Bismuth
Bismuth is a chemical element; it has symbol Bi and atomic number 83. It is a post-transition metal and one of the pnictogens, with chemical properties resembling its lighter group 15 siblings arsenic and antimony. Elemental bismuth occurs naturally, and its sulfide and oxide forms are important commercial ores. The free element is 86% as dense as lead. It is a brittle metal with a silvery-white color when freshly produced. Surface oxidation generally gives samples of the metal a somewhat rosy cast. Further oxidation under heat can give bismuth a vividly iridescent appearance due to thin-film interference. Bismuth is both the most diamagnetic element and one of the least thermally conductive metals known.
| Bismuth | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Pronunciation | /ˈbɪzməθ/ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Appearance | lustrous brownish silver | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standard atomic weight Ar°(Bi) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Bismuth in the periodic table | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Atomic number (Z) | 83 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Group | group 15 (pnictogens) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Period | period 6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Block | p-block | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electron configuration | [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electrons per shell | 2, 8, 18, 32, 18, 5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physical properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Phase at STP | solid | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Melting point | 544.7 K (271.5 °C, 520.7 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Boiling point | 1837 K (1564 °C, 2847 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Density (near r.t.) | 9.78 g/cm3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| when liquid (at m.p.) | 10.05 g/cm3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Heat of fusion | 11.30 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Heat of vaporization | 179 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molar heat capacity | 25.52 J/(mol·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vapor pressure
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| Atomic properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidation states | −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 (a mildly acidic oxide) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electronegativity | Pauling scale: 2.02 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ionization energies |
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| Atomic radius | empirical: 156 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Covalent radius | 148±4 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van der Waals radius | 207 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Spectral lines of bismuth | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Other properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Natural occurrence | primordial | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Crystal structure | rhombohedral | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Thermal expansion | 13.4 µm/(m⋅K) (at 25 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Thermal conductivity | 7.97 W/(m⋅K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electrical resistivity | 1.29 µΩ⋅m (at 20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetic ordering | diamagnetic | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molar magnetic susceptibility | −280.1×10−6 cm3/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Young's modulus | 32 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Shear modulus | 12 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bulk modulus | 31 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Speed of sound thin rod | 1790 m/s (at 20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Poisson ratio | 0.33 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mohs hardness | 2.25 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Brinell hardness | 70–95 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS Number | 7440-69-9 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| History | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Discovery | Arabic alchemists (before AD 1000) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotopes of bismuth | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Bismuth was long considered the element with the highest atomic mass whose nuclei do not spontaneously decay. However, in 2003 it was discovered to be extremely weakly radioactive. The metal's only primordial isotope, bismuth-209, undergoes alpha decay with a half-life about a billion times the estimated age of the universe.
Bismuth metal has been known since ancient times. Before modern analytical methods bismuth's metallurgical similarities to lead and tin often led it to be confused with those metals. The etymology of "bismuth" is uncertain. The name may come from mid-sixteenth century Neo-Latin translations of the German words weiße Masse or Wismuth, meaning 'white mass', which were rendered as bisemutum or bisemutium.