Jump to content

Соединения висмута

Порошок оксида висмута(III)

Висмут образует преимущественно трехвалентные и несколько пятивалентных соединений. Многие его химические свойства аналогичны свойствам мышьяка и сурьмы , хотя они гораздо менее токсичны. [ 1 ]

Оксиды и сульфиды

[ редактировать ]

При повышенных температурах испаренный металлический висмут и кислород соединяются в желтый триоксид Bi .
2

3
. [ 2 ] [ 3 ] При температуре выше 710 °C этот (расплавленный) оксид разъедает все известные оксиды и даже платину. [ 4 ] В основных условиях образует два ряда оксианионов : линейный, цепочечный полимерный BiO.
2
; и кубический BiO 3−
3
. В Ли
3
БиО
3
, анион образует октамер Bi
8
О 24−
24
; и На
3
БиО
3
, тетрамер. [ 5 ]

Темно-красный оксид висмута (V), Bi
2

5
, нестабилен, высвобождая O
2
газ при нагреве. [ 6 ] Соединение NaBiO 3 является сильным окислителем. [ 7 ]

Сульфид висмута, Bi
2
С
3
, встречается в природе в висмутовых рудах, [ 8 ] но может быть синтезирован из расплавленного висмута и серы. [ 9 ]

Галогениды

[ редактировать ]

В степени окисления +3 висмут образует соли со всеми галогенами : BiF .
3
, БиСl
3
, БиБр
3
и БI
3
. Все гидролизуются в воде, кроме BiF.
3
. [ 5 ] Хлорид висмута(III) реагирует с хлористым водородом в эфирном растворе с образованием кислоты HBiCl.
4
. [ 10 ]

Степень окисления +5 встречается реже. Одним из таких соединений является мощный окислитель и фторатор BiF.
5
. Это также сильный акцептор фторида, образующий XeF. +
3-
катион из тетрафторида ксенона : [ 10 ]

Биф
5
+ ХеФ
4
ХеФ +
3
биф
6

Галогениды висмута в низкой степени окисления имеют необычную кластерную структуру. То, что первоначально считалось хлоридом висмута (I), BiCl, на самом деле представляет собой решетку Bi. 5+
9
катионов и BiCl 2−
5
и Би
2
кл. 2−
8
анионов. [ 5 ] [ 11 ] Би 5+
Катион 9
имеет искаженную трехглавую тригонально-призматическую молекулярную геометрию и также встречается в Bi.
10
Хф
3
кл
18
, который получают восстановлением смеси хлоридов гафния(IV) и хлоридов висмута элементарным висмутом, имеющим структуру [Bi +
] [С 5+
9
] [HfCl 2−
6
]
3
. [ 5 ] : 50  другие многоатомные катионы висмута , такие как Bi Известны также 2+
8
, найден в Би
8
(AlCl
4
)
2
. [ 11 ]

Существует настоящий монойодид BiI, который содержит цепочки Bi.
4
я
4
единицы. BiI при нагревании разлагается на трииодид BiI .
3
и элементарный висмут. [ 5 ]

Висмут образует как минимум два «монобромида»: один изоструктурен BiCl. [ нужна ссылка ] и один изоструктурен Bi
4
я
4
. [ 5 ]

Водные соединения и катион висмутила

[ редактировать ]

В водном растворе Bi 3+
ион сольватируется с образованием акваиона Bi(H
) 3+
8
в сильнокислых условиях. [ 12 ] При pH > 0 существуют полиядерные частицы, наиболее важным из которых считается октаэдрический комплекс [ Bi
6
Ох
4
(ОН)
4
] 6+
. [ 13 ]

Структура оксихлорида висмута (BiOCl) (минерал бисмоклит ). Атомы висмута показаны серым цветом, кислорода красным, хлора зеленым.

