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Bi 83

Bismuth (Bi)

post-transition-metal
周期: 6 族: 15 ブロック: p

Solid

標準原子量

208.9804 u

電子配置

[Xe] 6s2 4f14 5d10 6p3

融点

271.4 °C

沸点

1563.85 °C

密度

9807 kg/m³

酸化数

−3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

電気陰性度(Pauling)

2.02

第1イオン化エネルギー

7.285516 eV

発見年

1753

原子半径

160 pm

詳細

名称の由来 German: bisemutum, (white mass), Now spelled wismut.
発見者 Known to the ancients.

Bismuth is a heavy post-transition metal and the heaviest element with a primordial isotope that is effectively stable on human timescales. Natural bismuth is almost entirely ²⁰⁹Bi, now known to be very weakly radioactive by alpha decay. It has unusually low toxicity for a heavy metal, low thermal conductivity, a low melting point, and a strong tendency to form +3 compounds. These traits make it useful where lead, cadmium, or mercury are undesirable.

It is a white, crystalline, brittle metal with a pinkish tinge. It occurs in a native state. Bismuth is the most diamagnetic of all metals, and the thermal conductivity is lower than any metal, except mercury. It has a high electrical resistance, and has the highest Hall effect of any metal (i.e., greatest increase in electrical resistance when placed in a magnetic field).

The name derives from the German weisse masse for "white mass" from the colour of its oxides. The ancients did not distinguish bismuth from lead. The French chemist Claude-Francois Geoffroy showed that bismuth was distinct from lead in 1753.

Bismuth, which has been known since ancient times, was often confused with lead and tin. Bismuth was first shown to be a distinct element in 1753 by Claude Geoffroy the Younger. Bismuth does occur free in nature and in such minerals as bismuthinite (Bi2S3) and bismite (Bi2O3). The largest deposits of bismuth are found in Bolivia, although bismuth is usually obtained as a by-product of mining and refining lead, copper, tin, silver and gold.

From the German Weisse Masse, meaning white mass; later Wisuth and Bisemutum. In early times bismuth was confused with tin and lead. Claude Geoffroy the Younger showed it to be distinct from lead in 1753.

画像

性質

物理的性質

原子半径(経験値)
160 pm 全元素の原子半径(経験値)を比較 →
共有結合半径
148 pm 全元素の共有結合半径を比較 →
ファンデルワールス半径
207 pm 全元素のファンデルワールス半径を比較 →
金属半径
151 pm 全元素の金属半径を比較 →
密度
9807 kg/m³ 全元素の密度を比較 →
モル体積
0.0213 L/mol
標準温度・圧力(STP)での相
固体 全元素の標準温度・圧力(STP)での相を比較 →
融点
271.4 °C 全元素の融点を比較 →
沸点
1563.85 °C 全元素の沸点を比較 →
熱伝導率
7.9 W/(m·K) 全元素の熱伝導率を比較 →
比熱容量
0.122 J/(g·K) 全元素の比熱容量を比較 →
モル熱容量
25.52 J/(mol·K) 全元素のモル熱容量を比較 →
結晶構造
菱面体構造 全元素の結晶構造を比較 →

化学的性質

電気陰性度(Pauling)
2.02 全元素の電気陰性度(Pauling)を比較 →
電気陰性度(Allen)
2.01
電子親和力
0.942 eV
第1イオン化エネルギー
7.285516 eV 全元素の第1イオン化エネルギーを比較 →
第2イオン化エネルギー
16.703057 eV 全元素の第2イオン化エネルギーを比較 →
第3イオン化エネルギー
25.570838 eV 全元素の第3イオン化エネルギーを比較 →
第4イオン化エネルギー
45.370156 eV 全元素の第4イオン化エネルギーを比較 →
第5イオン化エネルギー
54.856189 eV 全元素の第5イオン化エネルギーを比較 →
酸化数
−3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 全元素の酸化数を比較 →
価電子
5 全元素の価電子を比較 →
電子配置
[Xe] 6s2 4f14 5d10 6p3

熱力学的性質

臨界点(温度)
4347 °C
融解熱
0.11297093 eV 全元素の融解熱を比較 →
蒸発熱
1.56501 eV 全元素の蒸発熱を比較 →
昇華熱
2.176504 eV
原子化熱
2.176504 eV
原子化エンタルピー
2.172358 eV

