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Bismut

Bi, Element der Hauptgruppe V des Periodensystems, früherer Name Wismut, Ordnungszahl 83. Bismut besitzt die Elektronenkonfiguration [Xe]4f145d106s26p3 und besteht in der Natur zu 100% aus dem Isotop Bismut. Bismut ist ein Halbmetall, das mit Alkali- und Erdalkalimetallen Legierungen mit hohen Schmelzpunkten bildet; z.B. Li3Bi schmilzt erst bei 1418K. Im Gegensatz dazu besitzen Legierungen mit Cd, In, Pb, Sn und Tl niedrigschmelzende Eutektika (eutektisches Gemisch) bei ca. 373K (elektrische Sicherungen, Sicherheitsverschlüsse). Andere Einsatzgebiete intermetallischer Verbindungen des Bismuts sind CsBi als Photokathode, BiTe und BiSb (89:11) für photoelektrische Detektoren bzw. MnBi als permanente Magnete. Einige intermetallische Verbindungen (LiBi, NaBi, CsBi2, BaBi3) sind Supraleiter mit Übergangstemperaturen zwischen 2,2K und 4,7K. Die Isotope Bismut und Bismut werden bei der künstlichen Elementsynthese (Astat, Element 111, Bohrium) durch Kernfusion als Target verwendet. [AFM]

 

Bismut 1: Wichtige Isotope.

Isotop

Natürliche

Häufigkeit

[%]

Atommasse

Halbwertszeit T1/2

Verwendung

206Bi

0

205,978478

6,243 d

Tracer

207Bi

0

206,987446

32,2 a

 

208Bi

0

207,979717

3,68´105 a

 

209Bi

100

208,980347

stabil

NMR

210mBi

0

 

3´106 a

 

210Bi

Spuren

209,984095

5,01 d

Tracer

1)_Das m bezeichnet eine isomeren Kernzustand.

 

Bismut 2: Allgemeine, chemische und festkörperphysikalische Eigenschaften.

Ordnungszahl

 83

Relative Atommasse (12C = 12,0000)

 208,98037

Dichte [gcm-3]

 9,747

Molvolumen [cm3]

 21,44

Oxidationszustände

 Bi-III, BiI, BiIII,, BiIV

Photoelektrische Arbeit [eV]

 4,40

Debye-Temperatur [K]

 120

Kristallstruktur

rhomboedrisch

Gitterkonstante [nm]

a = 0,454950; c = 1,186225

Raumgruppe

R3m

 

Bismut 3: Thermische und elektromagnetische Eigenschaften.

Siedetemperatur [K]

 1833,5

Schmelztemperatur [K]

 544,5

Siedeenthalpie [kJmol-1]

 179,1

Schmelzenthalpie [kJmol-1]

 10,48

Wärmeleitfähigkeit [Wm-1K-1]

 7,9

Spezifische Wärme [kJkg-1K-1]

 0,124

Thermischer Längenausdehungskoeffizient [10-6K-1]

 13,4

Spezifischer Widerstand [10-8Wm]

 106,8

Spezifische magnetische Suszeptibilität [10-8kg-1m3]

 -1,684

 

Bismut 4: Atom- und kernphysikalische Eigenschaften.

Termsymbol

 4S3/2

1. Ionisierungsenergie [eV]

 7,287

2. Ionisierungsenergie [eV]

 16,69

Elektronenaffinität [eV]

 0,946

Elektronegativität (Pauling)

 1,9

effektive Kernladung (Slater)

 6,30

Magnetisches Moment [mB]

 3,873

Ionenradius (Bi5+) [nm]

 0,074

Kovalenzradius [nm]

 0,152

v.d. Waals-Radius [nm]

 0,240

Atomradius [nm]

 0,182

Kernspin (209Bi)

 9/2

Magnetisches Moment (209Bi) [mK]

 4,080

Einfangquerschnitt für thermische Neutronen [barn]

 0,034

 

 

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