Бизмут (-{Bi}-, ) метал је -{V}-А групе. Име је добио по немачкој речи -{Wismut}- - заступљеност: бизмут је заступљен у земљиној кори у количини од 0,048 ppm (). Он је петовалентни, постпрелазни метал, хемијски сличан арсену и антимону. Елементарни бизмут се може јавити у природи, мада су његове најважније комерцијалне руде у виду његових сулфида и оксида. Најважнији минерали бизмута су: бизмутин -{Bi2S3}- и бизмутит -{(BiO)2CO3}-. Ове руде се најчешће јављају као споредни производ код добијања олова и бакра. Густина елементарног бизмута износи око 86% густине олова. То је крхки метал свело-сребрног сјаја када се свеже преломи, међутим стајањем на ваздуху поприми ружичасте трагове на површини због оксидације. Бизмут је најчешћи дијамагнетични елемент у природи, а има и најнижу вредност топлотне проводљивости међу свим металима. Чист бизмут је крх метал. Не реагује са кисеоником из ваздуха, као ни са водом. Раствара се у концентрованој азотној киселини.
Метал бизмут је познат човеку од античких времена, али се све до 18. века често замењивао са оловом и калајем, с којима дели неке физичке особине. Етимологија његовог имена није потпуно сигурна, али се сматра да потиче од арапске речи -{bi ismid}-, што значи да има особине сличне антимону или да потиче од немачке речи -{weisse Masse}- или -{Wismuth}- („бела маса”), што је средином 16. века било преведено на новолатински као -{bisemutum}-. Дуго се сматрало да је бизмут хемијски елемент са највишом атомским масом који је стабилан. Међутим, 2003. године научници су открили да је незнатно радиоактиван: његов једини примордијални изотоп бизмут-209 се распада алфа-распадом са временом полураспада милијарду пута дужим од процењене старости свемира. Бизмут има 35 изотопа чије се атомске масе налазе између 190—215. Постојан је само изотоп 209, који представља скоро 100% изотопског састава бизмута. У природи се јавља и изотоп 210 (око 50 ppm природног састава изотопа), који је радиоактиван.
На једињења бизмута отпада око половине укупне производње овог метала. Она се користе у козметици, као пигменти и у неким фармацеутским производима, међу којима је лек пепто-бисмол, кориштен против дијареје. Необична особина бизмута да се шири при смрзавању је корисна у више видова примене, као што је изливање типографских слова и знакова. Бизмут има необично слабу отровност међу тешким металима. Пошто је отровност олова дошла до изражаја последњих година, почеле су се значајније користити легуре бизмута (око трећине светске производње) као замена за олово. Основна намена бизмута је за додавање нискотопљивим рудама. Нека његова комплексна једињења имају примену као катализатори. -{Bi2O3}-, који је ружичасте боје, користи се у козметичкој индустрији. Бизмут нема биолошки значај. Налази се у костима и у крви, али тамо ничему не служи. Његове соли, као и оксиди, су неотровне.
Историја мини|лево|Алхемијски симбол који је користио Торберн Бергман 1775.
Назив бизмут потиче отприлике из 1660-их година, али је непознате и нејасне етимологије. Сматра се да је он један од првих 10 метала које је човек открио и користио. Име бизмут појављује се 1660-их из застарелих речи , , (почетак 16. века), а можда је повезан и са старонемачком речи -{hwiz}- („belo”). Новолатински (по Агриколи, који је латинизирао многе немачке речи из области рударства и технике генерално) је изведен из , а можда потиче од израза , „бела маса”. У давна времена овај елемент се често погрешно идентификовао као калај и олово, јер су њихове особине доста сличне. Бизмут је познат од античких времена, те се ни један научник не сматра његовим откривачем. Агрикола у делу -{De Natura Fossilium}- (око 1546) наводи да је бизмут засебан метал из породице метала која укључује калај и олово. Овај закључак засновао је на запажањима о металима и њиховим физичким особинама. Рудари из доба алхемије дали су бизмуту називе , односно „настајуће сребро”, у смислу да је то заправо сребро у процесу настанка у Земљи.
