బిస్మత్

Bismuth,  83Bi
సాధారణ ధర్మములు
ఉచ్ఛారణ/ˈbɪzməθ/ ​(BIZ-məth)
కనిపించే తీరుlustrous silver
ప్రామాణిక అణు భారం (Ar, standard)208.98040(1)[1]
ఆవర్తన పట్టికలో Bismuth
Sb
↑
Bi
↓
Uup
lead ← bismuth → polonium
పరమాణు సంఖ్య (Z)83
గ్రూపుగ్రూపు 15 (pnictogens)
పీరియడ్పీరియడ్ 6
బ్లాకుp-బ్లాకు
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3
ప్రతీ కక్ష్యలో ఎలక్ట్రానులు
2, 8, 18, 32, 18, 5
భౌతిక ధర్మములు
STP వద్ద స్థితిsolid
ద్రవీభవన స్థానం544.7 K ​(271.5 °C, ​520.7 °F)
మరుగు స్థానం1837 K ​(1564 °C, ​2847 °F)
సాంద్రత (గ.ఉ వద్ద)9.78 g/cm3
(ద్ర.స్థా వద్ద) ద్రవస్థితిలో ఉన్నప్పుడు10.05 g/cm3
ద్రవీభవన ఉష్ణం
(హీట్ ఆఫ్ ఫ్యూజన్)		11.30 kJ/mol
భాష్పీభవన ఉష్ణం
(హీట్ ఆఫ్ వేపొరైజేషన్)		179 kJ/mol
మోలార్ హీట్ కెపాసిటీ25.52 J/(mol·K)
భాష్ప పీడనం
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 941 1041 1165 1325 1538 1835
పరమాణు ధర్మములు
ఆక్సీకరణ స్థితులు5, 4, 3, 2, 1 ​(a mildly acidic oxide)
ఋణవిద్యుదాత్మకతPauling scale: 2.02
అయనీకరణ శక్తులు
  • 1st: 703 kJ/mol
  • 2nd: 1610 kJ/mol
  • 3rd: 2466 kJ/mol
  • (more)
పరమాణు వ్యాసార్థంempirical: 156 pm
సమయోజనీయ వ్యాసార్థం148±4 pm
వాండర్‌వాల్ వ్యాసార్థం207 pm
వర్ణపట రేఖలు
ఇతరములు
స్ఫటిక నిర్మాణం ​రాంబోహైడ్రల్[2]
Speed of sound thin rod1790 m/s (at 20 °C)
ఉష్ణ వ్యాకోచం13.4 µm/(m·K) (at 25 °C)
ఉష్ణ వాహకత7.97 W/(m·K)
విద్యుత్ విశిష్ట నిరోధం1.29 µΩ·m (at 20 °C)
అయస్కాంత క్రమంdiamagnetic
యంగ్ గుణకం32 GPa
షేర్ గుణకం12 GPa
బల్క్ గుణకం31 GPa
పాయిసన్ నిష్పత్తి0.33
మోహ్స్ కఠినత్వం2.25
బ్రినెల్ కఠినత్వం94.2 MPa
CAS సంఖ్య7440-69-9
చరిత్ర
ఆవిష్కరణClaude François Geoffroy (1753)
bismuth ముఖ్య ఐసోటోపులు
ఐసో­టోప్ లభ్యత అర్థ­జీవిత­కాలం (t1/2) విఘ­టనం లబ్దం
207Bi syn 31.55 y β+ 2.399 207Pb
208Bi syn 3.68×105 y β+ 2.880 208Pb
209Bi 100% 1.9×1019 y α 3.137 205Tl
210Bi trace 5.012 d β− 1.426 210Po
α 5.982 206Tl
210mBi syn 3.04×106 y IT 0.271 210Bi
α 6.253 206Tl

మౌలిక సమాచారం

బిస్మత్ ఒక రసాయనిక మూలకం. బిస్మత్ మూలకాల ఆవర్తన పట్టికలో 15 సమూహము, p- బ్లాకు, 6వ అవధి/పీరియడ్‌నకు చెందిన లోహం.మూలకం యొక్క సంకేత అక్షరంBi. బిస్మత్ ఒక పెంటవాలెంట్ పోస్ట్ ట్రాన్సిసన్ లోహం. బిస్మత్ రసాయనికంగా ఆర్సెనిక్ మరియుఆంటిమొని మూలకాలను పోలివున్నది. బిస్మత్ మూలకరూపంలో ప్రకృతిలో లభించినప్పటికీ, ఎక్కువగా సల్పైడ్ మరియు ఆక్సైడ్ ముడిఖనిజ రూపంలో లభిస్తుంది.