原子核

陽子数
83 全元素の陽子数を比較 →
中性子数
126 全元素の中性子数を比較 →
既知の同位体
41 全元素の既知の同位体を比較 →
安定同位体
0 全元素の安定同位体を比較 →
最も安定な同位体
Bi-209
発見年
1753

存在度

存在度(地殻)
0.009 mg/kg 全元素の存在度(地殻)を比較 →
存在度(海洋)
2 × 10−5 mg/L 全元素の存在度(海洋)を比較 →

結晶構造

格子定数a
475 pm

電子構造

各電子殻の電子数
2, 8, 18, 32, 18, 5 全元素の各電子殻の電子数を比較 →

識別子

CAS登録番号
7440-69-9 全元素のCAS登録番号を比較 →
項記号
4S°3/2
InChI
InChI=1S/Bi
InChI Key
JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N

電子配置 測定値

イオンの電荷
陽子 83
電子 83
電荷 中性
電子配置 Bi: 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³
電子配置
測定値
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³
軌道図
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
6/6
5s
2/2
4d
10/10
5p
6/6
6s
2/2
4f
14/14
5d
10/10
6p
3/6 3↑
総電子数: 83 不対電子: 3 ?

原子モデル

陽子 83
中性子 118
電子 83
質量数 201
安定性 放射性

同位体によって中性子数、質量、安定性は変わりますが、中性原子の電子配置は変わりません。

模式的な原子モデルです。実際の縮尺とは異なります。

原子の指紋

発光/吸収スペクトル

25 / 27 (9 強度データあり:9本)
測定値
発光 可視光:380–750 nm

同位体分布

安定同位体はありません。

質量数原子質量(u)天然存在比半減期
189 放射性188.989195 ± 0.000022データなし688 ms
208 放射性207.9797425 ± 0.0000025データなし368 ky
195 放射性194.9806488 ± 0.0000057データなし183 秒
201 放射性200.97701 ± 0.000016データなし103 分
217 放射性217.009372 ± 0.000019データなし98.5 秒
測定値

相/状態

1 atm / 101.325 kPa
固体 25 °C (298.15 K)

理由: 融点(271.4 °C)より246.4 °C低い

融点 271.4 °C
沸点 1563.85 °C
融点との差(下) 246.4 °C
0 K 現在の温度: 25 °C 6000 K
相変化図

模式図、実際の縮尺とは異なります

固体
液体
気体
融解
沸騰
25°C
固体
液体
気体
現在

相転移点

融点 文献値
271.4 °C
沸点 文献値
1563.85 °C
現在の相 計算値
固体

相転移エネルギー

融解熱 文献値
0.11297093 eV

融点で1 molを融解させるのに必要なエネルギー

蒸発熱 文献値
1.56501 eV

沸点で1 molを蒸発させるのに必要なエネルギー

昇華熱 文献値
2.176504 eV

昇華点で1 molを昇華させるのに必要なエネルギー

密度

基準密度 文献値
9807 kg/m³

標準条件下

現在の密度 計算値
9807 kg/m³

標準条件下

詳細

臨界点 文献値
4347 °C

原子スペクトル

全83件中10件を表示しています。 イオンの電荷の昇順で並べています。

スペクトル線データの収録状況 ?

イオン電荷スペクトル線の総数遷移確率準位の表記
Bi I 0693963
Bi II +1111416
Bi III +2204204204
Bi IV +34500
Bi V +41800
NISTスペクトル線データの収録状況 →

準位データの収録状況 ?

イオン電荷準位
Bi I 075
Bi II +178
Bi III +268
Bi IV +338
Bi V +415
Bi VI +5115
Bi VII +62
Bi VIII +72
Bi IX +82
Bi X +92
NIST準位データの収録状況 →
83 Bi 208.9804

Bismuth — 原子軌道可視化ツール

[Xe]6s24f145d106p3
エネルギー準位 2 8 18 32 18 5
酸化数 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
HOMO 6p n=6 · l=1 · m=-1
Bismuth — 原子軌道可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます
83 Bi 208.9804

Bismuth — 結晶構造可視化ツール

Trigonal · ピアソン記号 N/A
実験値
ピアソン記号 N/A
Bismuth — 結晶構造可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます

