Висмут

На фото — висмут, серебристый металл, известный красивой и необычной формой кристаллов. Кристалл, который вы видите, выращен искусственно — это легко сделать даже в домашних условиях, достаточно расплавить висмут и дать ему остыть. В твердом состоянии этот металл имеет меньшую плотность, чем в жидком, а затвердевая, значительно расширяется в объеме. Так что при остывании расплавленного висмута кристаллы начинают расти сами собой, приобретая причудливую форму, которая обусловлена неравномерным ростом кристалла: по краям процесс идет значительно интенсивнее, чем в центре, поэтому и возникает ступенчатая прямоугольно-спиральная структура.

Красивую радужную окраску кристаллу придает образовавшаяся на поверхности оксидная пленка. На кристаллах чистого висмута (порядка 98%) она формируется сама собой, а при большом количестве примесей кристалл получается серым. Но это можно исправить, если подать на остывающий металл направленную струю кислорода. Даже племена инков вовсю использовали висмут при изготовлении холодного оружия, благодаря чему их мечи отличались особой красотой и радужным блеском.

Еще средневековые шахтеры сталкивались с этим удивительным металлом, полагая, что он является наполовину серебром, свинцом или сурьмой, так как его чаще всего обнаруживали вместе с их рудами. Первое упоминание висмута как отдельного металла встречается в 1546 году в трудах отца минералогии Георгия Агриколы, а спустя 273 года висмут получает от родоначальника современных символов химических элементов Йёнса Якоба Берцелиуса собственный символ — Bi — и место в химической номенклатуре.

Висмут интересен и своими физическими свойствами. У него много аллотропных модификаций (веществ, сходных по качественному составу, но различающихся по строению и свойствам) — в особенности для него характерны изменения в кристаллической решетке, что имеет ключевое значение при производстве очень точных и сложных по форме литых изделий, ведь форму висмута можно изменять без ущерба для конструкции. Кроме того, висмут — сильнейший диамагнетик среди всех металлов. Диамагнетик — это вещество, способное намагничиваться навстречу направлению приложенного магнитного поля; из неметаллов диамагнетиками являются, например, водород, азот, инертные газы. Эффект диамагнетизма висмута можно легко наблюдать без специального оборудования: если его поместить между полюсами обычного магнита, то он, стремясь с одинаковой силой оттолкнуться от обоих полюсов, займет положение на равном от них расстоянии. Это так называемая диамагнитная левитация (см. видео ниже).

Интересно, что сфера применения висмута не ограничивается металлургией и точным машиностроением. Очень часто его соединения применяются в медицине. В виде порошка и мазей его используют для лечения фистул, ран и ожогов. Нитрат висмута основной ВiОNО₃ (викаир, викалин) оказывает вяжущее, противокислотное и умеренное слабительное действие. Известно, что после взрыва нефтяной платформы Deepwater Horizon в Мексиканском заливе птиц заставляли глотать соли висмута, чтобы вывести нефтепродукты из их организма.

Фото с сайта alyzenmoonshadow.com.

Александр Самигуллин

Источник: http://elementy.ru