鉍是一種稀有金屬,化學(xué)性質(zhì)類似于同屬氮族的砷和銻。鉍可以在自然界中找到,它的硫化物和氧化物是重要的商業(yè)礦石。純鉍的密度是純鉛的86%。它剛產(chǎn)出時是銀白色的易脆金屬,但表面氧化后呈粉紅色。鉍是天然的反磁性金屬,也是金屬中熱導(dǎo)率最低的元素之一。
鉍的化學(xué)性質(zhì)和砷、銻相似。常溫的鉍不會與空氣的水及氧反應(yīng),但熾熱的鉍會與水反應(yīng)生成氧化鉍:
2 Bi + 3 H2O → Bi2O3 + 3 H2
加熱至熔點(diǎn)時,鉍的表面逐漸生成灰黑色的氧化物。金屬鉍可以在一定條件下和鹵素直接反應(yīng),生成三鹵化鉍,但是鉍在500 °C下會與氟反應(yīng)生成五氟化鉍。三鹵化物具腐蝕性,容易與水分反應(yīng),生成化學(xué)式為BiOX的鹵氧化物。
4 Bi + 6 X2 → 4 BiX3 (X = F, Cl, Br, I)
4 BiX3 + 2 O2 → 4 BiOX + 4 X2
在高溫下,金屬鉍能與很多非金屬和金屬反應(yīng),生成三價鉍的化合物。鉍的還原電勢為正值,即在電動序中位于氫后,所以鉍不會與非氧化性酸反應(yīng)。鉍能溶于熱的濃硫酸中,生成硫酸鉍和二氧化硫(1);也可以與硝酸反應(yīng),生成硝酸鉍(2)。與砷、銻不同,鉍有生成含氧酸鹽的明顯趨勢,如硫酸鉍、硝酸鉍、砷酸鉍等。鉍不和堿反應(yīng)。
(1) 6 H2SO4 + 2 Bi → 6 H2O + Bi2(SO4)3 + 3 SO2
(2) Bi + 6 HNO3 → 3 H2O + 3 NO2 + Bi(NO3)3
鉍也可以在氧的存在下溶于鹽酸:
4 Bi + 3 O2 + 12 HCl → 4 BiCl3 + 6 H2O