Не следует путать с висмутитом — или висмутовым шпатом.
Не следует путать с висмутилом — неорганическим радикалом.
Висмути́н (тригидри́д ви́смута, гидрид висмута) — неорганическое бинарное химическое соединение висмута с водородом, тяжёлый токсичный газ. Химическая формула H₃Bi или BiH₃. Соединение имеет пирамидальную структуру с углами между H-Bi-H примерно 90°. Это самый тяжёлый аналог аммиака в группе азота. Висмутин очень неустойчив при комнатной температуре, разложение на висмут и водород начинается при температурах гораздо ниже 0°C, притом присутствие микропримесей висмута и водорода значительно ускоряют дальнейшее разложение висмутина (автокатализ).
Газ висмутин получается в качестве побочного продукта при проведении пробы Марша, быстро разлагаясь подобно арсину и образуя зеркало висмута. Проба Марша может обнаруживать присутствие As, Sb, и Bi. Висмутин токсичен и нестабилен, что делает его получение сложным процессом, и по этой же причине практического применения висмутин не имеет. Для хранения висмутина необходимы низкие температуры.
При прежних исследованиях все висмутовые минералы, за исключением самородного висмута, рассматривались как висмутин. Детальное минералогическое изучение показало, что относимые к висмутину минералы не являются однородными, а представляют собой группу, в которой наряду с собственно висмутином присутствуют висмутовые сульфосоли.[1]:113
— Марина Сахарова, «О висмутовых сульфосолях Устарасайского месторождения», 1955
Гидриды элементов V группы менее стойки, чем элементов IV и VI групп. <...> Стибин и висмутин медленно разлагаются уже при комнатной температуре.[2]:53
— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959
Попытки получить путём взаимодействия атомарного водорода с элементарным висмутом гидрид наиболее тяжёлого элемента этой группы — висмутин — не дали положительного результата.[2]:53
— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959
— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959
Положительный результат был получен Панетом при гидролизе сплава магния с радиоактивным изотопом висмута — торием C. При этом образоывались ничтожно малые количества висмутина BiH₃, которые были обнаружены только благодаря радиоактивности препарата.[2]:132
— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959
Установлено, что гидрид полония, соответствующий, по-видимому, формуле PoH2, представляет собой бесцветный радиоактивный газ и по своим свойствам похож на висмутин BiH3 <так называемое диагональное родство>, хотя значительно более летуч.[2]:147
— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959
Устойчивость гидридов с возрастанием порядкового номера элемента быстро понижается, так что SbH₃ и BiH₃ термически очень неустойчивы; последний можно получить только в следовых количествах.[3]:II:346
...соединения эти малоустойчивы, больший или меньший распад их на элементы имеет место уже в момент образования и поэтому практически они всегда выделяются в смеси с водородом. Особенно это относится к BiH₃, который из-за своей чрезвычайной неустойчивости почти не изучен.[4]
Висмутин Bi2S3 представлен на месторождении двумя генерациями. Основная его масса связана с секущими кварцево-висмутиновыми жилами, в которых он образует сравнительно крупные (до 2-3 см) удлинённо-призматические кристаллы. Висмутин II развит в арсенопиритовой минеральной ассоциации, слагает мелкозернистые агрегаты и значительных скоплений не даёт.
Наиболее интересной особенностью Устарасайского висмутина является постоянное присутствие в нём примеси Pb.
Химический анализ висмутина обнаружил в нем 3,37% РЬ и 2,39% Sb. Постоянное присутствие в висмутине небольших количеств Pb подтверждается также данными спектрального и рентгено-химического анализов. Последним методом И. Б. Боровским для ряда образцов висмутина (восемь анализов) было установлено отношение Pb:Bi, составлявшее 0,01-0,05.
В целом количество Pb и Sb невелико и не влияет на формулу минерала, принадлежность которого к висмутину подтверждается также оптическими данными и хорошим соответствием полученных для исследуемого минерала дебаеграмм стандартной дебаеграмме висмутина.[1]:115
— Марина Сахарова, «О висмутовых сульфосолях Устарасайского месторождения», 1955
Гидриды элементов V группы менее стойки, чем элементов IV и VI групп. При давлении 1 ат и температуре 300° в равновесной смеси находится около 3% NHз. Стибин и висмутин медленно разлагаются уже при комнатной температуре.[2]:53
— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959
Попытки получить путём взаимодействия атомарного водорода с элементарным висмутом гидрид наиболее тяжёлого элемента этой группы — висмутин — не дали положительного результата. Гидриды элементов V группы менее стойки, чем элементов IV и VI групп.[2]:53
— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959
Большинство попыток приготовить водородные соединения висмута оказались неудачными. Так, не дал положительных результатов опыт по пропусканию водорода над слоями висмута или окиси висмута с платиновой чернью <мелкодисперсной платиной>; не удалось получить висмутин при взаимодействии элементарного висмута с атомарным водородом и целым рядом других окислов.
Положительный результат был получен Панетом при гидролизе сплава магния с радиоактивным изотопом висмута — торием C. При этом образоывались ничтожно малые количества висмутина BiH₃, которые были обнаружены только благодаря радиоактивности препарата.[2]:132
— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959
Термическая диссоциация висмутина приводит к образованию металлического висмута. BiH₃ способен гореть, образуя окись висмута. <...> Структура BiH₃ не исследована вследствие его крайней нестойкости. Висмутин считается ещё более токсичным газом, чем стибин и арсин.[2]:132
— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959
...всё же известны некоторые аналогичные нитридам и фосфидамарсениды, антимониды и висмутиды, например Mg3As2, Mg3Sb2 и Mg3Bi2.
Действием на них разбавленных кислот могут быть получены аналогичные аммиаку и фосфинумышьяковистый («арсин»), сурьмянистый («стибин») и висмутистый («висмутин») водороды общей формулы ЭH₃. <...>
Так как соединения эти малоустойчивы, больший или меньший распад их на элементы имеет место уже в момент образования и поэтому практически они всегда выделяются в смеси с водородом. Особенно это относится к BiH₃, который из-за своей чрезвычайной неустойчивости почти не изучен.[4]
Арсин, стибин и висмутин легко разлагаются при нагревании (H3Bi даже при комнатной температуре). При пропускании ЭН3 через нагретую стеклянную трубку на внутренней стороне трубки образуется зеркало с металлическим блеском. Распад арсина лежит в основе обнаружения As в судебной экспертизе (реакция Марше). <...>
Арсин, стибин и висмутин — более сильные восстановители, чем аммиак.[5]:128
— Алексей Молодкин, «Химия элементов IA-VIIIA», 2016
Соединение висмута с водородом висмутин чрезвычайно нестабильно. Висмутин, как и стибин, получается при действии кислоты на висмутиды <...>, но разлагается уже в момент получения; о его образовании судят по появлению налёта металлического висмута на стенках сосуда.[6]:184
↑ 12Сахарова М. С. О висмутовых сульфосолях Устарасайского месторождения. — М.: Труды минералогического музея, 1955 г., Выпуск 7, стр. 112-126
↑ 123456789Н. А. Галактионова. Водород в металлах. — М.: Государственное научно-техническое издаательство по чёрной и цветной металлургии, 1959 г.
↑ 12Коттон 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.
↑ 12Б. В. Некрасов. Основы общей химии (в двух томах), издание 2-е, стереотипное. Том первый. ― М.: Химия, 1969 г. — стр. 452
↑ 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.
↑М. Н. Тер-Акопян, Ю. В. Соколова. Химия металлов. — М.: Инфра-Инженерия, 2022 г.
