Bizmut

Bizmut (Bi)
H Periyodik tablo He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba   Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra   Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og     La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu   Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Temel özellikleri
Atom numarası	83
Element serisi	Zayıf metaller
Grup, periyot, blok	15, 6, p
Görünüş	parlak gümüş rengi
Kütle numarası	208.98040 g/mol
Elektron dizilimi	[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3
Enerji seviyesi başına Elektronlar	2, 8, 18, 32, 18, 5
CAS kayıt numarası	7440-69-9
Fiziksel Özellikleri
Maddenin hâli	Katı
Yoğunluk	9.78 g/cm³
Sıvı hâldeki yoğunluğu	10,05 g/cm³
Ergime noktası	544,7 °K 271,5 °C
Kaynama noktası	1837 °K 1564 °C
Ergime ısısı	11.30 kJ/mol
Buharlaşma ısısı	151 kJ/mol
Isı kapasitesi	25.52 J/(mol·K)
Atom özellikleri
Kristal yapısı	rombohedral
Yükseltgenme seviyeleri	5, 4, 3, 2, 1
Elektronegatifliği	2,02 Pauling ölçeği
İyonlaşma enerjisi	703 kJ/mol
Atom yarıçapı	156 pm
Atom yarıçapı (hes.)	pm
Kovalent yarıçapı	148±4 pm
Van der Waals yarıçapı	207 pm
Diğer özellikleri
Elektrik direnci	1.29 µ nΩ·m (20°C'de)
Isıl iletkenlik	7.97 W/(m·K)
Isıl genleşme	13,4 µm/(m·K) (25°C'de)
Ses hızı	1790 m/s ('de)
Mohs sertliği	2,25
Vickers sertliği	MPa
Brinell sertliği	94.2 MPa

Bizmut sembolü Bi ve atom numarası 83 olan kimyasal elementtir. 15. grupta, 6. periyotta yer alan bir metaldir. Pentavalent geçiş metalidir ve bir azot grubunda yer alır; aynı gruptaki arsenik ve antimon ile benzerlik gösterir. Her ne kadar önemli ticari cevherler sülfür ve oksit formlarından oluşsa da, elementer bizmut doğal olarak ortaya çıkabilir. Serbest element formunda kurşunun %86'sı yoğunluğa sahiptir. Yeni üretildiğinde gümüşi beyaz bir renge sahip kırılgan bir metaldir, ancak yüzey oksidasyonu ona birçok renkte yanardöner renk verebilir. Bizmut, en doğal diyamanyetik elementtir ve metaller arasındaki en düşük termal iletkenlik değerlerinden birine sahiptir.

Özellikleri

Bi, periyodik tablonun Va grubundaki azot ailesinin en metalsi ve en az bulunan elementidir. Bizmut, bütün metaller içinde en diyamagnetik (en güç mıknatıslanan) ve cıvadan sonra ısı iletkenliği en düşük olanıdır. Parlak, kaba kristalli ve gevrek bir metaldir; çok sert ve sünek olmamakla birlikte oldukça dövülgendir. Kırmızıya çalan kalay beyazı rengiyle bütün metallerden ayrılan bizmutu 1450'de Alman keşişi Basil Valentine tanımlamıştır.

Doğada genellikle serbest (element halinde), bazen de bizmut sülfür (Bi₂S₃) ve bizmut oksit (Bi₂O₃) gibi bileşikler halinde bulunan bizmut, çoğu kez kalay, kurşun ve bakır cevherleriyle bir aradadır ve bu cevherlerin arıtımı sırasında bir yan ürün olarak ayrılır. Oksitini karbonla indirgeyerek ya da bileşimdeki kükürtü gidermek üzere sülfürünü odun kömürü ve demir eşliğinde kavurarak da katışıksız bizmut metali elde edilebilir.