Оксихлорид висмута (BiOCl) и оксинитрат висмута (BiONO 3 ) стехиометрически представляют собой простые анионные соли катиона висмутила(III) (BiO + ), что обычно встречается в водных соединениях висмута. Однако в случае BiOCl кристалл соли образует чередующиеся пластины из атомов Bi, O и Cl. Каждый кислород координируется с четырьмя атомами висмута в соседней плоскости. [ 14 ]

Висмутин и висмутиды

[ редактировать ]

В отличие от более легких пниктогенов азота, фосфора и мышьяка, но подобно сурьме , висмут не образует стабильного гидрида . Гидрид висмута, висмутин ( BiH
3
), представляет собой эндотермическое соединение, самопроизвольно разлагающееся при комнатной температуре. Он стабилен только при температуре ниже −60 ° C. [ 5 ] Висмутиды – это интерметаллические соединения висмута с другими металлами. [ 15 ]

В 2014 году исследователи обнаружили, что висмутид натрия допускает объемные трехмерные фермионы Дирака . Топологический полуметалл Дирака представляет собой трехмерный аналог графена с аналогичной подвижностью и скоростью электронов . В то время как висмутид натрия ( Na
3
Bi
) слишком нестабилен, чтобы его можно было использовать в устройствах без упаковки, он может обеспечить явные преимущества в эффективности и производстве по сравнению с плоским графеном в полупроводниковых приложениях и спинтронике . [ 16 ] [ 17 ]

Приложения

[ редактировать ]
Ванадат висмута, желтый пигмент.
  • Субнитрат висмута переливающийся компонент глазурей и красочных пигментов.
  • Оксихлорид висмута является пигментом и косметическим средством. [ 14 ]
  • Ванадат висмута — непрозрачный желтый пигмент, используемый некоторыми художниками, производящими масляные, акриловые и акварельные краски, в первую очередь в качестве замены более токсичных желтых сульфидов кадмия в диапазоне от зеленовато-желтого (лимонного) до оранжево-желтого. Он практически идентичен кадмиевым пигментам по стойкости к ультрафиолетовому излучению, непрозрачности, красящей способности и инертности при смешивании с другими пигментами. Наиболее часто используемый художниками красок сорт — лимонного цвета.
Ванадат также заменяет старые пигменты хромата цинка, свинца и стронция по той же причине. зеленоватого оттенка Благодаря зеленому пигменту и сульфату бария (для повышения прозрачности) он также может заменить хромат бария . В отличие от хроматов свинца , он не чернеет от сероводорода атмосферы и обладает особенно яркой окраской. Разница особенно заметна с лимоном, который содержит более концентрированную смесь сульфата свинца .
Краски ванадат также используются в ограниченных количествах из-за их стоимости на транспортных средствах. [ 18 ] [ 19 ]

Электрика и электроника

[ редактировать ]