చరిత్ర

బిస్మత్ అనాదిగా మానవునికి పరిచయముండుట వలన దీనిని మొదట ఎవరు లోహంగా గుర్తించినది చెప్పటం కష్టం. క్రీ.శ .1546 లో "De Natura Fossilium" అనే గ్రంథంలో ఈ లోహం సీసం, తగరం కన్న భిన్నమైన లోహంగా అగ్రికోలా పేర్కొన్నాడు. 1738 లో జోహన్ హేన్రిచ్ పాట్ (Johann Heinrich Pott ), కార్ల్ విల్హెం స్కిలే (Carl Wilhelm Scheele, టి.ఒ.బెర్గమాన్ (Torbern Olof Bergman) తదితరులుసీసము, తగరం కన్న బిస్మత్తు భిన్నమైన లోహమని గుర్తించారు.1753 లో క్లాడ్ ఫ్రాన్కిస్ జియోఫ్రాయ్ (Claude Françంis Geoffroy ) బిస్మత్ లోహం, సీసం, తగరం లకన్నా భిన్నమైనదని ప్రత్యక్షంగా ప్రదర్శించి చూపాడు[3]. కత్తులను తయారు చేయుటలో కంచుమిశ్రమ దాతువుతో కలిపి ఉపయోగిస్తారు.

వనరులు –ఉత్పత్తి

భూమిలో బిస్మత్ బంగారానికి రెండింతలు పరిమాణంలో లభిస్తుంది. బిస్మత్ యొక్క ముఖ్యమైన ఖనిజాలు బిస్మథైనైట్ (bismuthinite ) మరియు బిస్మైట్ (bismite) లు. దేశియ వనరులు ఆస్ట్రేలియా , బొలీవియా, మరియు చైనా దేశాలు. సంయుక్త రాష్ట్రాల జియోలోజికల్ సర్వే ప్రకారం 2010 లో ప్రంపంచ వ్యాప్తంగా 8,900 టన్నులు ఉత్పత్తి జరిగినది . అందులో సింహభాగం చైనా (6,500 టన్నులు , పెరు (1,100 టన్నులు ) మరియు మెక్సికో (850 టన్నులు ) దేశాలది. సీసం, రాగి, తగరం, మోల్బిడెనం, మరియుటంగ్‌స్టన్ లోహాల ఉత్పత్తిలో బిస్మత్ ఉప ఉత్పత్తి (by product ) గా లభిస్తుంది.

భౌతిక గుణాలు

బిస్మత్ పెలుసైన లోహం. రంగు వెండిలా తెల్లగా ఉండును. ఉత్పత్తి అయిన వెంటనే వెండిలా తెల్లని రంగు కలిగి ఉన్నప్పటికీ, లోహం ఉపరితలం ఆక్సిజన్ తో ఆక్సీకరణ ఫలితంగా కొద్దిగా పింకు రంగుగా కనిపించును. బిస్మత్ ఒక డైయమగ్నేటిక్ మూలకం.అనగా దీనిపై ప్రయోగించిన అయస్కాంత క్షేత్రానికి 180° కోణంలో అయస్కాంత గుణము ప్రదర్శించును. ఇది పాదరసం మినహాయించి మిగతా అన్ని లోహాలకన్న తక్కువ ఉష్ణవాహక విలువ కలిగిన లోహం[4].మూలకం యొక్క పరమాణు సంఖ్య 83. పరమాణు భారం :208.98040.

