ビスマス
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| 一般特性 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 名称, 記号, 番号 | ビスマス, Bi, 83 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 分類 | 半金属 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 族, 周期, ブロック | 15 (IVB), 6 , p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 密度, 硬度 | 9780 kg·m−3, 2.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 単体の色 | 赤みを帯びた銀白色 |
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| 原子特性 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子量 | 208.98040(1) u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子半径 （計測値） | 160 (143) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 共有結合半径 | 146 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| VDW半径 | no data | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 電子配置 | [Xe]4f14 5d10 6s2 6p3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 電子殻 | 2, 8, 18, 32, 18, 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 酸化数（酸化物） | 3, 5（両性酸化物） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 結晶構造 | 菱面体晶 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 物理特性 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 相 | 固体（反磁性） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 融点 | 544.4 K (271.5 ℃, 520.7 °F) |
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| 沸点 | 1837 K (1564 ℃, 2847 °F) |
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| モル体積 | 21.31 × 10−3 m3·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 気化熱 | 151 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 融解熱 | 11.30 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 蒸気圧 | 0.000627 Pa (544 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 音の伝わる速さ | 1790 m·s−1 (293.15 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| その他 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| クラーク数 | 0.00002% | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 電気陰性度 | 2.02 （ポーリング） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 比熱容量 | 25.52 J·kg−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 導電率 | 1.29 × 106 S m−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 熱伝導率 | 7.87 W·m−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| イオン化エネルギー | 第1: 703 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 第2: 1610 kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 第3: 2466 kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 第4: 4370 kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 第5: 5400 kJ·mol−1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 第6: 8520 kJ.mol-1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| （比較的）安定同位体 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 注記がない限り国際単位系使用及び標準状態下。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ビスマス（Bismuth、蒼鉛）：原子番号 83の元素。元素記号は Bi。窒素族元素の一つ。
目次 |
[編集] 特徴
淡く赤みがかった銀白色の金属（半金属）で、柔らかく脆い。しばしば観賞用として売られているカラフルな結晶の色は、表面の酸化膜で光が回折することによる構造色であり、ビスマス本来の色ではない（「単体の色」欄に掲載されている画像もこの酸化膜による着色がみられるもので、ビスマス本来の色はその破断面に見えている）。半金属のため電気伝導性や熱伝導性は金属ほど良くない。融点は 271.3℃と低い。
常温で安定に存在し、凝固すると体積が増加するのが特徴。またビスマス化合物には医薬品の材料となるものがあり、他の窒素族元素（ヒ素やアンチモン）の化合物に毒性が強いものが多いことと対照的である。
[編集] 産出
天然には硫化物（輝蒼鉛鉱）として主に産出するが、自然蒼鉛としての産出も知られており、鉱物収集家の間では人気が高い。なお、鉱工業上はこれらの鉱物ではなく、主に鉛、モリブデン、タングステン精錬の副産物として生産される[1]。
天然に存在するビスマスの同位体は総て放射性同位体である。しかし、主要な同位体である209Biは放射性であるが半減期が約1.9×1019年と非常に長い。このため、放射性であることを無視し、最重安定同位体とされることがある。
[編集] ビスマス鉱石
ビスマス鉱石を構成する鉱石鉱物には、次のようなものがある。
- 自然蒼鉛（自然ビスマス） - Bi
- 輝蒼鉛鉱（輝ビスマス鉱） - Bi2S3
- 蒼鉛土（ビスマイト） - Bi2O3
[編集] 用途
単体のビスマスと他の金属（カドミウム、錫、鉛、インジウムなど）との合金は、それぞれの金属単体より低い融点となる。このため、鉛フリーはんだに添加されたり、あるいはより低温で溶ける低融点合金に使われる。また、ビスマスは大きな熱電効果を示す物質であり、特にテルルとの合金は熱電変換素子として実用化されている。
化合物としては、銅酸化物高温超伝導体の1成分としても用いられ、ビスマスを含む超伝導物質はしばしばビスマス系高温超伝導物質または単にビスマス系と呼ばれる。
上記以外にも、高比重・低融点で比較的柔らかく無害である事から鉛の代替として注目され、散弾や釣り用の錘、黄銅の添加剤、ガラスの材料などとして広く用いられている。
[編集] 同位体
209Biは最重安定同位体とされてきたが、近年、ごくわずかにα崩壊することが判明し、その地位を鉛 (208Pb) に譲ることとなった。2003年に測定された半減期は(1.9±0.2)×1019年（≒1700京～2100京年）であり、現在の宇宙年齢の9桁以上も長い[2]。
そのほかにも、半減期は短いが自然界には5つの同位体が存在する。いずれも、壊変系列の崩壊過程によって発生する同位体である。ウラン233の崩壊過程でできるビスマス213はがんの治療に期待されている。
[編集] ビスマスの化合物
- 輝蒼鉛鉱 (Bi3S3)
- オキシ塩化ビスマス (BiOCl)…化粧品、パール塗料の原料。
- 次硝酸ビスマス - 整腸剤（日本薬局方収載）
- 次没食子酸ビスマス - 整腸剤（日本薬局方収載）
- 次サリチル酸ビスマス - 整腸剤
- 次炭酸ビスマス - 整腸剤
- チタン酸ビスマスナトリウム ((Bi1/2Na1/2)TiO3)
[編集] 同位体
詳細は「ビスマスの同位体」を参照
[編集] 脚注
- ^ http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/bismuth/bismumcs96.pdf Bismuth, Mineral Commodity Summaries(1996)Bismuth, USGeological Survey.
- ^ de Marcillac, P. Coron, N. Dambier, G. Leblanc, J. & Moalic, J.-P. Experimental detection of α-particles from the radioactive decay of natural bismuth. Nature 422, 876-878 (2003).
| 1 | 元素の周期表 | 18 | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | H | 2 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | He | ||||||||||
| 2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||
| 3 | Na | Mg | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Al | Si | P | S | Cl | Ar |
| 4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr |
| 5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe |
| 6 | Cs | Ba | * | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
| 7 | Fr | Ra | ** | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | ... | ||||||
| * | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | |||
| ** | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | |||
pnb:بسمتھ
最終更新 2009年8月31日 (月) 12:10 （日時は個人設定で未設定ならばUTC）。
【ビスマス】変更履歴
