Le bismuth natif est un corps chimique simple semi-métal de formule , une espèce minérale de la catégorie des éléments natifs correspondant au bismuth. Il contient fréquemment des traces d'arsenic et d'antimoine, de soufre et d'argent, de tellure, de fer, de plomb...
Ce minéral très rare, sectile et non malléable à température ambiante, fragile et très dense, opaque et de lustre métallique brillant, est caractéristique des veines géothermiques et hydrothermales, porteuses de sulfures mixtes de nickel et d'étain, de cobalt et d'argent, d'arsenic et d'uranium et des pegmatites granitiques à cassitérite, voire des veinules à topaze et à étain Sn et tungstène W. Il est presque toujours en masses lamellaires. Il fait partie du groupe de l'arsenic.
Historique de la description et de l'appellation thumb|gauche|Vieux cristaux réticulés et squelettiques de Bi natif, récolté au sommet du monticule du minerai de la mine Tellerhäuser, à Pöhla, District de la Montagne Noire (Schwarzenberg), Erzgebirge, Saxe, , collection particulière du |240x240px La première attestation de sa découverte en Europe occidentale daterait du dans le massif du Erzgebirge. Les mineurs saxons de la contrée du Schneeberg ont fourni des échantillons aux alchimistes, qui l'auraient partiellement identifié avec des corps proches de l'antimoine natif, d'où le nom allemand de Wismut ou Wismuth adapté de l'expression arabe bi ismid ou bi' ’ithmid, soit proche de l'antimoine natif ou ayant ses principales propriétésLe mot grec psidymos, probablement de même origine sémitique ou emprunté à l'origine par les arabes aux savoirs helléniques, signifie blanc d'argent ou blanc de plomb. Une étymologie populaire germanique du rapproche Wismuth de weisse Masse ou wisse Matte, signifiant blanche masse ou blanche matte ou masse semi-métallique sulfuré car les petits filons bismuthés partiellement réduit en bismuth décrits globalement pouvait apparaître sur le papier.. Une curieuse légende propose une étymologie obscure, selon le dictionnaire allemand Duden, afin d'expliquer le terme allemand actuel das Wismuth. Elle suppose un lieu-dit pastoral die Wiese, la prairie, ou plus précisément in der Wiesen devenu un quartier minier du Schneeberg, où aboutissait depuis le et surtout au une intense activité d'extraction et de transformation minière, qui serait désignée par le terme générique MuthLe verbe allemand muten, parent du grec môsthaï, aujourd'hui synonyme des verbes streben, tracten, begehren cumule surtout une signification psychologique d'effort et d'empressement, de courage et de persévérance, d'envie ou d'aspiration, de motivation et de convoitise, de volonté de recherche.. Il est vrai que la recherche et l'extraction minière nécessite une organisation spécifique, pour être efficace. Les chercheurs allemands ou pangermanistes ont également multiplié les propositions pour germaniser l'origine de ce semi-métal lourd pour gagner le plus grand prestige à leur métallurgie médiévale supposée nationale. Il en subsiste la proposition wîkschepel, mot signifiant en moyen-allemand "estropié, mutilé" en référence aux cristaux réticulés ou squelettiques du bismuth, bien plus commun malheureusement au laboratoire que sur le terrain minierIl est difficile d'assimiler les paysans mineurs médiévaux à des cristallographes héritiers de Romé de L'Isle, même s'ils sont curieux et observateurs. Ils sont bien plus proches des traditions séculaires techniques portés par des forgerons antiques ou des hommes de l'art, au sens d'ingénieurs. L'hypothèse la plus plausible est l'apport technique de spécialistes arabo-musulmans ou méditerranéens en la matière minière au et ..
Le topotype est toujours le district du Schneeberg dans l'Erzgebirge. Le savant et voyageur suisse Theophrastus Bombastus von Hohenheim (1493 - 1541) mieux connus sous son nom scientifique de Magnus Paracelsius ou Paracelse, mentionne dans ses écrits iatrochimiques le “bisemutum” en se référant à cette tradition latinisé, toutefois interprétée à l'emporte-pièceLe bisemutum ne serait attesté en 1529 en latin médiéval, selon le dictionnaire étymologique du français dirigé par Albert Dauzat pour les éditions Larousse..