Химический катализ

[ редактировать ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Левасон, В.; Рид, Г. (2003). «Координационная химия s, p и f металлов». Комплексная координационная химия II . Амстердам: Эльзевир Пергамон. дои : 10.1016/B0-08-043748-6/02023-5 . ISBN  0-08-043748-6 .
  2. ^ Виберг , с. 768.
  3. ^ Гринвуд , с. 553.
  4. ^ Крюгер , с. 185
  5. ^ Jump up to: а б с д и ж г Годфри, С.М.; Маколифф, Калифорния; Маки, AG; Причард, Р.Г. (1998). Николас К. Норман (ред.). Химия мышьяка, сурьмы и висмута . Спрингер. стр. 67–84. ISBN  978-0-7514-0389-3 .
  6. ^ Скотт, Томас; Иглсон, Мэри (1994). Краткая энциклопедия по химии . Вальтер де Грюйтер. п. 136 . ISBN  978-3-11-011451-5 .
  7. ^ Гринвуд , с. 578.
  8. ^ Введение в изучение химии . Забытые книги. п. 363. ИСБН  978-1-4400-5235-4 .
  9. ^ Гринвуд , стр. 559–561.
  10. ^ Jump up to: а б Сузуки , с. 8.
  11. ^ Jump up to: а б Гиллеспи, Р.Дж.; Пассмор, Дж. (1975). Эмелеус, HJ; Sharp AG (ред.). Достижения неорганической химии и радиохимии . Академическая пресса. стр. 77–78 . ISBN  978-0-12-023617-6 .
  12. ^ Перссон, Ингмар (2010). «Гидратные ионы металлов в водном растворе: насколько регулярна их структура?» . Чистая и прикладная химия . 82 (10): 1901–1917. doi : 10.1351/PAC-CON-09-10-22 .
  13. ^ Нэслунд, Ян; Перссон, Ингмар; Сандстрем, Магнус (2000). «Сольватация иона висмута (III) водой, диметилсульфоксидом, N,N'-диметилпропиленмочевиной и N,N-диметилтиоформамидом. EXAFS, крупноугловое рентгеновское рассеяние и кристаллографическое структурное исследование». Неорганическая химия . 39 (18): 4012–4021. дои : 10.1021/ic000022m . ПМИД   11198855 .
  14. ^ Jump up to: а б с д Крюгер , с. 184.
  15. ^ «висмутид» . Ваш словарь . Проверено 7 апреля 2020 г.
  16. ^ «Обнаружен 3D-аналог графена [ОБНОВЛЕНИЕ]» . КурцвейлАИ. 20 января 2014 года . Проверено 28 января 2014 г.
  17. ^ Лю, ЗК; Чжоу, Б.; Чжан, Ю.; Ван, ZJ; Венг, HM; Прабхакаран, Д.; Мо, Словакия; Шен, ZX; Фанг, З.; Дай, X.; Хусейн, З.; Чен, ЮЛ (2014). «Открытие трехмерного топологического полуметалла Дирака Na 3 Bi». Наука . 343 (6173): 864–7. arXiv : 1310.0391 . Бибкод : 2014Sci...343..864L . дои : 10.1126/science.1245085 . ПМИД   24436183 . S2CID   206552029 .
  18. ^ Такс, Андреас; Бек, Хорст П. (2007). «Фотохромный эффект пигментов ванадата висмута: исследования фотохромного механизма». Красители и пигменты . 72 (2): 163. doi : 10.1016/j.dyepig.2005.08.027 .
  19. ^ Мюллер, Альбрехт (2003). «Желтые пигменты» . Окраска пластмасс: Основы, красители, препараты . Хансер Верлаг. стр. 91–93. ISBN  978-1-56990-352-0 .
  20. ^ Крото, Джерри; Диллс, Рассел; Бодро, Марк; Дэвис, Мак (2010). «Коэффициенты выбросов и воздействие наземной пиротехники». Атмосферная среда . 44 (27): 3295. Бибкод : 2010AtmEn..44.3295C . дои : 10.1016/j.atmosenv.2010.05.048 .
  21. ^ Ледгард, Джаред (2006). Подготовительное пособие по черному пороху и пиротехнике . Лулу. стр. 207, 319, 370, 518, поиск. ISBN  978-1-4116-8574-1 .
  22. ^ «БСККО» . Национальная лаборатория сильных магнитных полей. Архивировано из оригинала 12 апреля 2013 года . Проверено 18 января 2010 г.
  23. ^ Тритт, Терри М. (2000). Современные тенденции в исследованиях термоэлектрических материалов . Академическая пресса. п. 12. ISBN  978-0-12-752178-7 .
  24. ^ Хаммонд, ЧР (2004). Элементы в Справочнике по химии и физике (81-е изд.). Бока-Ратон (Флорида, США): CRC press. п. 4–5 . ISBN  978-0-8493-0485-9 .
  25. ^ ДиМельо, Джон Л.; Розенталь, Джоэл (2013). «Селективное преобразование CO 2 в CO с высокой эффективностью с использованием электрокатализатора на основе висмута» . Журнал Американского химического общества . 135 (24): 8798–8801. дои : 10.1021/ja4033549 . ПМЦ   3725765 . ПМИД   23735115 .
  26. ^ Планас, Ориол; Ван, Фэн; Лойч, Маркус; Корнелла, Хосеп (2020). «Фторирование арилбороновых эфиров с помощью окислительно-восстановительного катализа висмута» . Наука . 367 (6475): 313–317. Бибкод : 2020Sci...367..313P . дои : 10.1126/science.aaz2258 . hdl : 21.11116/0000-0005-DB57-3 . ПМИД   31949081 . S2CID   210698047 .
  27. ^ Мортье, Рой М.; Фокс, Малкольм Ф.; Оршулик, Стефан Т. (2010). Химия и технология смазочных материалов . Спрингер. п. 430. Бибкод : 2010ctl..book.....M . ISBN  978-1-4020-8661-8 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: f360310bbb72c717e05b8d6e2bc8e542__1714972380
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/f3/42/f360310bbb72c717e05b8d6e2bc8e542.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Bismuth compounds - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)