Не следует путать с оксидом висмута II — химическим веществом с формулой BiO.
Не следует путать с висмутитом — или висмутовым шпатом.
Не следует путать с висмутином — или тригидридом висмута.
Висмути́л(англ.Bismuthyl, Bismuthyle) — неорганический радикал, однозарядный ион с химической формулой BiO+, является оксикатионом висмута в степени окисления +3. Чаще всего образуется при гидролизе солей трёхвалентного висмута, прежде всего, нитрата, хлорида и других галогенидов. В химических соединениях висмутил играет роль одновалентного катиона.
В отличие от радикалов типа гидроксил, карбонил, хромил, уранил или ванадил, согласно действующим правилам ИЮПАК названия типа висмутил и антимонил для ВiO+ и SbO+ не рекомендуются, и их присутствие в соединениях предпочтительно обозначать как оксиды. Однако последнее положение остаётся дискуссионным: российская школа неорганической химии по-прежнему оперирует катионом висмутила и стибила как несомненными радикалами.
Названия кислородсодержащих катионов, входящих в состав оксосолей (BiO+, SbO+, UO2+ и т. п.), образуют от корня латинского названия металла с добавлением окончания «ил»: BiO+ — висмутил, SbO+ — стибил (антимонил), U02+ — уранил. В соответствии с этим BiOCl называется хлорид висмутила, UO2(NO3)2 — нитрат уранила и т. д.[2]:34
— Николай Глинка, «Задачи и упражнения по общей химии», 1950-е
Только для висмута существует действительно обширная химия катионов. Водные растворы содержат вполне определённые гидратированные катионы.[3]:364
...соли висмутила осаждаются при разбавлении сильнокислых растворов различных соединений висмута. Соли висмутила обычно нерастворимы в воде. В растворах соединений BiIII, содержащих избыток галогенид-ионов, существует комплексный анион BiX4–.[3]:364
Как показывают термодинамические расчёты полей устойчивости самородного висмута, висмутина, окислов висмута и хлорида висмутила, в координатах pH—Eh основной ионной формой миграции висмута является висмутил-ион BiO+.[5]
Точно также гидролизуется и нитрат висмута, образующий основную соль состава ВiONO3. Однако с ним реакция удаётся хуже, так как образующийся нитрат висмутила лучше растворим, чем его хлорид.[6]:104
Катион BiO+ — висмутил, в котором атомы связаны прочной ковалентной связью, существует не только в растворах, но и как самостоятельный катион в кристаллических солях, таких как BiOCl, BiON03.[7]:334
— Алексей Никольский, Андрей Суворов, Химия, 2017
Для висмута известны также соответствующие солям висмутила тиосоединения, например, серого цвета хлорид тиовисмутила BiSCl и т.д.[8]:278
— Людмила Томина, Игорь Росин, Общая и неорганическая химия, 2022
Висмутил в научной и научно-популярной литературе[править]
Нитрат висмутила
Хлористый висмутил легко растворим в соляной кислоте. Процесс этот протекает по вышеприведенному уравнению справа налево. Поэтому эта реакция обратима, и относительные количества воды и присутствующей соляной кислоты определяют направление, по которому пойдет реакция. Прибавление воды к слегка кислому раствору ВіСІз тотчас вызывает появление белого осадка основного хлорида висмута. При добавлении соляной кислоты осадок снова растворяется, но он опять выпадает от прибавления большего количества воды. Все остальные соединения висмута ведут себя аналогично хлориду.[9]:144
Следует различать два типа солей висмута и сурьмы: нормальные соли (например, Bi(NO3)3, SbCl3) и основные соли, содержащие радикалы висмутил и антимонил (например, BiONO3, SbOCl). Соединения антимонила и висмутила плохо растворимы в воде и в результате гидролиза соответствующих солей быстро выпадают в осадок (белого цвета).[10]:416
— Василий Семишин, «Практикум по общей химии», 1948
Нитрат висмута, Bi(NO3)3 • 5H20 , выкристаллизовывается из раствора, получающегося в результате взаимодействия висмута с азотной кислотой. Он растворяется в небольшом количестве воды, подкисленной азотной кислотой. При разбавлении раствора водой происходит гидролиз и выпадают основные соли, состав которых зависит от условий. Часто образуется соль состава BiONO3. Радикал ВiO — висмутил — играет роль одновалентного металла: Bi(NO3)3 + H20 ↔ BiO(NO3) + 2HNO3 Хлорид висмута BiCl3 — гигроскопичные кристаллы, гидролизующиеся водой до хлорида висмутила BiOCl.[1]:416
Названия основных солей тоже образуют подобно названиям средних солей; но при этом добавляют приставку «гидроксо», указывающую на наличие незамещенных гидроксогрупп. Так, FeOHCl — хлорид гидроксожелеза (II), (NiOH)SO4 — сульфат гидроксоникеля (II), Al(0H)2N03 — нитрат дигидроксоалюминия.
