83Bi208.98

原子序数 83 · 后过渡金属

Bi

别名: Bismuth

铋(Bi)是第83号元素,是一种脆性的银白色金属,略带粉红色调。虽然它在重元素中紧挨着铅,毒性却很低,因此出现在胃药和化妆品中。它还以虹彩斑斓、呈阶梯状的晶体而闻名。

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主要性质

原子序数83
原子量208.98 (CIAAW 2024 简化标准原子量)
分类后过渡金属
15
周期6
p
物态(25 °C,1 atm)固态
熔点544.55 K (271.4 °C)
沸点1837 K (1563.8 °C)
密度9.807 g/cm³
电负性(鲍林标度)2.02
原子半径(范德华半径)207 pm
第一电离能7.289 eV
电子亲和能0.946 eV
氧化态+5, +3
发现1753

电子排布

简写
[Xe]6s2 4f14 5d10 6p3
完整
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 6s2 6p3
各电子层电子数
2 · 8 · 18 · 32 · 18 · 5

轨道表示式

1s2↑↓
2s2↑↓
2p6↑↓↑↓↑↓
3s2↑↓
3p6↑↓↑↓↑↓
3d10↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓
4s2↑↓
4p6↑↓↑↓↑↓
4d10↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓
4f14↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓
5s2↑↓
5p6↑↓↑↓↑↓
5d10↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓
6s2↑↓
6p3

在周期表中的位置

发现历史

从中世纪晚期起,欧洲的矿工和金属工匠就已知道铋,但它长期与锡、铅或锑相混淆。在15世纪的德国,铋合金甚至被用来铸造印刷铅字。

1753年,法国化学家克劳德·弗朗索瓦·若弗鲁瓦明确证明铋是一种独立的金属,这一年通常被视为铋的发现年份。长期以来,铋被认为是最重的稳定元素。然而2003年,法国研究人员探测到铋-209极其缓慢的α衰变,这一头衔于是转给了铅。

名称由来

名称的来源不详。一种流行的解释把它追溯到德语 weiße Masse(“白色的块”),但也有其他说法。16世纪德国矿业学者格奥尔格·阿格里科拉记录了拉丁化形式 bisemutum,帮助传播了这个名字。中文“铋”以金字旁加“必”字,取其读音。

主要用途

  • 药物:碱式水杨酸铋是治疗腹泻和消化不良的非处方药的有效成分,铋化合物也是根除幽门螺杆菌(许多胃溃疡的元凶)的联合疗法的组成部分。
  • 低熔点合金:伍德合金等铋合金熔点低,用于消防喷淋头的堵头和保险丝。
  • 替代铅:由于毒性低,它在无铅焊料、钓鱼坠和霰弹中取代了铅。
  • 化妆品与颜料:氯氧化铋为化妆品带来珍珠般的光泽,钒酸铋是一种鲜黄色颜料。

同位素

天然铋基本上全部是铋-209。它的半衰期约为2 × 10^19年,是宇宙年龄的十亿倍以上,因此在实际用途中可视为稳定。人工合成的铋-213(半衰期约46分钟)被研究用于癌症的靶向α治疗;在反应堆中用中子轰击铋-209,是制造钋-210的方法。

日常生活中

熔融的铋缓慢冷却时,每个晶体的边缘比晶面生长得更快,形成中空的阶梯状“漏斗形”晶体;表面薄薄的氧化层通过光的干涉呈现出彩虹般的颜色。科普商店里出售的铋晶体就是这样人工培养出来的。铋是抗磁性最强的元素,因此一小块铋可以悬浮在强磁铁上方;与水一样,它凝固时也会膨胀。含铋的胃药可能会让舌头或粪便暂时变黑,这是一种无害而常见的现象。

小知识

  • 在2003年其放射性被证实之前,铋一直被认为是最重的稳定元素。
  • 铋是所有元素中抗磁性最强的。
  • 铋晶体的彩虹色来自薄氧化膜中光的干涉。

同族元素 (15)

数据来源 · 性质:PubChem Periodic Table(美国 NIH/NLM 公开数据)· 原子量:CIAAW 2024 简化标准原子量 · 名称:Wikidata(CC0),韩文名称遵循大韩化学会。获取日期 2026-09-23。