Bismuth

Le bismuth est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole Bi et de numéro atomique 83.

Définitions :

  • Métal fragile, d'un blanc gris à teinte rouge et qui cristallise facilement (source : fr.wiktionary)
Bismuth
PlombBismuthPolonium
Sb
 
 
83
Bi
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Bi
Uup
Table complèteTable étendue
Général
Nom, Symbole, Numéro Bismuth, Bi, 83
Série chimique métal pauvre
Groupe, Période, Bloc 15, 6, p
Masse volumique 9780 kg/m3
Couleur Argenté-irisé
Propriétés atomiques
Masse atomique 208,98038 u
Rayon atomique (calc) 160 (143) pm
Rayon de covalence 146 pm
Rayon de van der Waals 152 pm
Configuration électronique [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3
Électrons par niveau d'énergie 2,8,18,32,18,5
État (s) d'oxydation 3, 5
Oxyde acide
Structure cristalline Rhomboédrique
Propriétés physiques
État ordinaire Solide
Température de fusion 544,4 K
Température de vaporisation 1837 K
Énergie de fusion 11,3 kJ/mol
Énergie de vaporisation 104,8 kJ/mol
Volume molaire 21,31×10-6 m3/mol
Pression de la vapeur 0,627 mPa à 544 K
Vélocité du son 1790 m/s à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 2,02
Chaleur massique 122 J/ (kg·K)
Conductivité électrique 0,867×106 S/m
Conductivité thermique 7,87 W/ (m·K)
1e potentiel d'ionisation 703 kJ/mol
2e potentiel d'ionisation 1610 kJ/mol
3e potentiel d'ionisation 2466 kJ/mol
4e potentiel d'ionisation 4370 kJ/mol
5e potentiel d'ionisation 5400 kJ/mol
6e potentiel d'ionisation 8520 kJ/mol
7e potentiel d'ionisation {{{potentiel_ionisation7}}} kJ/mol
8e potentiel d'ionisation {{{potentiel_ionisation8}}} kJ/mol
9e potentiel d'ionisation {{{potentiel_ionisation9}}} kJ/mol
10e potentiel d'ionisation {{{potentiel_ionisation10}}} kJ/mol
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD
MeV
207Bi syn, 31,55 a β+ ε 2,399 207Pb
208Bi syn, 368 000 a ε 2,880 208Pb
209Bi 100% (19±2) ×1018 a α 3,14 205Tl
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le bismuth est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole Bi et de numéro atomique 83.

Longtemps confondu avec le plomb ou l'étain[1], il a été identifié en 1753 par Claude Geoffroy le Jeune qui l'a séparé du plomb.

C'est un métal dont tous les sels et les vapeurs sont toxiques, peu présent dans l'environnement (moins de 1 µg/m3 dans l'air rural, environ 1 mg/kg dans les sols, l'eau de boisson en apportant 5 à 20 µg/jour). Il est réputé présent en très faible proportion dans les organismes animaux, mais sa cinétique dans l'environnement et les organismes a été peu étudiée contrairement à celle d'autres métaux lourds. On ne lui connait pas d'utilité comme oligoélément.

C'est un sous-produit de l'extraction du plomb, du cuivre, de l'étain, de l'argent et de l'or. Les ressources en minerai exploitable en semblent limitées.

Son nom viendrait de l'allemand «Weisse Masse» (masse blanche).

Caractéristiques

Cristal de bismuth.

Radioactivité

Le seul isotope naturel du bismuth, le bismuth 209, a longtemps été reconnu comme le plus lourd de tous les isotopes stables. En réalité il a été montré en 2003[2] qu'il était radioactif avec une demi-vie considérable, de 19x1018 années, soit plus de 1 milliard de fois l'âge estimé de l'Univers !
Ce caractère instable avait été prévu théoriquement. Il se désintègre par transition α d'énergie 3,14 MeV pour donner du thallium 205, stable.

Du fait de sa très grande demi-vie, il doit systématiquement être reconnu comme stable dans toutes ses applications. Mais sur le plan académique, cette découverte est importante étant donné que elle valide des prévisions théoriques. L'élément le plus lourd possédant des isotopes stables est par conséquent le plomb.