Bizmut oda sıcaklığında havada kararmaz, ama ısıtıldığı zaman yüzeyinde, öbür metal oksitlerine benzemeyen kahverengimsi sarı renkte bir oksit katmanı oluşur. Kızıl kor sıcaklığında su buharıyla tepkimeye giren, buna karşılık havasız ortamda soğuk sudan etkilenmeyen, kükürt ve halojenlerle doğrudan birleşen bizmut, hidroklorik asitten etkilenmez, sıcak sülfürik asitten çok az etkilenir, ama seyreltik ya da derişik nitrik asitte hızla çözünür.

Antimon ve su gibi, bizmut da katılaştığı zaman hafifçe genleşir; bu özelliği nedeniyle bizmut alaşımları, özellikle ince ayrıntılı metal döküm parçalarının üretimine elverişlidir. Bizmut alaşımlarının ergime noktası düşük olduğundan, özel lehimlerde, otomatik püskürtme başlıklarında, yangın kapılarının otomatik açılma düzeneklerinde, sigortalarda, basınçlı gaz silindirlerinin güvenlik tapalarında ve çeşitli türden yangın detektörlerinde kullanılır. Soğutma sistemlerinin termoelektrik donanımında bizmut tellürür (Bi₂Te) ve bizmut selenürden (Bi₂Se₄) yararlanır. Bizmut fosfomolibdat ( BiPMo₁₂O₄₀ ), propilen ve amonyağın havayla yükseltgenerek, akrilik liflerin, plastiklerin ve boyaların hammaddesine olan akrilonitrile dönüştürülmesinde kullanılan çok etkili bir katalizördür. Bizmut tuzları tıpta genellikle sindirim bozukluklarının tedavisinde, sindirim yollarının X ışınlarıyla incelenmesinde, deri yaralarının ve enfeksiyonlarının tedavisinde kullanılır. Bizmut oksijen klorür (BiOCI), rujlara, ojelere ve göz farlarına sedefli görünüm veren bir katkı maddesidir.

Atomik Yapı

• Atomik yarıçap:  1.63Å
• Atomik Hacim: 21.3 cm³/mol
• Kovalent Yarıçap:  1.46Å
• Tesir kesiti: 19 barn ±2
• Kristal yapısı: Rhombohedral

• Elektron konfigürasyonu:

  1s² 2s²p⁶ 3s²p⁶d¹⁰ 4s²p⁶d¹⁰f¹⁴ 5s²p⁶d¹⁰ 6s²p³

• Her Enerji Seviyesindeki Elektronlar: 2,8,18,32,18,5

  Kabuk Modeli

• İyonik yarıçap: 1.03Å
• Dolduran Orbital:6p³
• Elektron Sayıları: 83
• Nötron Sayıları: 126
• Proton Sayıları: 83
• Valans elektronları: 6s²p³

  Nokta Modeli

Kimyasal Özellikler                      

• İyonizasyon Potansiyeli

  Birinci: 7.289 İkinci: 16.687 Üçüncü: 25.559

• Valans Elektron Potansiyeli (-eV): 41.9

Fiziksel Özellikler

• Ortalama atomik Kütle: 208.9804
• Kaynama Noktası: 1837K 1564 °C 2847 °F
• Boyca Genleşme Katsayısı:

  0.0000133 cm/cm/°C (0 °C)

• İletkenlik

  Elektrik:  0.00867 10⁶/cm  Isı: 0.0787 W/cmK

• Yoğunluk: 9.75g/cc @ 300K
• Niteliği:

  Hafif pembe renkli kırılgan beyaz bir metal

• Elastik katsayı:

  Bulk: 31/GPa Rigidity: 12/GPa Youngs: 32/GPa

• Yanabilirlik Sınıfı:
• Donma Noktası: Bkz. Erime noktası
• Sertlik

  Brinell: 94.2 MN m⁻² Mohs: 2.25

• Erime noktası:544.52K 271.52 °C 520.74 °F
• Molar Hacmi: 21.37 cm³/mole
• Fiziki Hali (20 °C & 1atm): Katı
• Isınma Isısı:  0.12J/gK