Перейти к содержанию

Висмутин

Материал из Викицитатника
Структурная формула
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.

Висмутин в определениях и коротких цитатах[править]

  •  

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
  •  

BiH₃ способен гореть, образуя окись висмута. <...> Висмутин считается ещё более токсичным газом, чем стибин и арсин.[2]:132

  — 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

  Коттон Ф., Уилкинсон Дж. «Современная неорганическая химия» (том второй), 1961
  •  

...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]

  Борис Некрасов, «Основы общей химии» (том 1), 1965
  •  

Арсин, стибин и висмутин — более сильные восстановители, чем аммиак.[5]:128

  — Алексей Молодкин, «Химия элементов IA-VIIIA», 2016

Висмутин в научной и научно-популярной прозе[править]

Модель молекулы
  •  

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
  •  

Все элементы V группы образуют газообразные гидриды общей формулы MH₃, который можно получить <...> восстановлением сернокислых растворов мышьяка, сурьмы или висмута электроположительными металлами <проба Марша> или электролитически. 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

  Коттон Ф., Уилкинсон Дж. «Современная неорганическая химия» (том второй), 1961
  •  

...всё же известны некоторые аналогичные нитридам и фосфидам арсениды, антимониды и висмутиды, например Mg3As2, Mg3Sb2 и Mg3Bi2.
Действием на них разбавленных кислот могут быть получены аналогичные аммиаку и фосфину мышьяковистый («арсин»), сурьмянистыйстибин») 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]

  Борис Некрасов, «Основы общей химии» (том 1), 1965
  •  

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

  — Марина Тер-Акопян, ‎Юлия Соколова, «Химия металлов», 2020

Источники[править]

  1. 1 2 Сахарова М. С. О висмутовых сульфосолях Устарасайского месторождения. — М.: Труды минералогического музея, 1955 г., Выпуск 7, стр. 112-126
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Н. А. Галактионова. Водород в металлах. — М.: Государственное научно-техническое издаательство по чёрной и цветной металлургии, 1959 г.
  3. 1 2 Коттон 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.
  4. 1 2 Б. В. Некрасов. Основы общей химии (в двух томах), издание 2-е, стереотипное. Том первый. ― М.: Химия, 1969 г. — стр. 452
  5. 1 2 Молодкин 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.
  6. М. Н. Тер-Акопян, ‎Ю. В. Соколова. Химия металлов. — М.: Инфра-Инженерия, 2022 г.

См. также[править]