
- •17.Элементы va группы: азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут. Общая характеристика элементов.
- •Получение: Получают либо взаимодействием солей с nh3 в водном растворе, либо действием газообразного или жидкого nh3 на твердые соли. Например, аммиачный комплекс меди образуется в результате реакции:
- •Получение: Чистый n2o3 может быть получен в виде голубой жидкости при низких температурах (–20 с) из эквимолекулярной смеси no и no2.
- •Химические свойства:
- •Строение:в газовой фазе планарная молекула азотистой кислоты существует в виде двух конфигураций цис- и транс-. При комнатной температуре преобладает транс-изомер.
- •Получение:
- •Химические свойства:Типичный кислотный оксид. N2o5 легко летуч и крайне неустойчив. Разложение происходит со взрывом, чаще всего — без видимых причин:
- •Строение:
- •Стибин, или гидрид сурьмы, SbH3 — ядовитый газ, образующийся в тех же условиях, что и арсин. При нагревании он еще легче, чем арсин, разлагается на сурьму и водород.
- •Синтез:
- •Физические свойства:
- •Химические свойства:
- •Металлургия
- •Катализаторы
- •Термоэлектрические материалы
- •Детекторы ядерных излучений
- •Легкоплавкие сплавы
- •Измерение магнитных полей
- •Производство полония-210
- •Химические источники тока
- •Обработка прочных металлов и сплавов
- •Ядерная энергетика
- •Магнитные материалы
- •Медицина
- •Пигменты
- •Косметика
Металлургия
Висмут имеет большое значение для производства так называемых «автоматных сталей», особенно нержавеющих, и очень облегчает их обработку резанием на станках-автоматах (токарных, фрезерных и др.) при концентрации висмута всего 0,003 %, в то же время не увеличивая склонность к коррозии. Висмут используют в сплавах на основе алюминия (примерно 0,01 %), эта добавка улучшает пластические свойства металла, резко упрощает его обработку.
Катализаторы
В производстве полимеров трёхокись висмута служит катализатором, и её применяют, в частности, при получении акриловых полимеров. При крекинге нефти некоторое применение находит оксид-хлорид висмута.
Термоэлектрические материалы
Монокристалл теллурида висмута
Висмут применяется в полупроводниковых материалах, используемых, в частности, в термоэлектрических приборах. К таким материалам относятся теллурид (термо-э.д.с. теллурида висмута 280 мкВ/К) и селенид висмута. Получен высокоэффективный материал на основе висмут-цезий-теллур для производства полупроводниковых холодильников суперпроцессоров.
Детекторы ядерных излучений
Некоторое значение для производства детекторов ядерного излучения имеет монокристаллический иодид висмута. Германат висмута (Bi4Ge3O12, краткое обозначение BGO) — распространённый сцинтилляционный материал, применяется в ядерной физике, физике высоких энергий, компьютерной томографии, геологии. Этот материал выгодно отличается от распространенных сцинтиляторов тем, что он радиационно стоек, имеет отличную временную стабильность и абсолютно негигроскопичен. Перспективным сцинтиллятором, обладающим высоким временным разрешением, является также галлат висмута Bi2Ga4O9. Его использование пока ограничено из-за сложности выращивания крупных монокристаллов.
Легкоплавкие сплавы
Сплавы висмута с другими легкоплавкими веществами (кадмием, оловом, свинцом, индием, таллием, ртутью, цинком и галлием) обладают очень низкой температурой плавления (некоторые — ниже температуры кипения воды, а наиболее легкоплавкий состав с висмутом имеет температуру плавления около +41 °C). Наиболее известны сплав Вуда и (не содержащий ядовитый кадмий) сплав Розе. Легкоплавкие сплавы используются как:
теплоносители;
припои;
детали устройств противопожарной сигнализации и автоматического пожаротушения;
специальные смазки, работающие в вакууме и в условиях высоких температур, когда органические смазки неприменимы;
детали клапанов, расплавление которых открывают сечение для протекания жидкостей и газов, например ракетных топлив;
предохранители в мощных электрических цепях;
уплотнительные прокладки в сверхвысоковакуумных установках;
фиксирующие материалы для сломанных костей конечностей в медицине;
термометрические жидкости в жидкостных термометрах;
материалы для изготовления выплавляемых моделей в литейном деле и т. д.
Измерение магнитных полей
Из металлического висмута особой чистоты изготавливают обмотки для измерения магнитных полей, так как электросопротивление висмута существенно и практически линейно зависит от магнитного поля, что позволяет измерять напряжённость внешнего магнитного поля, измеряя сопротивление обмотки, изготовленной из него.