イオン半径

電荷配位スピン半径
+35データなし96 pm
+36データなし103 pm
+38データなし117 pm
+56データなし76 pm

化合物

Bi
208.980 u
Bi+3
208.980 u
Bi
209.984 u
Bi
213.999 u
Bi
211.991 u
Bi
206.978 u
Bi
205.978 u
Bi
212.994 u
Bi
204.977 u
Bi
199.978 u
Bi
201.978 u
Bi
210.987 u
Bi
202.977 u
Bi
200.977 u
Bi
208.980 u
Bi+2
208.980 u
Bi+3
212.994 u
Bi
216.006 u
Bi
207.980 u
Bi
197.979 u
Bi
191.986 u
Bi
193.983 u
Bi
195.981 u
Bi
217.009 u

同位体 (5)

質量数原子質量(u)天然存在比半減期崩壊形式
189 放射性188.989195 ± 0.000022データなし688 ms
α ≈100%β+ ?
208 放射性207.9797425 ± 0.0000025データなし368 ky
β+ =100%
195 放射性194.9806488 ± 0.0000057データなし183 秒
β+ ≈100%α =0.030±1.2%
201 放射性200.97701 ± 0.000016データなし103 分
β+ =100%
217 放射性217.009372 ± 0.000019データなし98.5 秒
β- =100%
189 放射性
原子質量(u) 188.989195 ± 0.000022
天然存在比 データなし
半減期 688 ms
崩壊形式
α ≈100%β+ ?
208 放射性
原子質量(u) 207.9797425 ± 0.0000025
天然存在比 データなし
半減期 368 ky
崩壊形式
β+ =100%
195 放射性
原子質量(u) 194.9806488 ± 0.0000057
天然存在比 データなし
半減期 183 秒
崩壊形式
β+ ≈100%α =0.030±1.2%
201 放射性
原子質量(u) 200.97701 ± 0.000016
天然存在比 データなし
半減期 103 分
崩壊形式
β+ =100%
217 放射性
原子質量(u) 217.009372 ± 0.000019
天然存在比 データなし
半減期 98.5 秒
崩壊形式
β- =100%

スペクトル線

波長(nm)強度電離段階種類遷移精度出典
384.893 nm21Bi IIIemission6s2.6d 2D → 6s2.7p 2P*測定値NIST
392.72 nmデータなしBi IIIemission6s.6p2.(3P) 2P → 6s2.8p 2P*測定値NIST
393.036 nmデータなしBi IIIemission6s.6p2.(1S) 2S → 6s2.8p 2P*測定値NIST
422.469 nm350Bi IIIemission6s2.6f 2F* → 6s2.7g 2G測定値NIST
423.421 nm280Bi IIIemission6s2.6f 2F* → 6s2.7g 2G測定値NIST
425.9413 nmデータなしBi IIemission6s2.6p.6d (1/2,5/2)* → 6s2.6p.5f (1/2,7/2)測定値NIST
430.1697 nmデータなしBi IIemission6s2.6p.6d (1/2,5/2)* → 6s2.6p.5f (1/2,7/2)測定値NIST
430.653 nmデータなしBi IIIemission6s.6p2.(1S) 2S → 6s2.8p 2P*測定値NIST
432.792 nm360Bi IIIemission6s2.7p 2P* → 6s2.8s 2S測定値NIST
456.143 nmデータなしBi IIIemission6s2.7s 2S → 6s2.7p 2P*測定値NIST
470.5285 nmデータなしBi IIemission6s2.6p.7p (1/2,1/2) → 6s2.6p.7d (1/2,3/2)*測定値NIST
472.883 nmデータなしBi IIIemission6s.6p2.(1D) 2D → 6s2.5f 2F*測定値NIST
475.128 nmデータなしBi IIIemission6s.6p2.(1D) 2D → 6s2.5f 2F*測定値NIST
479.742 nmデータなしBi IIIemission6s2.6d 2D → 6s2.7p 2P*測定値NIST
480.9082 nmデータなしBi IIIemission6s2.6p 2P* → 6s2.6p 2P*測定値NIST
505.178 nmデータなしBi IIIemission6s2.5g 2G → 6s2.7h 2H*測定値NIST
505.178 nmデータなしBi IIIemission6s2.5g 2G → 6s2.7h 2H*測定値NIST
505.244 nm120Bi IIIemission6s2.5g 2G → 6s2.7h 2H*測定値NIST
507.928 nmデータなしBi IIIemission6s2.6d 2D → 6s2.7p 2P*測定値NIST
512.4356 nmデータなしBi IIemission6s2.6p.7s (3/2,1/2)* → 6s2.6p.7p (3/2,3/2)測定値NIST
514.4507 nmデータなしBi IIemission6s2.6p.7s (1/2,1/2)* → 6s2.6p.7p (1/2,3/2)測定値NIST
520.9325 nmデータなしBi IIemission6s2.6p.7s (1/2,1/2)* → 6s2.6p.7p (1/2,3/2)測定値NIST
613.907 nm22Bi IIIemission6s2.6f 2F* → 6s2.6g 2G測定値NIST
614.039 nm150Bi IIIemission6s2.6f 2F* → 6s2.6g 2G測定値NIST
616.071 nm120Bi IIIemission6s2.6f 2F* → 6s2.6g 2G測定値NIST
662.323 nm180Bi IIIemission6s2.8p 2P* → 6s2.8d 2D測定値NIST
738.23 nmデータなしBi IIIemission6s.6p2.(1D) 2D → 6s2.7p 2P*測定値NIST