В некоторых случаях образование основной соли сопровождается отщеплением воды, например: Bi(OH)2Cl = BiOCl + H20.
Образующиеся при этом соли (оксосоли) не содержат гидроксогрупп, но сохраняют свойства основных солей, в частности, способность взаимодействовать с кислотами с образованием средних солей: Bi0Cl+2HCl = BiCl3 + H20.
Названия кислородсодержащих катионов, входящих в состав оксосолей (BiO+, SbO+, UO2+ и т. п.), образуют от корня латинского названия металла с добавлением окончания «ил»: BiO+ — висмутил, SbO+ — стибил (антимонил), U02+ — уранил. В соответствии с этим BiOCl называется хлорид висмутила, UO2(NO3)2 — нитрат уранила и т. д.[2]:33-34
— Николай Глинка, «Задачи и упражнения по общей химии», 1950-е
Только для висмута существует действительно обширная химия катионов. Водные растворы содержат вполне определённые гидратированные катионы. В нейтральных растворах перхлоратов основными ионами являются [Bi6O6]6+ или его гидратированная форма [Bi6(OH)12]6+, а при более высоком значении pH образуются [Bi6O6(OH)3]3+. Из кислых растворов можно выделить различные гидратированные кристаллические соли, такие как Bi(NO3)3•5H2O, Bi2(SO4)3 и двойные нитраты типа M3II[Bi(NO3)6]2•24H2O.[3]:364
При обработке Bi2O3азотной кислотой образуются соли висмутила, такие как BiO(NO3) и Bi2O2(OH)(NO3). Такие же соли висмутила осаждаются при разбавлении сильнокислых растворов различных соединений висмута. Соли висмутила обычно нерастворимы в воде. В растворах соединений BiIII, содержащих избыток галогенид-ионов, существует комплексный анион BiX4–.[3]:364
Висмут уже в рудных водах <окисляется и> образует труднорастворимый оксихлорид — бисмоклит, который в гидрокарбонатных фоновых водах замещается ещё более труднорастворимым — бисмутитом. Небольшие количества висмута мигрируют как в рудных, так и в фоновых водах в виде висмутил-иона.[4]:291
Миграция висмута в нейтральных и слабощелочных водах в форме простого иона висмута затруднена, в результате низкого pH выпадения его гидроокиси из раствора. Как показывают термодинамические расчеты полей устойчивости самородного висмута, висмутина, окислов висмута и хлорида висмутила, в координатах pH—Eh основной ионной формой миграции висмута является висмутил-ион BiO+.[5]
Радикалы — группа атомов, неоднократно встречающихся в различных соединениях, временно сохраняет следующие названия нейтральных и положительных радикалов: НО, НО+ — гидроксил, СО, СО2+ — карбонил (=С=О), СrO+ — хромил, UO22+ — уранил, VO2+ — ванадил.