Почев са Јоханом Хајнрихом Потом 1738. године, Шелеом и Торберн Олофом Бергманом, разлика између олова и бизмута је била све јаснија и очитија, а Клод Франсоа Жофроа је 1753. демонстрирао да је овај метал различит од олова и калаја. Бизмут је био познат и старим Инкама, а користили су га (обично заједно са бакром и калајем) у посебној бронзаној легури за ножеве.
Особине мини|лево|Кристали бизмута, показују многе нијансе дугиних боја због оксида на површини мини|лево|Вештачки нарасли кристал бизмута са својом степеничастом кристалном структуром, крај коцке металног бизмута запремине 1 -{cm}-3
Физичке особине Чист бизмут је крхки метал, светле, сребрено-ружичасте нијансе у свом природном облику, док га његов оксид пасивизира дајући металу многе живе боје од жуте до плаве. Спирални кристали бизмута степенасте структуре резултат су велике брзине раста око спољних ивица у односу на унутрашње. Варијације дебљине оксидног слоја који се ствара на површини кристала узрок су различитих таласних дужина светлости која се одбија од површине, те се стога приказују готово све дугине боје. Када се запали у присуству кисеоника, бизмут гори плавим пламеном, а његов оксид даје жути пламен. Његова отровност за жива бића је знатно мања од његових суседа из периодног система као што су олово, антимон и полонијум.
За ниједан други метал није доказано да је природно више дијамагнетичан од бизмута. (Супердијамагнетизам је другачији физички феномен.) Међу свим другим металима, он има једну од најнижих вредности топлотне проводљивости (само манган и, можда, нептунијум и плутонијум имају ниже) те највиши Холов коефицијент. Бизмут такође има и врло високу вредност електричног отпора. Ако се на супстрат нанесу довољно танки слојеви бизмута, он постаје полупроводник, за разлику од осталих слабих метала.
Елементарни бизмут има већу густину у течном него у чврстом стању, особина коју дели са антимоном, германијумом, силицијумом и галијумом. При очвршћавању, течни бизмут се шири за око 3,32%; па је већ дуго у употреби као компонента типографских легура које се лако топе, где компензује скупљање других легираних компоненти, па се добијају готово изостатске бизмутско-оловне еутектске легуре. Иако га у природи готово да нема самородног, врло чисти облик бизмута може градити одређене лепо обојене кристале необичног облика. Он је релативно неотрован и има врло ниску тачку топљења од око 271,3 °C, те његови кристали могу расти чак и у пећи у домаћинству, мада тако настали кристали су углавном слабог квалитета у односу на кристале добијене у лабораторији.
На собној температури и нормалном притиску, бизмут има сличну структуру слојева као метални облици арсена и антимона, кристализирајући се у ромбохедралном (тригоналном) кристалном систему (Пирсонов симбол -{hR6}-, просторна група -{R3m br.}- 166), која се често сврстава у тригоналне или хексагоналне кристалне системе. Када се при собној температури компресује, ова -{Bi-I}- структура се прво претвори у моноклинску -{Bi-II}- при притиску од 2,55 -{GPa}-, касније у тетрагоналну -{Bi-III}- на 2,7 -{GPa}-, те напослетку у кубичну просторно центрирану -{Bi-IV}- при притиску од 7,7 -{GPa}-. Одговарајући прелази могу се надгледати преко промена у електричној проводљивости; пошто су оне испрекидане и репродуцибилне, те се такође могу искористити за фино подешавање опреме високог притиска.