詳細な性質

共有結合半径(詳細)

共有結合半径(Pyykkö)
151 pm
共有結合半径(Pyykkö、二重結合)
141 pm
共有結合半径(Pyykkö、三重結合)
135 pm
共有結合半径(Bragg)
148 pm

ファンデルワールス半径

Truhlar
207 pm
Batsanov
230 pm
Alvarez
254 pm
UFF
437 pm
MM3
266 pm

原子半径と金属半径

原子半径(Rahm)
250 pm
金属半径(C12)
178 pm

番号付けの尺度

Mendeleev
97
Pettifor
87
Glawe
92

電気陰性度の尺度

Ghosh
0
Miedema
4
Gunnarsson–Lundqvist
5
Robles–Bartolotti
4

分極率と分散

双極子分極率
48 a.u.
双極子分極率(不確かさ)
4 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
513 Ha·Bohr6

ミーデマパラメータ

ミーデマモル体積
19.32 cm3/mol
ミーデマ電子密度
2

供給リスクと経済性

生産集中度
42
相対供給リスク
9
埋蔵量の分布
75
政治的安定性(最大生産国)
24
政治的安定性(最大埋蔵国)
24

相転移と同素体

融点544.55 K
沸点1837.15 K
臨界点(温度)4620.15 K

酸化数の分類

+5 extended
+2 extended
−1 extended
−2 extended
−3 extended
0 extended
+1 extended
+3 main
+4 extended

専門参考データ

遮蔽定数 (15)
n軌道σ
1s1.6018
2p4.533
2s21.824
3d13.4585
3p23.0678
3s24.1145
4d37.7608
4f37.9308
4p36.1496
4s35.2928
結晶半径の詳細 (4)
電荷CNスピンrcrystal (pm)由来
3V110calculated,
3VI117from r^3 vs V plots,
3VIII131from r^3 vs V plots,
5VI90estimated,
同位体の崩壊形式 (70)
同位体モード強度
184A100%
185p—
185A—
186A100%
186B+—
186B+SF0%
187A100%
188A100%
188B+—
188B+SF0%
X線散乱因子 (516)
エネルギー (eV)f₁f₂
10—5.59475
10.1617—5.63587
10.3261—5.67729
10.4931—5.71901
10.6628—5.74574
10.8353—5.7564
11.0106—5.76707
11.1886—5.77776
11.3696—5.78847
11.5535—5.7834

追加データ

Sources

Sources of this element.

The most important ores are bismuthinite or bismuth glance and bismite. Peru, Japan, Mexico, Bolivia, and Canada are major bismuth producers. Much of the bismuth produced in the U.S. is obtained as a by-product in refining lead, copper, tin, silver, and gold ores.

参考文献 (1)

参考文献

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Bi

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Bismuth

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

ライセンスに関する注記: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Bismuth

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

ライセンスに関する注記: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Bismuth

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Bismuth

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Bismuth

This section provides all form of data related to element Bismuth.

9 PubChem Elements
Bismuth

The element property data was retrieved from publications.

最終更新:

データ検証済み:

内容は最新の科学データと照合して確認されています。