Висмутин

Висмути́н (тригидри́д ви́смута, гидрид висмута) — неорганическое бинарное химическое соединение висмута с водородом, тяжёлый токсичный газ. Химическая формула H₃Bi или BiH₃. Соединение имеет пирамидальную структуру с углами между H-Bi-H примерно 90°. Это самый тяжёлый аналог аммиака в группе азота. Висмутин очень неустойчив при комнатной температуре, разложение на висмут и водород начинается при температурах гораздо ниже 0°C, притом присутствие микропримесей висмута и водорода значительно ускоряют дальнейшее разложение висмутина (автокатализ).

Структурная формула

Не следует путать с висмутитом — или висмутовым шпатом.

Не следует путать с висмутилом — неорганическим радикалом.

Газ висмутин получается в качестве побочного продукта при проведении пробы Марша, быстро разлагаясь подобно арсину и образуя зеркало висмута. Проба Марша может обнаруживать присутствие As, Sb, и Bi. Висмутин токсичен и нестабилен, что делает его получение сложным процессом, и по этой же причине практического применения висмутин не имеет. Для хранения висмутина необходимы низкие температуры.

Висмутин в определениях и коротких цитатах

	При прежних исследованиях все висмутовые минералы, за исключением самородного висмута, рассматривались как висмутин. Детальное минералогическое изучение показало, что относимые к висмутину минералы не являются однородными, а представляют собой группу, в которой наряду с собственно висмутином присутствуют висмутовые сульфосоли.:113
	— Марина Сахарова, «О висмутовых сульфосолях Устарасайского месторождения», 1955

	Гидриды элементов V группы менее стойки, чем элементов IV и VI групп. <...> Стибин и висмутин медленно разлагаются уже при комнатной температуре.:53
	— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959

	Попытки получить путём взаимодействия атомарного водорода с элементарным висмутом гидрид наиболее тяжёлого элемента этой группы — висмутин — не дали положительного результата.:53
	— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959

	BiH₃ способен гореть, образуя окись висмута. <...> Висмутин считается ещё более токсичным газом, чем стибин и арсин.:132
	— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959

	Положительный результат был получен Панетом при гидролизе сплава магния с радиоактивным изотопом висмута — торием C. При этом образоывались ничтожно малые количества висмутина BiH₃, которые были обнаружены только благодаря радиоактивности препарата.:132
	— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959

	Установлено, что гидрид полония, соответствующий, по-видимому, формуле PoH2, представляет собой бесцветный радиоактивный газ и по своим свойствам похож на висмутин BiH3 <так называемое диагональное родство>, хотя значительно более летуч.:147
	— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959

	Устойчивость гидридов с возрастанием порядкового номера элемента быстро понижается, так что SbH₃ и BiH₃ термически очень неустойчивы; последний можно получить только в следовых количествах.:II:346
	— Коттон Ф., Уилкинсон Дж. «Современная неорганическая химия» (том второй), 1961

	...соединения эти малоустойчивы, больший или меньший распад их на элементы имеет место уже в момент образования и поэтому практически они всегда выделяются в смеси с водородом. Особенно это относится к BiH₃, который из-за своей чрезвычайной неустойчивости почти не изучен.
	— Борис Некрасов, «Основы общей химии» (том 1), 1965

	Арсин, стибин и висмутин — более сильные восстановители, чем аммиак.:128
	— Алексей Молодкин, «Химия элементов IA-VIIIA», 2016

Висмутин в научной и научно-популярной прозе

Модель молекулы

Висмутин Bi2S3 представлен на месторождении двумя генерациями. Основная его масса связана с секущими кварцево-висмутиновыми жилами, в которых он образует сравнительно крупные (до 2-3 см) удлинённо-призматические кристаллы. Висмутин II развит в арсенопиритовой минеральной ассоциации, слагает мелкозернистые агрегаты и значительных скоплений не даёт. Наиболее интересной особенностью Устарасайского висмутина является постоянное присутствие в нём примеси Pb. Химический анализ висмутина обнаружил в нем 3,37% РЬ и 2,39% Sb. Постоянное присутствие в висмутине небольших количеств Pb подтверждается также данными спектрального и рентгено-химического анализов. Последним методом И. Б. Боровским для ряда образцов висмутина (восемь анализов) было установлено отношение Pb:Bi, составлявшее 0,01-0,05. В целом количество Pb и Sb невелико и не влияет на формулу минерала, принадлежность которого к висмутину подтверждается также оптическими данными и хорошим соответствием полученных для исследуемого минерала дебаеграмм стандартной дебаеграмме висмутина.:115