బిస్మత్ మూలకానికి కూడా నీటికున్న ఒక ప్రత్యేక లక్షణం కలిగి ఉంది. నీరు ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతున్నప్పుడు 4 °C వరకు సంకోచిస్తుంది, అంతకన్న తగ్గేకొలది వ్యాకోచించును. బిస్మత్ కూడా తన గ్రూప్/సమూహంలోని సిలికాన్, gallium, ఆంటిమొని మరియు జెర్మెనియం లకు భిన్నంగా, ఇది మాత్రం ఘనీభవించు ఉష్ణోగ్రత వద్ద వ్యాకోచించును[5] బిస్మత్‌ను ఆక్సిజన్‌తో మండించిన బిస్మత్ నీలిమంటతో మండగా, దీని ఆక్సైడ్‌ పూత పసుపురంగు పొగలను వెలువరించును. దీని విష ప్రభావాన్నిఆవర్తన పట్టికలో పొరుగు ములకాలైన సీసం, అంటిమోని మరియు పొలోనియం లతో పోల్చిన, వాటికన్న బాగా తక్కువ. బిస్మత్ యొక్క విద్యత్‌ప్రవాహ నిరోధతత్త్వం చాలా అధికం. దీనిని పలుచని పొరలుగా ఆధారం మీద వుంచిన సెమి కండక్టరుగా పనిచేయును.

బిస్మత్ మూలకం భౌతిక ధర్మాల పట్టిక [5]

భౌతిక ధర్మంవిలువ
రంగువెండిలా తెలుపు
భౌతికస్థితిఘనస్థితి
పరమాణుభారం208.9804
ద్రవీభవన స్థానం271.4 °C, 544.5 K
మరుగు స్థానం1564 °C, 1837 K
ఎలక్ట్రాన్‌లసంఖ్య83
ప్రోటాన్‌ల సంఖ్య83
సాంద్రత @ 20 °C9.807 గ్రాం/సెం.మీ3

రసాయనిక చర్యలు

సాధారణగది ఉష్ణోగ్రత వద్ద పొడి లేదా తడిగాలితో బిస్మత్ ఎటువంటి రసాయనిక చర్యకు లోను కాదు. ఎరుపెక్కునట్లు వేడిచేసిన నీటితో రసాయనచర్యలో పాల్గొని బిస్మత్ (iii ) ఆక్సైడ్‌ను ఏర్పరచును.

2Bi + 3H2O → Bi2O3 + 3H2

బిస్మత్ ప్లోరైడ్‌తో తక్కువ మరియు ఎక్కువ (500 °C) ఉష్ణోగ్రత వద్ద చర్య జరుపును.500 °C వద్ద చర్య వలన బిస్మత్ (V ) ప్లోరైడ్, తక్కువ ఉష్ణోగ్రతవద్ద చర్యవలన బిస్మత్ (iii) ప్లోరైడ్ ఏర్పడును.100°Cపైన బిస్మథ్ ఫ్లోరైడ్ (BiF3) కు అదనంగా ఒక ఫ్ళోరైడ్ అణువు చేర్చబడిBiF5) ఏర్పడును. హలోజనులతో చర్య జరుపుట వలన బిస్మత్ (iii) హెలాయిడులు ఏర్పడును. ట్రై హెలాయిడులు లోహాలను క్షయింపచేయు లక్షణం (corrosive) కలవి, తేమతో త్వరితంగా చర్యలో పాల్గొని ఆక్సి హెలాయిడులను ఏర్పరచును[6].వీటి సంకేతం: BiOX

2Bi + 3X2 → 2BiX3 (X = F, Cl, Br, I)

బిస్మత్ గాఢ సల్పురిక్ ఆమ్లంలో కరిగి బిస్మత్ (iii) సల్పేట్ మరియు సల్పర్ డైఆక్సైడ్‌లను ఏర్పరచును.

6H2SO4 + 2Bi → 6H2O + Bi2 (SO4) 3 + 3SO2

నత్రికామ్లంతో రసాయనిక చర్య వలన బిస్మత్ (iii) నైట్రేట్ ఏర్పరచును.

Bi + 6HNO3 → 3H2O + 3NO2 + Bi (NO3) 3

ఆక్సిజన్ సమక్షములో హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లంలో కరిగి చర్య జరుపుట వలన బిస్మత్ క్లోరైట్ ఏర్పరచును[6].