Toxicité pour l'homme

Son mode d'action physiopathologique a été peu étudié et n'est pas encore compris, mais en 1860, plus de 100 ans avant son interdiction quasi totale en France (en 1974), Antoine Bechamp (Contemporain de Pasteur, Professeur à Montpellier), dans sa Thèse de médecine («Préparation et les caractères du sous-nitrate de bismuth») en collaboration avec C. Saintpierre, mettait déjà en garde quant à la toxicité des sels de bismuth.

Des sels de bismuth dont le salicylate de bismuth ont été testés parentéralement aux humains contre la syphilis, avec des effets secondaires graves liés à sa toxicité (gingivostomatite avec «ligne de bismuth» (taches noires sur les gencives, haleine fétide, salivation), dégâts sur le foie, le rein, et en particulier effet neurotoxiques affectant la totalité du système nerveux central. À la différence des autres métaux lourds, ses effets toxiques semblent disparaitre après quelques mois, mais ses effets sur l'embryon ou le fœtus ne semblent pas avoir été étudiés, pas plus que ses impacts sur les ouvriers qui y ont été exposés. Ses vapeurs sont toxiques.

Antidotes : chélateurs, La D-pénicillamine et son dérivé N-acétyl sont des antidotes qui se sont montrés efficaces sur la souris intoxiquée par du citrate de bismuth par voie intrapéritoéale[3].

Le bismuth ingéré n'est presque pas retrouvé dans le plasma (normalement inférieure à 1 ron 10), ce qui montre qu'il est partiellement absorbé par le tube digestif.

En dépit de mises en garde datant de plus d'un siècle, le bismuth était avant 1974 utilisé à posologie élevée, sans période d'interruption, sans aucune limitation de durée. Des précautions d'emploi édictées dès avant 1910 demandaient qu'à cause de sa toxicité, le bismuth soit prescrit en cures discontinues, mais laboratoires et médecins ont encouragé son usage thérapeutique qui en 10 ans (de 1964 à 1974) avait doublé atteignant 800 t/an en France.

Les progrès de l'épidémiologie ont permis en France dès 1974 d'attribuer de manière certaine à l'ingestion de bismuth médicamenteux des encéphalopathies survenant le plus souvent en 2 phases : une phase prodromique (troubles non spécifiques de type asthénie, insomnie, céphalées perte de mémoire) précédant une phase aigüe (avec des troubles neurologiques graves rappelant les symptômes induits par d'autres métaux lourds tels que le plomb ou le mercure ; dysarthrie, ataxie, troubles de la marche, myoclonies, tremblements, désorientation, agitation, troubles de la mémoire, état confusionnel, hallucinations, convulsions.

Heureusement, l'interruption de la prise de Bismuth était suivie d'une amélioration clinique en quelques jour, avec cependant une persistance durant quelques mois d'asthénie, de problèmes de mémoire, de sommeil et/ou de céphalées.

Après environ un millier de cas repérés, en France, et d'autres en Australie, le Ministère de la Santé a finalement interdit le bismuth à haute dose dans les médicaments [référence nécessaire]. Il reste utilisé avec succès dans les affections de la sphère ORL à très faibles doses (oligothérapie), et, dans certains pays, par exemple sous forme de «sous-citrate de bismuth-colloïdal» (citrate (DENOL*) et complexe citrate de bismuth-ranitidine), seulement autorisés contre l'ulcère gastroduodénal où il semble assez toxique pour tuer la bactérie Helicobacter pylori qui induit le plus souvent ce type d'ulcère et qui est très résistante. Les doses de bismuth dans ce médicament sont cependant bien plus faibles que celles prescrite avant 1974 et chaque phase de traitement ne peut actuellement excéder un mois maximum avec entre deux traitements un arrêt minimal de deux mois.

Utilisations

Il a aussi été utilisé pour ignifuger des papiers ou polymères, et comme catalyseur, par exemple pour la vulcanisation du caoutchouc.

Voir aussi

Cristaux de bismuth

Notes et références

  1. abc Bismuth, propriétés chimiques, effets sur la santé et l'environnement
  2. Pierre de Marcillac, Noël Coron, Gérard Dambier, Jacques Leblanc, and Jean-Pierre Moalic,  «Experimental detection of α-particles from the radioactive decay of natural bismuth», dans Nature, vol.  422, avril 2003, p.  876–878 [lien DOI]..
  3. CAT. INIST

Lien externe

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"... de bismuth de masse impaire, ..."

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