Georg Bauer alias Agricola décrit avec précision l'extraction du minerai de bismutum. L'IMA ou association internationale de minéralogie retient la date de parution du De veteribus et novis metallis soit 1546 pour entériner la connaissance de la préparation de ce semi-métal, comme son existence constatée de visu à l'état naturel. Le bisemutum en latin médiéval des alchimistes est pourtant déjà décrit dans le De re metallica. Traduction française par A. France-Lanord (1992), éd. Gérard Kloop, Thionville. du précédent auteur en 1530. C'est pourquoi une hypothèse commune de son exploitation et de son emploi raffiné, assimilée à sa découverte, s'arrête avant le début du siècle en 1500. En France, il semble que Jean Bodin fasse connaître le bissemut dans ses publications posthumes en 1597Cette graphie respecte parfaitement en français la bonne prononciation latine classique, caractéristique des bonnes écoles scolastiques. Notez que bisemutum a pu être interprété selon une hermétique alchimiste et mystique comme "bis + mutum", soit "deux fois muet"..
Karl Scheele et Tobern Bergmann en 1775 dans le monde germanique, ou encore en France Claude Geoffroy le Jeune en 1753 décrivent pour les chimistes du siècle des Lumières l'extraction ou l'isolement de ce semi-métal purClaude François, petit fils d'Étienne François Geoffroy décrit le bismuth et l'assimile à un élément en son corps simple métallique.. Il s'agit d'un métal blanc-rougeâtre ou gris blanc, brillant et très dense, tendre, dur et cassant dont les cristaux sont grossièrement rhomboédriques. Le chanoine Réné Haüy a pu identifier la forme fondamentale en rhomboèdre aigu, à partir d'un échantillon natif du Bieberg.
Le bismuth natif, dénommé gediegener Wismuth ou encore gewachsener Wismuth en allemand, existait sous plusieurs formes selon les mineursCes expressions souvent anciennes ont été rapportés ou transcrit par les chimistes et minéralogistes Gmelin, Gerhard, Scopoli, Stütz, Brunnich... Jean-Baptiste Beurard, Dictionnaire allemand-français contenant les ternes propres à l'exploitation des mines, à la minéralogie et à la minéralogie, Chez Madame Hureau, Paris, 1809, page 533. : Wismuthwürfel, en cubes réticulés ou squelettiques Federwismuth, en barbe de plume ou encore ramuleux Dentritischer Wismut, en dendrites Taubenhalsiger Wismut, bismuth natif irisé Spiegelwismut ou Zeitiger Wismuth, bismuth natif en surface miroir, utilisable comme étain de glace. Sandigeswismuth en grains disséminés dans du sable ou autres grains de quartz Wismuthsanderz, bismuth natif en rognons dans des roches gréseuses Wismuthblümen, bismuth en fleurs ou poudre grossière souvent oxydés et peu récupérables. Wismuthblüthe, très pulvérulent donnant des fines particules oxydées ou oxydables facilement.
Le Wismutherz désignait le minerai banal de bismuth, incluant la bismuthinite et son cortège minéral. Le Wismuthglanz désignait le bismuth sulfuré. Le Vererderder Wismuth, Wismuthkalk, Wismuthmulm, Wismuthbeschlag étaient respectivement un bismuth déjà terreux, un bismuth oxydé comme la chaux, un bismuth décomposé en vase fluide ou en terreau, un bismuth à laver ou à rejeter, donc toute matière irrémédiablement oxydé, donc à laver et séparer sur les diverses schlagues rassemblant les déchets miniers qui ne pouvait être réduit de suite avec un charbon de bois spécifique et coûteux. Le verbe wismuthen signifie souder avec le bismuth pour le potier d'étain.