Хемијске особине Бизмут је стабилан у присуству ваздуха и влаге из ваздуха при нормалним температурама. Међутим, када се усија, реагује с водом дајући бизмут(-{III}-)-оксид. -{2 Bi + 3 H2O → Bi2O3 + 3 H2}-
Он реагује са флуором дајући бизмут(V)-флуорид при 500 °C или бизмут(-{III}-)-флуорид при нижим температурама (обично из истопљеног -{Bi}-); док са другим халогеним даје само бизмут(-{III}-)-халиде. Трихалиди су корозивни и лако реагују са влагом дајући оксихалиде формуле -{BiOX}-. -{2 Bi + 3 X2 → 2 BiX3 (X = F, Cl, Br, I)}-
Бизмут се раствара у концентрираној сумпорној киселини дајући бизмут(-{III}-)-сулфат и сумпор-диоксид. -{6 H2SO4 + 2 Bi → 6 H2O + Bi2(SO4)3 + 3 SO2}-
Он реагује са азотном киселином дајући бизмут(III)-нитрат: -{Bi + 6 HNO3 → 3 H2O + 3 NO2 + Bi(NO3)3}-
Такође раствара се у хлороводоничној киселини, али само у присуству кисеоника: -{4 Bi + 3 O2 + 12 HCl → 4 BiCl3 + 6 H2O}-
Користи се и као реагенс при трансметалацији у синтези комплекса земноалкалних метала: -{3 Ba + 2 BiPh3 → 3 BaPh2 + 2 Bi}-
Изотопи Једини примордијални изотоп бизмута, бизмут-209 се дуго времена сматрао за најтежи стабилни изотоп од свих елемената, међутим такође се и сумњало да из теоретских разлога тај изотоп може бити и нестабилан. Ова претпоставка је коначно доказана 2003. године када су истраживачи на Институту за астрофизику свемира у француском граду Орсе, мерили алфа-зрачење те открили да је време полураспада изотопа бизмута-209 око 1,9 • 1019 година, што је преко милијарду пута дуже од тренутно процењене старости свемира.
Захваљујући свом изузетно дугом времену полураспада у свим досад кориштеним медицинским и индустријским апликацијама, бизмут се може сматрати као стабилан и нерадиоактиван елемент. Његова радиоактивност је предмет научног занимања и интереса, јер је он један од малобројних елемената чија се радиоактивност теоретски претпостављала и предвиђала пре него што је заиста откривена у лабораторији. Бизмут има и најдуже познато време полураспада алфа-распадом, мада изотоп телура-128 има време полураспада од преко 2,2 • 1024 година, али двоструким бета-распадом.
Постоји неколико изотопа бизмута са кратким временима полураспада, а јављају се у радиоактивном ланцу распадања актинијума, радијума и торијума, а многи од његових изотопа су вештачки синтетисани. Изотоп бизмут-213 се такође налази и у ланцу распада уранијума-233.
За комерцијалне сврхе, радиоактивни изотоп бизмут-213 се може добити бомбардовањем радијума са кочионим зрачењем фотона из линеарног убрзивача честица. Године 1997. антитело конјуговано са бизмутом-213, које има време полураспада од 45 минута, а распада се емисијом алфа-честице, користило се за лечење пацијената са леукемијом. Такође је покушано да се овај изотоп примени у лечењу рака, на пример, у програму циљане алфа терапије (ЦАТ).
Распрострањеност
мини|лево|250п|Минерал бизмит. У Земљиној кори, количина бизмута је око два пута већа од количине злата. Најважније руде бизмута су бизмутинит (бизмутин, -{Bi2S3}-) и бизмит (-{Bi2O3}-). Природни, елементарни бизмут пронађен је у Аустралији, Боливији и Кини.
Према подацима Америчког геолошког завода (-{USGS}-), светска рудничка производња бизмута у 2010. години била је 8.900 тона, а међу највећим произвођачима су Кина (6.500 тона), Перу (1.100 т) и Мексико (850 т). Производња рафинираног бизмута износила је 16.000 тона, од чега је Кина производила 13.000 т, Мексико 850 т и Белгија 800 тона. Разлика између ископаног и рафинираног метала осликава статус бизмута као нуспроизвода издвајања из руда других метала попут олова, бакра, калаја, молибдена и волфрама.
Бизмут у сировим оловним шипкама (које могу садржавати и до 10% бизмута) пролази кроз неколико фаза рафинирања, све док се потпуно не издвоји у Крол-Бетертоновом процесу којим се одвајају нечистоће у виду троске или електролитски у Бетсовом процесу. Бизмут се слично понаша и са другим главним металом, бакром. Сирови метални бизмут из оба процеса још увек садржи значајне количине других метала, претежно олова. Реакцијом тако истопљене мешавине са гасовитим хлором остали метали прелазе у своје хлориде док бизмут остаје непромењен. Нечистоће се такође могу уклонити и многим другим методама на пример са флуксом и третманима којима се добија метални бизмут велике чистоће (преко 99% -{Bi}-). Светска производња бизмута из рафинеријских постројења је знатно обухватнија и поузданија статистика у односу на рудничку производњу.
Цена мини|лево|250п|Светска рудничка производња и годишње просечне цене бизмута (Њујоршка берза, неусклађено за инфлацију).