Bi 83

Bismuth (Bi)

post-transition-metal
周期: 6 族: 15 区: p

Solid

标准原子量

208.9804 u

电子排布

[Xe] 6s2 4f14 5d10 6p3

熔点

271.4 °C

沸点

1563.85 °C

密度

9807 kg/m³

氧化态

−3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

电负性(鲍林)

2.02

第一电离能

7.285516 eV

发现年份

1753

原子半径

160 pm

详细信息

名称来源 German: bisemutum, (white mass), Now spelled wismut.
发现者 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.

图片

性质

物理性质

原子半径(经验值)
160 pm 比较所有元素的原子半径(经验值) →
共价半径
148 pm 比较所有元素的共价半径 →
范德华半径
207 pm 比较所有元素的范德华半径 →
金属半径
151 pm 比较所有元素的金属半径 →
密度
9807 kg/m³ 比较所有元素的密度 →
摩尔体积
0.0213 L/mol
标准温度和压力下的物相
固态 比较所有元素的标准温度和压力下的物相 →
熔点
271.4 °C 比较所有元素的熔点 →
沸点
1563.85 °C 比较所有元素的沸点 →
热导率
7.9 W/(m·K) 比较所有元素的热导率 →
比热容
0.122 J/(g·K) 比较所有元素的比热容 →
摩尔热容
25.52 J/(mol·K) 比较所有元素的摩尔热容 →
晶体结构
菱方 比较所有元素的晶体结构 →

化学性质

电负性(鲍林)
2.02 比较所有元素的电负性(鲍林) →
电负性(Allen)
2.01
电子亲和能
0.942 eV
第一电离能
7.285516 eV 比较所有元素的第一电离能 →
第二电离能
16.703057 eV 比较所有元素的第二电离能 →
第三电离能
25.570838 eV 比较所有元素的第三电离能 →
第四电离能
45.370156 eV 比较所有元素的第四电离能 →
第五电离能
54.856189 eV 比较所有元素的第五电离能 →
氧化态
−3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 比较所有元素的氧化态 →
价电子
5 比较所有元素的价电子 →
电子排布
[Xe] 6s2 4f14 5d10 6p3

热力学性质

临界点(温度)
4347 °C
熔化热
0.11297093 eV 比较所有元素的熔化热 →
汽化热
1.56501 eV 比较所有元素的汽化热 →
升华热
2.176504 eV
原子化热
2.176504 eV
原子化焓
2.172358 eV

核性质

质子
83 比较所有元素的质子 →
中子
126 比较所有元素的中子 →
已知同位素
41 比较所有元素的已知同位素 →
稳定同位素
0 比较所有元素的稳定同位素 →
最稳定同位素
Bi-209
发现年份
1753

丰度

丰度(地壳)
0.009 mg/kg 比较所有元素的丰度(地壳) →
丰度(海洋)
2 × 10−5 mg/L 比较所有元素的丰度(海洋) →

晶体结构

晶格常数a
475 pm

电子结构

各电子层电子数
2, 8, 18, 32, 18, 5 比较所有元素的各电子层电子数 →

标识符

CAS登记号
7440-69-9 比较所有元素的CAS登记号 →
谱项符号
4S°3/2
InChI
InChI=1S/Bi
InChI Key
JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N

电子排布 实测值

离子电荷
质子 83
电子 83
电荷 中性
电子排布 Bi: 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³
电子排布
实测值
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³
轨道图
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↑
电子总数: 83 未配对: 3 ?

原子模型

质子 83
中子 118
电子 83
质量数 201
稳定性 放射性

不同同位素的中子数、质量和稳定性不同,但中性原子的电子排布不变。

原子模型示意图,未按比例绘制。

原子指纹

发射 / 吸收光谱

25 / 27 (9 9条具有强度数据)
实测值
发射 可见光:380–750 nm

同位素分布

无稳定同位素。

质量数原子质量(u)天然丰度半衰期
189 放射性188.989195 ± 0.000022暂无688 ms
208 放射性207.9797425 ± 0.0000025暂无368 ky
195 放射性194.9806488 ± 0.0000057暂无183 秒
201 放射性200.97701 ± 0.000016暂无103 分钟
217 放射性217.009372 ± 0.000019暂无98.5 秒
实测值

