У висмута – металла и самородного минерала – богатая на метаморфозы история: его считали разновидностью серебра, записывали в сурьмы, заставляли левитировать и пытались отучить от радиоактивности. Об этом и многом другом рассказала директор геолого-минералогического музея НИУ «БелГУ» Татьяна Липницкая.
Синтетические скелетные кристаллы висмута, которые можно увидеть в музее, были подарены университету музеем «Терра Минералия» (Фрайбергская горная академия, Германия). Студенты и аспиранты НИУ «БелГУ» привезли его с юбилейной конференции, посвящённой 250-летию академии. Выставляемый висмут обладает свойством, называемым «радужная побежалость»: он переливается всеми цветами спектра. Похожий эффект можно увидеть при нагревании и калении металлов, на окислившихся монетах. Именно благодаря радужной побежалости и необычному строению кристаллов, металл смог построить успешную актёрскую карьеру: висмут сыграл бесчисленное количество «философских камней» в фильмах про чародейство и алхимию.
Главный секрет висмута
Структура и цвет самородного висмута не похожи на разноцветные «греческие завитушки», выставляемые в музеях. Обычно висмут – минерал серого, белого или желтоватого цвета (отсюда и название – bisemutum, белая масса), проявляется зёрнами или наростами. Характерная ступенчатая структура появляется у висмута при плавлении, а точнее – при остывании. Кристаллы расширяются в объёме неравномерно: они «растут» по краям-рёбрам, создавая те самые ступеньки. Теоретически, красивый кристалл висмута можно выплавить в домашних условиях – конечно, если у вас завалялось достаточно сырья.
За радужные переливы отвечает оксидная плёнка. Известно, что племена инков использовали висмут для украшения своих мечей. Увы, история не сохранила для нас древнее название материала. Кстати, пирамиды мезоамерики имеют характерную ступенчатую структуру.
До 1739 года висмут не считался самостоятельным элементом, и только прусский первооткрыватель пирохимии Иоганн Генрих Потт смог опровергнуть представление о висмуте как нетипичном серебре или свинце. В разное время его так же считали видом сурьмы или олова. Из-за того, что висмут ошибочно относили к драгоценным камням, закрепилась традиция выставлять его в коллекциях отдельно от других руд и металлов. За сокращение Biи его популяризацию ответственен великий шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус.
Как перестать бояться и начать летать
Висмут – самый сильный диамагнетик: он всегда двигается не по направлению к магнитному полю, а против него. Маленький магнит, находящийся между двумя пластинами висмута, будет левитировать – парить на равном расстоянии от каждой из них. Образец висмута, подвешенный на тонкой нити, при попадании в магнитное поле будет стараться «убежать» от него в противоположную сторону. Увы, это свойство не помогло висмуту пробраться в число металлов, напрямую связанных с авиацией; однако он связан с ней косвенно – как часть сплавов на основе алюминия и материал для литья моделей. Висмут используется в клапанах подачи ракетного топлива.
Применяется он и в полупроводниковых материалах, предохранителях, как катализатор при крекинге нефти, в топливном деле и электронике. Висмут крайне распространён в медицине: его трёхокисью лечат желудочно-кишечные заболевания, её же используют для создания антисептиков и противоопухолевых препаратов. Есть висмут и в мази Вишневского – именно ксероформ, или трибромфенолат висмута, ответственен за серо-коричнево-жёлтый цвет, характерный запах и антисептическое действие знаменитого состава.
Удивительно, но элемент, использующийся в детекторах ядерного излучения, сам оказался радиоактивен! До появления сверхточной техники в начале нового тысячелетия эта гипотеза была недоказуемой. Более того, в 2003 году потребовалось множество перепроверок, чтобы убедиться, что висмут действительно не является самым стабильным изотопом и всё-таки «фонит». Однако период распада висмута настолько медленный, что составляет невыражаемое в цифрах число, большее возраста Вселенной на девять порядков. Ни один человек, даже ежедневно на протяжении ста лет контактирующий с висмутом, не способен облучиться им до угрожающих жизни последствий. Так что участники спортивной рыбалки, пользующиеся грузилами из висмута вместо токсичного и запрещённого на таких мероприятиях свинца, могут не бояться ни за своё здоровье, ни за сохранность окружающей среды.
Подготовил Даниил Говоров