Названия ВiO+, SbO+ — висмутил и антимонил не рекомендуются, т. к. отдельные молекулы таких групп не содержат.[11]:16
— Владислав Компанцев и др., «Введение в неорганическую химию», 1979
В нейтральной или слабо кислой среде соли трехвалентного висмута легко гидролизуются с выделением белого осадка основных солей.
К 2-3 каплям раствора хлорида или нитрата висмута прилейте 3-5 мл дистиллированной воды. Наблюдайте появление белой мути основной соли (если муть долго не появляется, то прибавьте каплю раствора хлорида натрия или калия). Убедитесь, что осадок растворяется в соляной кислоте.
Протекающие реакции на примере хлорида висмута можно изобразить следующими уравнениями: BiCl3 + H2O ↔ BiOHCl2 + HCl BiOHCl2 + H2O ↔ Bi(OH)2Cl + HCl
Образующийся хлорид дигидроксовисмута неустойчив и отщепляет молекулу воды Bi(OH)2Cl = BiOCl + H2O
Получается основная соль, содержащая катион висмутила ВiO+, т.е. хлорид висмутила.
Точно также гидролизуется и нитрат висмута, образующий основную соль состава ВiONO3. Однако с ним реакция удаётся хуже, так как образующийся нитрат висмутила лучше растворим, чем его хлорид.
Реакция гидролиза солей висмута обратима, поэтому при добавлении к осадку кислоты и нагревании, он растворяется BiOCl + 2HCl = BiCl3 + H2O
При разбавлении раствора водой снова выпадает осадок основной соли.[6]:104
Сурьмянистая кислота (гидроксид сурьмы) Н3SbO3 и Bi(OH)3 представляют собой белые хлопьевидные осадки. Для обоих элементов характерны продукты частичного обезвоживания гидроксидов — SbO(OH) и BiO(OH). Отвечающие им радикалы – SbO (антимонил) и BiO (висмутил) часто входят как таковые в состав солей и играют в них роль одновалентных металлов.[12]:71-72
— Татьяна Ступко, «Основы общей и неорганической химии», 2016
<соединения типа> Э(ОН)3 – амфотерны, но кислотные функции (для As и Sb) и основные (для Bi) выражены слабо, и соли подвержены гидролизу (особенно Sb и Bi, для которых характерно образование катионов стибила SbO+ и висмутила BiO+). <...>
Bi(OH)3, теряя воду при нагревании, образует гидроксид висмутила BiO(OH) жёлтого цвета, труднорастворимый в воде, который при дальнейшей дегидратации образует оксид Bi2O3.[13]:129
— Алексей Молодкин, «Химия элементов IA-VIIIA», 2016
— Алексей Молодкин, «Химия элементов IA-VIIIA», 2016
Оксид хлорид висмута (висмутил хлорид) (BiClO). Белый порошок, применяется как пигмент (перламутровый белый) при изготовлении искусственного жемчуга.[14]
— О пояснениях к единой товарной номенклатуре внешнеэкономической деятельности ЕЭС, 7 ноября 2017
В отличие от свинца в химии висмута очень важным является образование в результате гидролиза не гидроксо-, а оксокатиона: Bi3+ + H2O ↔ BiO+ + 2H+
Катион BiO+ — висмутил, в котором атомы связаны прочной ковалентной связью, существует не только в растворах, но и как самостоятельный катион в кристаллических солях, таких как BiOCl, BiON03.[7]:334
— Алексей Никольский, Андрей Суворов, Химия, 2017
Номенклатура оксоидных солей часто составляется из названий соответствующих ионов: TiO2+ — титанил; UO22+ — уранил; <...> VO2+ — ванадил; CrO22+ — хромил; BiO+ — висмутил; BO+ — борил. Например: UO2SO4 — сульфат уранила; BiONO3 – нитрат висмутила.[15]:14
— Жанна Мацулевич и др., «Введение в курс общей химии. Основные понятия и законы», 2020
Для висмута известны также соответствующие солям висмутила тиосоединения, например, серого цвета хлорид тиовисмутила BiSCl и т.д. Подобные очень устойчивые по отношению к воде вещества могут быть получены действием газообразного сероводорода на соответствующий тригалогенид висмута...[8]:278
— Людмила Томина, Игорь Росин, Общая и неорганическая химия, 2022
↑ 12Н. Л. Глинка. Общая химия: Учебное пособие для вузов (под. ред. В.А.Рабиновича, издание 16-е, исправленное и дополненное). ― Л.: Химия, 1973 г. ― 720 стр.
