비스무트

비스무트
원소 정보
기호	{{{기호}}}
원자 번호	{{{번호}}}
원자의 성질
이온화 에너지	1차
물리적 성질
밀도	9.78
녹는점	271.5
끓는점	1564
융해열	11.30
기화열	179

개요

주기율표 15족 6주기 속하는 전이후 금속 원소로, 원소기호 Bi 원자번호는 83이다. 창연으로도 불린다.

동위 원소

자연계에서는 비스무트-209가 100% 존재하고, 나머지 Bi-210, 211, 212, 214, 215가 극미량 존재한다. 극미량 존재하는 동위체는 반감기가 짧아 잠깐 존재하므로 사실상 무시되도 좋다. 비스무트-209는 우라늄-238의 붕괴 생성물인 탈륨-210의 중성자 방출을 통해 생성된 탈륨-209에서 생성된다.

비스무트는 알파 붕괴를 하며 3.137 MeV의 에너지를 내뿜고 탈륨으로 붕괴한다. 하지만 비스무트-209는 반감기가 1.88971*10^19년이며, 반감기가 사실상 영원하기 때문에 방사선의 위험이 전혀 없다. 또한 우주의 나이의 13억 7000만배(태양계 나이의 41억 3800만배)나 되는 긴 반감기 덕분에 사실상 안정 동위 원소로 분류된다. 따라서 화학에서는 비스무트까지 안정 동위체로 분류된다. (물론 물리학에서는 납까지 안정 동위체로 분류된다.)

또한 원자량이 199를 넘어가는 동위체들 중에서 유일하게 비스무트-209는 자연계에 방출되어 해를 끼치지 않는 유일한 동위 원소이다. 이는 비스무트-209가 안정하여 방사선도 내뿜지 않으며, 독성도 없기 때문이다. 수은, 탈륨, 납은 독성이 강하고, 폴로늄부터는 방사성 동위 원소이므로 방사선을 내뿜어 위험하다. 우라늄과 토륨은 방사성 동위 원소이지만, 방사선은 약하지만 그 자체에 독성이 있다.

자연계에 존재량

비스무트는 독성이 없으므로 여러 산업에서 많이 이용되고 있지만, 자연계에서는 지각에 함유량이 48ppb로, 금의 12배, 은의 60%의 양에 불과한 희귀성 원소이다.

연간 7000~8500톤이 생산되며 순수한 광석으로 채굴할 때도 있지만, 대부분 아연, 납, 구리 등의 광석들을 재련할 때 나오는 부산물로 채취되며, 용도는 늘어나고 있지만, 비교적 희귀하므로 가격이 상승하는 자원이다.

성질

비스무트는 고체보다 액체가 밀도가 더 높다. 열 전도성이 수은 다음으로 2번째로 낮고, 모든 원소들 중 반자성이 가장 뛰어나다.

녹는점은 271.5도, 끓는점은 1564도이다. 밀도는 9.8g/cm^3이다.

용도

비스무트는 독성이 없고 전성과 연성이 뛰어나 다양한 산업에 이용된다.

주물 공장에서의 합금 용도, 친환경 합금 재료, 소방 장비, 무게 추 등에도 이용되며, 의약품에도 이용된다. 이는 비스무트가 독성이 없다는 가장 큰 장점 때문이다.

다만 희귀 금속이므로 매장량이 적다는 문제가 있다.