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Bismut

Chemie und Physik des chemischen Elements Bismut.



Bismut

Bismut - chemisches Zeichen Bi, früher auch als Wismut oder Bismuth bezeichnet; Ordnungszahl 83 - ist ein rötlichweiß glänzendes, sprödes, in rhomboedrischem Gitter kristallisierendes, unter Volumenkontraktion schmelzendes und unter Bi2-Bildung siedendes chemisches Element der Stickstoffgruppe und zählt zu den Schwermetallen.

 

Übersicht: Allgemeine Daten zum Bismut

Bezeichnung:Bismut Symbol:Bi Ordnungszahl:83 Atommasse:208,98040(1) u Periodensystem-Stellung:15. Gruppe, 5. Hauptgruppe, 6. Periode Gruppen-Zugehörigkeit:Stickstoff-Gruppe Entdeckung:18. Jahrhundert Bedeutung des Namens: Historische Bezeichnungen:Bismuth, Wismut Englischer Name:Bismut CAS-Nummer:7440-69-9 InChI-Key:-

 

Das Bismut-Atom

Das Bi-Atom - und damit das chemische Element Bismut - besitzt 55 positiv geladene Protonen im Atomkern. Für den elektrischen Ausgleich im ungeladenen Bismut-Atom sorgt die gleiche Anzahl an Elektronen.

Für Unterschiede bei den Atomkernen sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Bismut-Isotope zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

Die irdischen Bismut-Vorkommen bestehen nur einem Bismut-Nuklid; es besitzt die Massenzahl 209. Die relative Atommasse des Bismuts wird mit 208,98040(1) u angegeben.

 

Elektronenkonfiguration

SymbolOZKurzform1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d6f
Bi83[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3 2262610261014261023

 

Ionisierungsenergien

Liste der Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Bismut-Atom zu trennen.

1. IE: 7,2855 eV2. IE: 16,703 eV3. IE: 25,56 eV4. IE: 45,3 eV5. IE: 56,0 eV6. IE: 88,3 eV

 

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Bismut-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

KLILIILIII
1s2s2p1/22p3/2
90524163881571113419

 

MIMIIMIIIMIVMV
3s3p1/23p3/23d3/23d5/2
39993696317726882580

 

NINIINIIINIVNVNVINVII
4s4p1/24p3/24d3/24d5/24f5/24f7/2
939805,2678,8464440,1162,3157

 

OIOIIOIIIOIVOV
5s5p1/25p3/25d3/25d5/2
159,311992,626,923,8

 

Weitere Daten

Atomradius:143 pm (berechnet)
160 pm (empirisch, nach Slater)
Kovalente Radien:148(4) pm (nach Cordero et al.)
151 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
141 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
135 pm (in Dreifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
Van-der-Waals-Radius:200 pm Molvolumen:21,31 cm3 mol-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ωK: 0,964; ωL1: 0,132; ωL2: 0,411; ωL3: 0,353 Coster-Kronig-Übergänge:F12: 0,063; F13: 0,62; F23: 0,117

 

Spektrallinien des Bismuts

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Cäsiums mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Bismut-Spektrallinien

 

 

Chemie des Bismuts

Wismut bildet dreiwertige und fünfwertige Verbindungen, wobei die dreiwertigen Varianten häufiger sind. Viele seiner chemischen Eigenschaften ähneln denen von Arsen und Antimon, obwohl sie weniger toxisch sind.

 

Chemische Daten

Elektronegativität:2,02 nach Pauling
1,67 nach Allred-Rochow
2,01 nach Allen
2,06 nach Sanderson
Elektronaffinität:0,942 362(13) eV bzw. 90,924(2) kJ mol-1Oxidationsstufen:+3 [+1, +5, (-3)]

 

Standardpotentiale

E0 (V)NoxName Ox.Ox.e-Red.Name Red.Nox
-0,80BismutBi (s) + 3 H++ 3 e-BiH3Bismutan- III
0,308+ IIIBismut(III)-KationBi3++ 3 e-Bi (s)Bismut0

 

Material- und physikalische Eigenschaften des Bismuts

Die nachfolgende Tabelle führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen Bismuts auf.