↑ 12Н. Л. Глинка. Задачи и упражнения по общей химии. Учебное пособие (под. ред. В.А.Рабиновича и X.М.Рубиной, издание стереотипное). ― М.: Интеграл-пресс, 2005 г. ― 240 стр.
↑ 1234Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия, часть 2 (пер. с англ.: Иванова Е.К., Прохорова Г.В., Чуранов С.С. Под ред.: Астахов К.В.) — М.: Мир, 1969 г.
↑ 12Виноградов А. П.. I Международный геохимический конгресс, СССР, Москва, 20-25 июля 1971 г. Материалы докладов. Книга 1-2. Осадочные процессы.
↑ 12Бабаев К. Л. Закономерности размещения эндогенных месторождений полезных ископаемых Средней Азии. Узбекский геологический журнал. ― М.: Издательство Академии наук Узбекской ССР, 1973 г. — стр.24
↑ 12Нина Никитина, Татьяна Хаханина. Аналитическая химия: учебное пособие для студентов высших учебных заведений. 2-е издание, переработанное и дополненное. ― Москва: издательство Юрайт, 2010 г. — 277 с.
↑ 12Алексей Никольский, Андрей Суворов. Химия: учебник и практикум для среднего профессионального образования. 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2022 г. — 507 с.
↑ 12Людмила Томина, Игорь Росин. Общая и неорганическая химия в 3 томах. Том 3. Химия p-элементов. ― Москва: Издательство Юрайт, 2023 г. — 436 с.
↑Фредерик Пирсон Тредвел. Качественный химический анализ : Пер. с 3 нем. изд.: Kurzes lehrbuch der analytischen chemie von prof. dr. F.P. Treadwell. I bd., «Qualitative analyse». Соч. Ф.П. Трэдъуэлла, проф. Швейцар. политехникума в Цюрихе. — Санкт-Петербург: К. Л. Риккер, 1904 г. — 524 с.
↑В. И. Семишин. Практикум по общей химии : для технол. вузов и факультетов. 3-е изд., доп. ― Москва : Госхимиздат, 1957 г. — 348 с.
↑В. А. Компанцев, Л. П. Гокжаева, Г. Н. Шестаков, Н. И. Крикова. Введение в неорганическую химию. — Пятигорск: Пятигор. гос. фармацевт. акад. 1996 г.
↑Ступко Т. В. Основы общей и неорганической химии. Курс лекций. Часть II (под ред. М. М. Ионина). — Красноярск: Редакционно-издательский центр Красноярского государственного аграрного университета, 2016 г. — 174 с.
↑ 12Молодкин А. К., Есина Н. Я. Химия элементов IA - VIIIA: учебное пособие для химических специальностей ВУЗов. 2-е изд., стер. — Москва: Российский ун-т дружбы народов, 2018 г. — 182 с.
↑Пояснения к ТН ВЭД ЕАЭС. Коллегия евразийской экономической комиссии. О пояснениях к единой товарной номенклатуре внешнеэкономической деятельности Евразийского Экономического Союза. — №21 от 7 ноября 2017 г.
↑Ж. В. Мацулевич, О. Н. Ковалева, Т. В. Сазонтьева. Введение в курс общей химии. Основные понятия и законы. — Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им.Р.Е. Алексеева, 2020 г.
Статья в Википедии
Медиафайлы на Викискладе