物相 / 状态

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

原因: 低于熔点(271.4 °C)246.4 °C

熔点 271.4 °C
沸点 1563.85 °C
低于熔点的温差 246.4 °C
0 K 当前温度: 25 °C 6000 K
物相变化轴

示意图,未按比例绘制

固态
液态
气态
熔化
沸腾
25°C
固态
液态
气态
当前

相变点

熔点 文献值
271.4 °C
沸点 文献值
1563.85 °C
当前物相 计算值
固态

相变能

熔化热 文献值
0.11297093 eV

在熔点熔化1 mol物质所需的能量

汽化热 文献值
1.56501 eV

在沸点汽化1 mol物质所需的能量

升华热 文献值
2.176504 eV

在升华点升华1 mol物质所需的能量

密度

参考密度 文献值
9807 kg/m³

标准条件下

当前密度 计算值
9807 kg/m³

标准条件下

高级

临界点 文献值
4347 °C

原子光谱

已显示10项,共83项。 按离子电荷升序排列。

收录谱线 ?

离子电荷谱线总数跃迁概率能级标记
Bi I 0693963
Bi II +1111416
Bi III +2204204204
Bi IV +34500
Bi V +41800
NIST收录谱线 →

收录能级 ?

离子电荷能级
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收录能级 →
83 Bi 208.9804

Bismuth — 原子轨道可视化工具

[Xe]6s24f145d106p3
能级 2 8 18 32 18 5
氧化态 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
HOMO 6p n=6 · l=1 · m=-1
Bismuth — 原子轨道可视化预览
Three.js仅在需要时加载
83 Bi 208.9804

Bismuth — 晶体结构可视化工具

Trigonal · 皮尔逊符号 N/A
实验数据
皮尔逊符号 N/A
Bismuth — 晶体结构可视化预览
Three.js仅在需要时加载

离子半径

电荷配位自旋半径
+35暂无96 pm
+36暂无103 pm
+38暂无117 pm
+56暂无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

同位素 (5)

质量数原子质量(u)天然丰度半衰期衰变方式
189 放射性188.989195 ± 0.000022暂无688 ms
α ≈100%β+ ?
208 放射性207.9797425 ± 0.0000025暂无368 ky
β+ =100%
195 放射性194.9806488 ± 0.0000057暂无183 秒
β+ ≈100%α =0.030±1.2%
201 放射性200.97701 ± 0.000016暂无103 分钟
β+ =100%
217 放射性217.009372 ± 0.000019暂无98.5 秒
β- =100%
189 放射性
原子质量(u) 188.989195 ± 0.000022
天然丰度 暂无
半衰期 688 ms
衰变方式
α ≈100%β+ ?
208 放射性
原子质量(u) 207.9797425 ± 0.0000025
天然丰度 暂无
半衰期 368 ky
衰变方式
β+ =100%
195 放射性
原子质量(u) 194.9806488 ± 0.0000057
天然丰度 暂无
半衰期 183 秒
衰变方式
β+ ≈100%α =0.030±1.2%
201 放射性
原子质量(u) 200.97701 ± 0.000016
天然丰度 暂无
半衰期 103 分钟
衰变方式
β+ =100%
217 放射性
原子质量(u) 217.009372 ± 0.000019
天然丰度 暂无
半衰期 98.5 秒
衰变方式
β- =100%