Schmelzpunkt:271,5 °C Schmelzenthalpie (molar):11,30 kJ mol-1 Schmelzenthalpie (spezifisch):55 kJ kg-1 Siedepunkt:1564 °C Verdampfungsenthalpie:179,1 kJ mol-1 Wärmekapazität:25,52 J mol-1 K-1 (molar)
0,122 J g-1 K-1 (spezifisch)
Debye-Temperatur:120 K Thermische Leitfähigkeit:7,97 W m-1 K-1 Wärmeausdehnung:13,4 μm m-1 K-1 Elektrischer Widerstand:1,29 μΩ m bei 20 °C Dichte:9,78 g cm-3 Elastizitätsmodul:34 GPa (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):31,5 GPa 300 K Kompressibilität (isotherm):0,0317 GPa-1 300 K Poisson-Zahl:0,33 (Querdehnzahl, dimensionslos) Kristallstruktur:rhomboedrisch Gitterkonstanten:a=453,7 pm, c=1183,8 pm; Z=6 Raumgruppe:R3m Härte:nach Mohs: 2,5
nach Brinell: 0,0942 GPa
nach Brinell (neu): 0,07 GPa
Magnetismus:diamagnetisch Magnetische Suszeptibilität:- 1,7 × 10-4 Schallgeschwindigkeit:1790 m s-1 bei 20 °C

 



Inhalt, Gliederung

Liste mit online verfügbaren Informationsquellen zur Chemie und Physik des Bismuts und der Bismutverbindungen. Weitere Informationen zum Thema in englischer Sprache finden Sie unter dem Stichwort bismuth chemistry.


Gruppenelemente - Informationen
Verbindungsklassen
Einzelne Verbindungen
Analyse und Bestimmung
Geochemie und Biogeochemie
Newsarchiv



Gruppenelemente - Informationen


Elemente der V. Hauptgruppe (Pnicogene, Pentele)
Vorlesungsskript: Anorganische Strukturchemie. Universität Freiburg

Pentele: Gruppe 15
Vorlesungsunterlagen: Chemie der Elemente. Universität Marburg - Format: PDF

Stickstoffgruppe
Vorlesungsskript. FH Münster - Format: PDF

Stickstoffgruppe
Tabellarische Übersicht. Universität Kiel

Stickstoffgruppe (Pentele)
Daten, Eigenschaften im Überblick. Rutherford - Lexikon der Elemente



Verbindungsklassen


Heterodinukleare Bismut-Organyle
Heterodinukleare Molybdän/Bismut-Organyle von Bananenbindungen zu Oberflächenmodellen. HU Berlin, 2007



Einzelne Verbindungen


Bismut und Bismutverbindungen
Chemikalien-Datenbank: physikalische und chemische Eigenschaften, Sicherheitsdatenblätter, kommerziell verfügbaren Stoffen und Verbindungen; verschiedene Suchkriterien einschließlich Struktursuche

Bismut-Organyle
Heterodinukleare Molybdän/Bismut-Organyle - von Bananenbindungen zu Oberflächenmodellen. Dissertation Chemie, 2007. HU Berlin

Bismutsilanolate
Synthese und Charakterisierung neuartiger Bismutsilanolate, Bismut-oxo-cluster und Bismutkoordinationspolymere. Dissertation, 2009. TU Chemnitz

Bismuttrifluoracetat
Chemie und Koordinationschemie von Bismuttrifluoracetat und verwandten Verbindungen. Dissertation Chemie, 2000. TU Kaiserslautern

Chalkogenpolykation-Halogenidobismutate
Salzartige Verbindungen mit hoher struktureller Komplexität. Dissertation Chemie, 2010. Universität Bonn



Analyse und Bestimmung


Bismut Bestimmung
Komplexometrische Titration von Bismut mit EDTA gegen Xylenolorange - Format: PDF

H2S-Gruppe
Der virtuelle Trennungsgang: Schwefelwasserstoffgruppe. Universität Freiburg



Geochemie und Biogeochemie


Bismuterze
Bismut Mineralien. Mineralienatlas



Newsarchiv


Bismutmethylierung im Organismus
Wie Gifte im Körper entstehen ...

 


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 12.01.2019.



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