BBC Russian

Висмути́н — химическое соединение с формулой BiH₃, тяжёлый токсичный газ. Это самый тяжёлый аналог аммиака. BiH₃ очень неустойчив при комнатной температуре, разлагаться на висмут и водород начинает при температуре гораздо ниже 0 °C, притом наличие висмута и водорода каталитизируют дальнейшее разложение висмутина (автокатализ). Соединение имеет пирамидальную структуру с углами между H-Bi-H примерно 90°^[2].

Термин висмутин также является основополагающим для семьи висмутоорганических соединений(III), общими для которых является формула BiR₃, где R — органический радикал. В качестве примера, Bi(CH₃)₃ — это соединение имеет название триметилвисмут.

Получение и свойства

В целом гидриды элементов V группы менее устойчивы, чем элементов IV и VI групп. При давлении в 1 атмосферу и температуре 300 °C в равновесной смеси находится около 3 % NH₃. Стибин и висмутин медленно разлагаются уже при комнатной температуре^[3]^:53.

BiH₃ получить достаточно сложно. Попытки синтезировать висмутин путём прямого взаимодействия атомарного водорода с элементарным висмутом не дали положительного результата^[3]^:53. Обычно его получают перегруппировкой металловисмутинов BiH₂Me (здесь Me = метил)^[4].

{\mathsf {3BiH_{2}Me\rightarrow 2BiH_{3}+BiMe_{3}}}

Метилвисмутин BiH₂Me также термически неустойчив. Его получают с помощью метилвисмута дихлорида, BiCl₂Me, восстанавливая его с помощью алюмогидрида лития LiAlH₄^[2].

В небольших количествах образуется при действии разбавленных кислот на висмутиды щелочных или щёлочноземельных металлов, однако получаемый таким способом висмутин крайне неустойчив и сразу разлагается. Это обстоятельство в течение полутора сотен лет мешало детально изучить химические свойства висмутина^[5].

Являясь гомологом арсина, BiH₃ имеет общую с ним тенденцию к резкому росту неустойчивости в присутствии элементов-образователей, соответственно висмута и водорода. Газ разлагается по реакции:

{\mathsf {2BiH_{3}\rightarrow 3H_{2}+2Bi,\ \Delta H_{278}^{0}=-278kJ/mol}}

Газ висмутин получается при использовании пробы Марша, при этом быстро разлагаясь и образуя висмутовое зеркало подобно арсину. Проба Марша может обнаруживать присутствие As, Sb и Bi. Различить эти три элемента можно по их растворимости в некоторых веществах: As растворяется в гипохлорите натрия NaOCl, Sb растворяется в полисульфиде аммония, а висмут не растворяется ни в одном из них^[4].

Использование и опасность соединения

Висмутин токсичен и нестабилен, что делает его получение сложным процессом, и по этой же причине практического применения висмутин не имеет. Его получают в основном для исследования или как побочный продукт при проведении пробы Марша на висмут. Для хранения висмутина необходимы низкие температуры.

Ссылки

↑ ¹ ² CRC Handbook of Chemistry and Physics. — 95th Ed. — CRC Press, 2014. — С. 4—52.
↑ ¹ ² Jerzembeck W. et al. Bismuthine BiH₃: Fact or Fiction? High-Resolution Infrared, Millimeter-Wave, and Ab Initio Studies (англ.) // Angew. Chem. Int. Ed. : journal. — 2002. — Vol. 41, no. 14. — P. 2550—2552. — doi:10.1002/1521-3773(20020715)41:14<2550::AID-ANIE2550>3.0.CO;2-B. Архивировано 5 января 2013 года.
↑ ¹ ² Н. А. Галактионова. Водород в металлах. — М.: Государственное научно-техническое издаательство по чёрной и цветной металлургии, 1959 г.
↑ ¹ ² Holleman A. F., Wiberg E. Inorganic Chemistry (англ.). — San Diego: Academic Press, 2001. — ISBN 0-12-352651-5.
↑ Некрасов Б. В. Основы общей химии (в двух томах) (рус.). — Изд. 2-е, стереотип. — М.: Химия, 1969 . — Т. 1. — С. 452.