谱线

波长(nm)强度电离级类型跃迁准确度来源
384.893 nm21Bi IIIemission6s2.6d 2D → 6s2.7p 2P*实测值NIST
392.72 nm暂无Bi IIIemission6s.6p2.(3P) 2P → 6s2.8p 2P*实测值NIST
393.036 nm暂无Bi IIIemission6s.6p2.(1S) 2S → 6s2.8p 2P*实测值NIST
422.469 nm350Bi IIIemission6s2.6f 2F* → 6s2.7g 2G实测值NIST
423.421 nm280Bi IIIemission6s2.6f 2F* → 6s2.7g 2G实测值NIST
425.9413 nm暂无Bi IIemission6s2.6p.6d (1/2,5/2)* → 6s2.6p.5f (1/2,7/2)实测值NIST
430.1697 nm暂无Bi IIemission6s2.6p.6d (1/2,5/2)* → 6s2.6p.5f (1/2,7/2)实测值NIST
430.653 nm暂无Bi IIIemission6s.6p2.(1S) 2S → 6s2.8p 2P*实测值NIST
432.792 nm360Bi IIIemission6s2.7p 2P* → 6s2.8s 2S实测值NIST
456.143 nm暂无Bi IIIemission6s2.7s 2S → 6s2.7p 2P*实测值NIST
470.5285 nm暂无Bi IIemission6s2.6p.7p (1/2,1/2) → 6s2.6p.7d (1/2,3/2)*实测值NIST
472.883 nm暂无Bi IIIemission6s.6p2.(1D) 2D → 6s2.5f 2F*实测值NIST
475.128 nm暂无Bi IIIemission6s.6p2.(1D) 2D → 6s2.5f 2F*实测值NIST
479.742 nm暂无Bi IIIemission6s2.6d 2D → 6s2.7p 2P*实测值NIST
480.9082 nm暂无Bi IIIemission6s2.6p 2P* → 6s2.6p 2P*实测值NIST
505.178 nm暂无Bi IIIemission6s2.5g 2G → 6s2.7h 2H*实测值NIST
505.178 nm暂无Bi IIIemission6s2.5g 2G → 6s2.7h 2H*实测值NIST
505.244 nm120Bi IIIemission6s2.5g 2G → 6s2.7h 2H*实测值NIST
507.928 nm暂无Bi IIIemission6s2.6d 2D → 6s2.7p 2P*实测值NIST
512.4356 nm暂无Bi IIemission6s2.6p.7s (3/2,1/2)* → 6s2.6p.7p (3/2,3/2)实测值NIST
514.4507 nm暂无Bi IIemission6s2.6p.7s (1/2,1/2)* → 6s2.6p.7p (1/2,3/2)实测值NIST
520.9325 nm暂无Bi IIemission6s2.6p.7s (1/2,1/2)* → 6s2.6p.7p (1/2,3/2)实测值NIST
613.907 nm22Bi IIIemission6s2.6f 2F* → 6s2.6g 2G实测值NIST
614.039 nm150Bi IIIemission6s2.6f 2F* → 6s2.6g 2G实测值NIST
616.071 nm120Bi IIIemission6s2.6f 2F* → 6s2.6g 2G实测值NIST
662.323 nm180Bi IIIemission6s2.8p 2P* → 6s2.8d 2D实测值NIST
738.23 nm暂无Bi IIIemission6s.6p2.(1D) 2D → 6s2.7p 2P*实测值NIST

扩展性质

共价半径(扩展)

共价半径(Pyykkö)
151 pm
共价半径(Pyykkö,双键)
141 pm
共价半径(Pyykkö,三键)
135 pm
共价半径(Bragg)
148 pm

范德华半径

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

原子半径与金属半径

原子半径(Rahm)
250 pm
金属半径(C12)
178 pm

编号标度

Mendeleev
97
Pettifor
87
Glawe
92

电负性标度

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

极化率与色散

偶极极化率
48 a.u.
偶极极化率(不确定度)
4 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
513 Ha·Bohr6

Miedema参数

Miedema摩尔体积
19.32 cm3/mol
Miedema电子密度
2

供应风险与经济性

生产集中度
42
相对供应风险
9
储量分布
75
政治稳定性(最大生产国)
24
政治稳定性(最大储量国)
24

相变与同素异形体

熔点544.55 K
沸点1837.15 K
临界点(温度)4620.15 K

氧化态分类

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

高级参考数据

屏蔽常数 (15)
n轨道σ
1s1.6018
2p4.533
2s21.824
3d13.4585
3p23.0678
3s24.1145
4d37.7608
4f37.9308
4p36.1496
4s35.2928
晶体半径详情 (4)
电荷CN自旋rcrystal (pm)来源
3V110calculated,
3VI117from r^3 vs V plots,
3VIII131from r^3 vs V plots,
5VI90estimated,
同位素衰变方式 (70)
同位素模式强度
184A100%
185p—
185A—
186A100%
186B+—
186B+SF0%
187A100%
188A100%
188B+—
188B+SF0%
X射线散射因子 (516)
能量 (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

补充数据

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.

许可证说明: 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/

许可证说明: 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

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