4Bi + 3O2 + 12HCl → 4BiCl3 + 6H2O

క్షారమృత్తిక లోహ సంయోగపదార్థసమూహాలను (complexes) ఏర్పరచుటకు బిస్మత్‌ నులోహ పరివర్తన కారకం ( transmetalating) గా ఉపయోగించడం జరుగుతుంది.

3Ba + 2BiPh3 → 3BaPh2 + 2Bi

బిస్మత్ రసాయనిక సమ్మేళనాలు

బిస్మత్ ట్రై వాలెంట్ మరియు పెంటా వాలెంట్ సమ్మేళనాలను ఏర్పరచును.ముఖ్యంగా ట్రై వాలెంట్ సమ్మేళన పదార్థాలను ఏర్పరచడం ఎక్కువ. బిస్మత్ యొక్క చాలా రసాయనిక లక్షణాలు ఆర్సెనిక్ మరియు అంటిమోని లను పోలి ఉండును.

ఆక్సైడులు ,సల్పైడులు

  • ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద బిస్మత్ లోహపు ఆవిరులు వేగంగా చురుకుగా అక్సిజనుతో సమ్మేళనం చెందటం వలన పసుపువర్ణపు బిస్మత్ ట్రైఆక్సైడ్ ఏర్పడును (Bi2O3). ఈ ఆక్సైడ్ 710 °C వద్ద ద్రవస్థితిలో ఉండగా ఎటువంటి లోహఆక్సైడ్‌నైన హరించి వేయును (Corrosive, ప్లాటినంఆక్సైడ్‌ను కూడా క్షయింపజేయును.
  • క్షారాలతో చర్య వలన ఆక్సి ఆనయానులను విడుదల చేయును. BiO2 అనేది బహుజాతీయము (polymeric}, ఇది నిడువైన గొలుసాకృతి BiO3−3ను సృష్టించును. Li3BiO3 అనేది ఘనాకృతి ఆక్టామెరిక్ /అష్టరూప ఆనయాను. Na3BiO3 etrameric. ముదురు/చిక్కని ఎరుపు బిస్మత్ (v) ఆక్సైడ్ (BiO5, అస్థిరమైనది, వేడి చేసినచో ఆక్సిజన్‌ను విడుదల చేయును .
  • NaBiO3 సమ్మేళనం ఒకఆమ్లజనీకరణ పదార్థము (oxidising agent). బిస్మత్ సల్పైడ్ Bi2S3స్వాభావికంగా బిస్మత్ ముడిఖనిజంతో పాటు లభిస్తుంది.ద్రవబిస్మత్ మరియు సల్ఫరుల మిళనం వలన బిస్మత్ సల్పైడ్‌ను ఉత్పత్తి చేయవచ్చును.

బిస్మథైన్ మరియు బిస్మథైడ్

బిస్మత్ యొక్క హైడ్రైడ్‌లు స్థిరమైనవి కావు. బిస్మత్‌ హైడ్రైడ్, బిస్మథైన్ (bismuthine (BiH3) ఏర్పడునప్పుడు జరుగు రసాయనికచర్య ఉష్ణగ్రాహక (endothermic) ప్రతి చర్య.అనగా చర్యాకాలంలో ఉష్ణం గ్రహింపబడుతుంది, ఇలా ఏర్పడిన సమ్మేళనం గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉభయవియోగం చెందుతుంది. ఇది - (minus )60౦C వద్ద మాత్రమే స్థిరంగా ఉండును. బిస్మథైడ్ (bismuthide) లు బిస్మత్ మరియు ఇతర లోహాల అంతర్లోహ (intermetallic) సమ్మేళనాలు.

ఐసోటోపులు(isotopes)

మొదట Bi -209 ని భారమైన స్థిరమైన ఐసోటోపుగా తలంచారు.కాని 2003 లో పూర్తిగా స్థిరమైనది కాదని ఇది అల్పా కిరణాలను వెలువరించడం వలన గుర్తించారు.Bi-209 ఆల్పా కిరణాల క్షయికరణ అర్ధజీవితకాలము 1.9X1019సంవత్సారాలని తేలినది.ఈ సమయం విశ్వంవయస్సు కన్న బిలియనురెట్లు ఎక్కువ[7].

