Bizmut, periyodik tablonun 15. grubunda yer alan, atom numarası 83 olan, gümüşi beyaz pembeye çalan renkte, kırılgan bir post-geçiş metalidir. Tarih öncesi zamanlardan beri bilinmesine rağmen, farklı bir element olarak tanımlanması 1753 yılında Claude François Geoffroy tarafından yapılmıştır.

Sınıflandırma ve Temel Özellikler

Bizmut (Bi), periyodik tablonun 6. periyodunda, 15. grupta (pniktojenler grubu) azot, fosfor, arsenik ve antimonun altında yer alır. Bir post-geçiş metali olarak sınıflandırılır. Elektron dizilimi [Xe] 4f¹⁴5d¹⁰6s²6p³ şeklindedir. Oda sıcaklığında katı halde bulunur. Yüksek yoğunluklu (yaklaşık 9,79 g/cm³) bir metal olmasına rağmen oldukça kırılgandır. En dikkat çekici özelliklerinden biri, katılaştığında hacminin artmasıdır (su gibi). Ayrıca, tüm metaller arasında en yüksek diyamanyetik özelliğe (manyetik alana zıt yönde mıknatıslanma) sahip olanlardan biridir ve en düşük termal iletkenliğe sahip ikinci metaldir.

Keşfi

Bizmut, eski çağlardan beri bilinen bir elementtir ve Mısırlılar tarafından kozmetiklerde kullanılmıştır. Ancak uzun süre kurşun, antimon ve kalay gibi diğer metallerle karıştırılmıştır. 15. yüzyılda Alman keşiş Basil Valentine tarafından tanımlanmaya çalışılsa da, bizmutun kendine özgü bir metal olduğunun bilimsel olarak kanıtlanması ancak 1753 yılında Fransız kimyager Claude François Geoffroy (Genç Geoffroy olarak da bilinir) tarafından yapılmıştır. Geoffroy, bizmutun kurşun ve kalaydan farklı özelliklere sahip olduğunu göstermiştir.

^{Bizmut (Yapay Zeka İle Üretilmiştir.)}

Etimoloji

Bizmut kelimesinin kökeni tam olarak kesin olmamakla birlikte, genellikle Almanca kökenli olduğu kabul edilir. En yaygın teoriye göre, Almancada "beyaz kütle" anlamına gelen "weisse masse" veya "wisuth" kelimelerinden türemiştir ve bu, elementin oksitlerinin veya kendisinin görünümüne bir göndermedir. Bir diğer olası köken ise, yine Almancada "maden ocağındaki çayırlar" anlamına gelen ve bizmutun ilk çıkarıldığı yerlerden birine atıfta bulunan "in den Wiesen muten" ifadesidir.

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Bizmut, parlak, gümüşi beyaz renkte olup taze kırıldığında hafif pembemsi bir renk tonu sergiler. Yüzeyinde oluşan ince bir oksit tabakası nedeniyle çeşitli yanardöner renkler alabilir (özellikle laboratuvarda kristalize edildiğinde). Erime noktası 271,406 °C, kaynama noktası ise 1564 °C'dir. Atom yarıçapı yaklaşık 207 pm, elektronegatiflik değeri ise 1,9'dur. Elektron ilgisi 90,924 kj/mol olarak belirtilmiştir. Kırılgan bir metal olduğu için genellikle tek başına kullanılmaz, alaşımları daha yaygındır. Kuru havada kararlıdır, ancak nemli havada yavaşça oksitlenir. Yüksek sıcaklıklarda oksijenle reaksiyona girerek sarı renkli bizmut(III) oksit (Bi₂O₃) oluşturur. Asitlerde çözünür. Bileşiklerinde en yaygın ve kararlı oksidasyon durumu +3'tür, ancak +5 oksidasyon durumu da bilinmektedir (örneğin, sodyum bizmutat, NaBiO₃).

Doğada Bulunuşu

Bizmut, yerkabuğunda nispeten nadir bulunan bir elementtir; bolluğu yaklaşık olarak gümüş kadardır. Doğada hem serbest (native) metalik halde hem de çeşitli minerallerin içinde bulunur. En önemli bizmut mineralleri arasında bizmutinit (Bi₂S₃ - bizmut sülfür) ve bizmit (Bi₂O₃ - bizmut oksit) yer alır. Ayrıca bizmutotellürürler (örneğin tetradimit, Bi₂Te₂S) şeklinde de bulunabilir. Ticari olarak bizmutun büyük bir kısmı, kurşun, bakır, kalay, gümüş ve altın gibi metallerin cevherlerinin eritilmesi ve rafinasyonu sırasında bir yan ürün olarak elde edilir. Başlıca üretici ülkeler arasında Çin, Meksika, Peru ve Bolivya bulunmaktadır.

