с другими металлами. Как только воздух нагреется до температуры плавления сплава (а она может быть всего лишь 47 °С), предохранительная проволочка замкнётся, контакт расплавится и.... (а дальше всё зависит от устройства помещения - либо зазвенят предупредительные звонки и загорятся сигнальные лампы... Либо, если в помещении нет людей, из труб, спрятанных в стенах, хлынут струи воды). Такой висмутовый сигнализатор предупредит нас об опасном перегреве какой-нибудь части машины или аппарата.

Известный с 1860 г. сплав Б. Вуда (50 % Bi, 25 % Pb, 12,5 % Sn и 12,5 % Cd) имеет t_пл всего 68 °С. Ясно, что ложкой, изготовленной из такого сплава, горячий чай в стакане уже не размешать. Сплав В. со свинцом и ртутью плавится уже при трении и применяется для изготовления металлических карандашей.

Соединения В. применяются в медицине; так, соли В. и некоторых органических кислот служат против кожных заболеваний (дерматол, ксероформ и др.). Основной нитрат В. ещё в XVI в применялся в театрах в качестве грима  (так  называемые испанские белила).