బిస్మత్-209 అతి ఎక్కువ అర్ధజీవితకాలం కలిగిన స్థిరమైన భారలోహం, మరియు రేడియో ధార్మికతరహితం అగుట మూలాన, దీనిని వైద్య మరియు పారిశ్రామిక రంగంలో బిస్మత్-209 ను విస్తృతంగా వాడెదరు.

బిస్మత్ మూలకం యొక్క ఐసోటోపుల అర్ధజీవిత కాలపట్టిక[8]

ఐసోటోపులుఅర్ధజీవితకాలంఐసోటోపులుఅర్ధజీవితకాలం
Bi-2021.7గంటలుBi-2105.0రోజులు
Bi-20411.2గంటలుBi-21m3000000 ఏండ్లు
Bi-20515.3రోజులుBi-2112.1నిమిషాలు
Bi-2066.24రోజులుBi-2121.0గంట
Bi-20732.0ఏండ్లుBi-21345.6నిమిషాలు
Bi-208368000ఏండ్లుBi-21419.9 నిమిషాలు
Bi-209స్థిరంBi-2157.0నిమిషాలు

రేడియాన్ని లీనియరు పార్టికిల్ అక్సిలేటరు నుండి వెలువడిన bremsstrahlung ప్రోటానులతో బలంగా ఢీకొట్టింఛడం/తాటించడం వలన bismuth-213ను సృష్టించవచ్చును.దీని అర్ధజీవితకాలం 45 నిమిషాలు.అల్ఫాకణాలు మెటీరియలు నుండి వెలువడగానే నశించును. దీనిని ల్యూకేమియ (leukemia) చికిత్సలోవాడెదరు.అంతేకాదు కాన్సరు చికిత్సలోTAT (targeted alpha therapy ) పొగ్రామ్లో వాడిచూసారు[9][10]

ఉపయోగాలు

బిస్మత్ సమ్మేళనాలను ఎక్కువగా సౌందర్య సాధనాలలో, రంగులలో, మరియు స్వల్ప ప్రమాణంలో ఔషదాల తయారీ పరిశ్రమలలో వినియోగించుచున్నారు. ముఖ్యంగా పెప్టో –బిస్మోల్‌ను అతిసారం నిరోదినిగా వాడెదరు. బిస్మత్ తక్కువ విషకారక గుణం కల్గి ఉన్నందున, ముద్రణ అచ్చులను చేయుటకు (casting of printing type ) సీసం బదులుగా బిస్మత్తును ఉపయోగించం పెరిగింది. బిస్మత్తు ఉత్పత్తిలో మూడులో ఒకటవ వంతును ఈ అచ్చుల తయారీలో ఉపయోగిస్తున్నారు .

ఇవికూడా చూడండి

మూలాలు

  1. Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  2. Cucka, P.; Barrett, C. S. (1962). "The crystal structure of Bi and of solid solutions of Pb, Sn, Sb and Te in Bi". Acta Crystallographica. 15 (9): 865. doi:10.1107/S0365110X62002297.
  3. "The Element Bismuth". education.jlab.org. http://education.jlab.org/itselemental/ele083.html. Retrieved 2015-03-26.
  4. "Chemical properties of bismuth". lenntech.com. http://www.lenntech.com/periodic/elements/bi.htm. Retrieved 2015-03-26.
  5. "Bismuth Element Facts". chemicool.com. http://www.chemicool.com/elements/bismuth.html. Retrieved 2015-03-26.
  6. "Organobismuth Chemistry". books.google.co.in. http://books.google.co.in/books?id=qODswAbaBmsC&pg=PA8&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false. Retrieved 2015-03-27.
  7. "SAO/NASA ADS Physics Abstract Service". adsabs.harvard.edu. http://adsabs.harvard.edu/abs/2003Natur.422..876D. Retrieved 2015-03-27.
  8. "Periodic Table Bismuth". chemicalelements.com. http://www.chemicalelements.com/elements/bi.html. Retrieved 2015-03-26.
  9. Imam, S (2001). "Advancements in cancer therapy with alpha-emitters: a review". International Journal of Radiation Oncology Biology Physics. 51: 271. doi:10.1016/S0360-3016(01)01585-1.
  10. Acton, Ashton (2011). Issues in Cancer Epidemiology and Research. p. 520. ISBN 978-1-4649-6352-0.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.