İzotopları

Bizmutun doğada bulunan tek bir birincil izotopu vardır: bizmut-209 (²⁰⁹Bi). Uzun bir süre ²⁰⁹Bi'nin bilinen en ağır kararlı izotop olduğu düşünülmüştür. Ancak 2003 yılında, bu izotopun aslında son derece uzun bir yarı ömre (yaklaşık 1.9 x 10¹⁹ yıl, yani evrenin yaşından çok daha uzun) sahip bir alfa yayıcı olduğu keşfedilmiştir. Bu yarı ömür o kadar uzundur ki, pratik amaçlar için ²⁰⁹Bi hala kararlı kabul edilir. Kaynakta önemli izotopu olarak ²⁰⁹Bi belirtilmiştir. Bunun dışında birçok yapay radyoaktif izotopu da sentezlenmiştir.

^{Bizmut Temsili (Yapay Zeka İle Üretilmiştir.)}

Kullanım Alanları

Bizmutun kendine has özellikleri ve düşük toksisitesi sayesinde çeşitli uygulamaları vardır:

• Düşük Erime Noktalı Alaşımlar: Bizmut, kalay, kurşun (kullanımı azalmaktadır), kadmiyum (kullanımı azalmaktadır), indiyum ve antimon gibi diğer metallerle karıştırıldığında çok düşük erime noktalarına sahip ötektik alaşımlar oluşturur. Wood metali (bizmut, kurşun, kalay, kadmiyum) ve Rose metali (bizmut, kurşun, kalay) gibi bu alaşımlar, yangın dedektörleri ve otomatik yangın söndürme sistemlerindeki sprinkler başlıklarında eriyebilir sigorta elemanları olarak, elektrik sigortalarında, lehimlerde ve kalıplamada kullanılır.
• İlaç ve Kozmetik: Bizmut subsalisilat ve bizmut subkarbonat gibi bizmut bileşikleri, mide rahatsızlıkları (hazımsızlık, ishal, mide ekşimesi) için kullanılan bazı popüler ilaçların (örneğin, Pepto-Bismol) aktif bileşenleridir. Ayrıca bazı kozmetik ürünlerinde (örneğin, sedefli pigment olarak bizmut oksiklorür, BiOCl) ve yara tedavisinde kullanılan bazı merhemlerde bulunur.
• Kurşun Yerine Kullanım: Bizmutun düşük toksisitesi, onu birçok uygulamada daha zehirli olan kurşunun yerine potansiyel bir alternatif yapmıştır. Örneğin, lehimlerde, av fişeklerinde, balıkçılık ağırlıklarında ve pirinç gibi alaşımlarda işlenebilirliği artırmak için kurşun yerine kullanılmaktadır.
• Katalizörler: Akrilonitril gibi bazı önemli kimyasalların üretiminde katalizör olarak kullanılır.
• Metalurji: Dökme demirde grafit oluşumunu teşvik etmek ve diğer metallerin işlenebilirliğini artırmak için katkı maddesi olarak kullanılır.
• Pigmentler: Bizmut vanadat (BiVO₄), parlak sarı bir pigment olarak boyalarda, plastiklerde ve kaplamalarda kullanılır.
• Yüksek Sıcaklık Süperiletkenleri: Bazı bakır oksit bazlı yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin üretiminde bizmut kullanılır.

Biyolojik Rolü ve Etkileri

Bizmutun bilinen bir biyolojik rolü yoktur. Genel olarak, bizmut ve çözünür bileşiklerinin toksisitesi diğer ağır metallere (örneğin kurşun, antimon, kadmiyum) kıyasla oldukça düşüktür. Bu düşük toksisite, tıbbi ve kozmetik uygulamalarda yaygın olarak kullanılmasının temel nedenlerinden biridir. Ancak, çok yüksek dozlarda veya uzun süreli maruziyette bazı yan etkiler (örneğin, böbrek hasarı, ciltte renk değişikliği) görülebilir. Toz halindeki bizmutun solunmasından kaçınılmalı ve elementle çalışılırken genel güvenlik önlemlerine uyulmalıdır.