— Марина Сахарова, «О висмутовых сульфосолях Устарасайского месторождения», 1955

	Гидриды элементов V группы менее стойки, чем элементов IV и VI групп. При давлении 1 ат и температуре 300° в равновесной смеси находится около 3% NHз. Стибин и висмутин медленно разлагаются уже при комнатной температуре.:53
	— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959

	Попытки получить путём взаимодействия атомарного водорода с элементарным висмутом гидрид наиболее тяжёлого элемента этой группы — висмутин — не дали положительного результата. Гидриды элементов V группы менее стойки, чем элементов IV и VI групп.:53
	— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959

Большинство попыток приготовить водородные соединения висмута оказались неудачными. Так, не дал положительных результатов опыт по пропусканию водорода над слоями висмута или окиси висмута с платиновой чернью <мелкодисперсной платиной>; не удалось получить висмутин при взаимодействии элементарного висмута с атомарным водородом и целым рядом других окислов. Положительный результат был получен Панетом при гидролизе сплава магния с радиоактивным изотопом висмута — торием C. При этом образоывались ничтожно малые количества висмутина BiH₃, которые были обнаружены только благодаря радиоактивности препарата.:132

— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959

	Термическая диссоциация висмутина приводит к образованию металлического висмута. BiH₃ способен гореть, образуя окись висмута. <...> Структура BiH₃ не исследована вследствие его крайней нестойкости. Висмутин считается ещё более токсичным газом, чем стибин и арсин.:132
	— Надежда Галактионова, «Водород в металлах», 1959

Все элементы V группы образуют газообразные гидриды общей формулы MH₃, который можно получить <...> восстановлением сернокислых растворов мышьяка, сурьмы или висмута электроположительными металлами <проба Марша> или электролитически. Устойчивость гидридов с возрастанием порядкового номера элемента быстро понижается, так что SbH₃ и BiH₃ термически очень неустойчивы; последний можно получить только в следовых количествах.:II:346

— Коттон Ф., Уилкинсон Дж. «Современная неорганическая химия» (том второй), 1961

...всё же известны некоторые аналогичные нитридам и фосфидам арсениды, антимониды и висмутиды, например Mg3As2, Mg3Sb2 и Mg3Bi2. Действием на них разбавленных кислот могут быть получены аналогичные аммиаку и фосфину мышьяковистый («арсин»), сурьмянистый («стибин») и висмутистый («висмутин») водороды общей формулы ЭH₃. <...> Так как соединения эти малоустойчивы, больший или меньший распад их на элементы имеет место уже в момент образования и поэтому практически они всегда выделяются в смеси с водородом. Особенно это относится к BiH₃, который из-за своей чрезвычайной неустойчивости почти не изучен.

— Борис Некрасов, «Основы общей химии» (том 1), 1965

	Арсин, стибин и висмутин легко разлагаются при нагревании (H3Bi даже при комнатной температуре). При пропускании ЭН3 через нагретую стеклянную трубку на внутренней стороне трубки образуется зеркало с металлическим блеском. Распад арсина лежит в основе обнаружения As в судебной экспертизе (реакция Марше). <...> Арсин, стибин и висмутин — более сильные восстановители, чем аммиак.:128
	— Алексей Молодкин, «Химия элементов IA-VIIIA», 2016

	Соединение висмута с водородом висмутин чрезвычайно нестабильно. Висмутин, как и стибин, получается при действии кислоты на висмутиды <...>, но разлагается уже в момент получения; о его образовании судят по появлению налёта металлического висмута на стенках сосуда.:184
	— Марина Тер-Акопян, ‎Юлия Соколова, «Химия металлов», 2020

См. также

• Висмут
• Водород
• Розовый висмут
• Висмутовые белила
• Висмутовый блеск
• Стибин
• Арсин
• Фосфин
• Аммиак
• Хлороводород
• Проба Марша