Cristallographie et cristallochimie Les cristaux denses et bien formés, rhomboédriques ou pseudo-cubiques, sont rares, toutefois il en existe de belle taille dépassant plusieurs centimètresIl existe des cristaux artificiels à architecture sophistiquée, œuvre de chimistes, qui a priori ne concerne pas cet article. Les hommes de l'art maîtrisent la croissance en amoncellement de pseudo-cubes, en structure tabulaires ou en trémies le plus souvent réticulées ou squelettiques, la matière semi-métallique étant revêtue d'une couche de protection chimique anti-oxydante, permettant de garder la couleur originale ou le lustre blanc argent du bismuth sans ternissement ou encore de colorer à façon la structure artificielle.. Très souvent indiscernables, les cristaux souvent imparfaits forment des agrégats arborescents ou réticulés généralement inclus, squelettiques et surtout massif à structure foliacée suivant le plan de clivage le plus aiséLe clivage peut être basal ou prismatique. Il est possible de détacher des groupes de lamelles au couteau.. Aussi ils se retrouvent presque toujours en masse lamellaire, dense et opaque, à éclat métallique brillant.
thumb|Exceptionnel échantillon monocristallin de Bi natif, gris doré et brillant, avec plan de clivage commun visible dans la fosse minière vingt à Llallagua, Province de Rafael Bustillo, Potosí en Bolivie. Taille Selon la classification de Dana, le bismuth fait partie du groupe de l'arsenic (01.03.01) de la catégorie des éléments natifs (premiers chiffres 01), comportant des corps simples ou composés d'éléments semi-métal ou non métal. Ce groupe homosymétrique, de groupe d'espace R m et de groupe ponctuel 2/m comporte sous le code respectif : 01.03.01.01 l'arsenic natif 01.03.01.02 l'antimoine natif 01.03.01.03 le stibarsen 01.03.01.04 le bismuth natif 01.03.01.05 la stistaïte
Il appartient selon la classification de Strunz au groupe de l'arsenic codé 01.CA.05, qui ne comporte que quatre membres déjà cités, sans la stistaïte.
Il possède la même réseau que l'antimoine semi-métal. Il est le métal minéral solide qui affiche la plus faible conductivité électrique et thermique.
Il est fortement diamagnétique. Les alliages du bismuth avec le manganèse permettent d'obtenir des aimants permanents.
Propriétés physiques et chimiques, toxicologie Ce semi-métal présente une coupe fraîche blanc d'argent métallique à reflets ou teinte légèrement roses ou rougeâtreLa cassure fraîche est souvent blanc rosé.. Mais il se ternit à l'air, se couvrant d'une couches d'oxydes semi-protectrices. Il prend alors des nuances irisées avec des teintes jaunes et rouges dominantes, parfois virant au gris-noir. La couche d'oxydes apparaît plus vite à l'air humide, mais elle n'est réellement stable qu'à l'air sec. La surface altéré en bismuthite est brun terne.
Le bismuth natif est parfois très pur. Chauffés, ses cristaux deviennent légèrement malléables. Il fond facilement alors vers - et cristallise par refroidissement. Le volume initial de la phase liquide augmente avec la solidification, ce qui est une propriété rare partagée avec l'eau. Mis sur un charbon ardent, il se volatilise, laissant un enduit jaune orangé à chaud, qui devient jaune citron à froid.
Chauffé au rouge, à l'air, il forme BiO jaune. La poudre de bismuth est réductrice, elle réagit facilement avec les halogènes et avec le gaz hydrogène. Ces composés notamment halogénés sont très volatils, c'est pourquoi le taux de dégagement de la matière rare à base de bismuth est estimé à plus d'un cinquième ou en masse dans les volcans actifs. Les poussières volcaniques contiendrait une proportion plus importante que dans la croûte terrestre. Le bismuth 210 radioactif, conjointement au plomb 210 et polonium 210, est d'ailleurs utilisé comme marqueur des aérosols volcaniques