BISMUTO

Nombre: Bismuto (supuestamente del alemán o alto alemán “Weissmasse” o “Weissmuth”, “masa blanca”) 

Símbolo: Bi

Grupo: 15

Período: 6

Bloque: p

Categoría: Metales de post-transición

Número atómico: 83

Masa atómica: 208,9804 u

Electrones por capa: 2, 8, 18, 32, 18, 5 

Electronegatividad: 2,02

Densidad: 9,78 gr/cc

Punto de Fusión: 271,3ºC

Punto de Ebullición: 1569ºC

Conductividad Térmica: 8 W (m·K) 

Conductividad Eléctrica: 770000  S/m 

Orden Magnético: Diamagnético

Estado Ordinario: Sólido

Estados de Oxidación: +3

Dureza Mohs: 2,25

Dureza Vickers: Sin datos

Dureza Brinell: 94,2 MPa

Isótopos más estables: Bi-209 (100% - elemento monoisotópico)

Descubridor: Claude François Geoffroy, francés (1735) 

En realidad, se lleva usando el Bismuto desde mucho antes de 1735, el mérito de Claude Geoffroy fue demostrar que era un elemento único, y no una “forma” o “compuesto” del Plomo, el Estaño o el Antimonio, metales a los que se asemeja por razones lógicas (todos son de la misma categoría). A tal punto ésto es así, que el propio nombre del metal es de origen alemán y hace alusión a su color, “Masa blanca”, o Weissmasse, Weissmuth, latinizado Bisimutum o Bismutum, del cual obtenemos el nombre en castellano, “Bismuto”. 

Es lo suficientemente noble químicamente como para aparecer nativo en la corteza terrestre, y su inercia química es tal que en cierto modo, se comporta como un metal semi-precioso (similar al Cobre o el Plomo). 

Tiene el átomo meta-estable (o estable, si consideramos el tiempo que tarda en desintegrarse mediante caída alfa) más pesado de toda la Tabla Periódica. El Torio, Uranio, Neptunio y Plutonio son aún más pesados, pero sus núcleos son eminentemente radiactivos. El Bismuto es tan inestable como sus vecinos, con la diferencia de que en su caso sí se ha encontrado “actividad”. En 2003 un equipo francés detectó caídas mediante la ruta de desprendimiento de partícula alfa en muestras de Bismuto, con la siguiente reacción:

Bi-209 >> Tl-205

Éste proceso es más de un billón de veces más lento que la edad estimada del Universo, por lo que a todos los efectos se puede considerar estable. 

El Bismuto aparece tanto en minerales Óxidos como la Bismita (Bi2O3) y la Bismutinita (Bi2S3), un Sulfuro, pero clasifica como chalcófilo (como la mayoría de metales de su categoría, salvo el Aluminio y dependiendo del contexto, el Estaño).

Durante mucho tiempo intenté que un artesano me forjara un anillo o como mínimo un colgante de Peltre con contenidos de Bismuto, pero ninguno se atrevió con el proyecto. 

El bismuto (Bi), elemento químico de número atómico 83, es un metal de post-transición del grupo 15 (pnictógenos) con una densidad de 9,78 g/cm³ y una abundancia de ~0,008 ppm en la corteza terrestre, lo que lo hace más raro que el plomo (Pb) o el estaño (Sn). Aunque conocido desde la Antigüedad, su reconocimiento como elemento químico distinto se atribuye al químico francés Claude Geoffroy el Joven en 1753, quien demostró que no era una forma de plomo, estaño o antimonio (Sb), metales con los que comparte similitudes por su pertenencia al bloque p. El nombre “bismuto” proviene del alemán Weissmuth o Weissmasse (“masa blanca”), latinizado como bismutum, aludiendo a su color gris-blancuzco con matices metálicos. Su descubrimiento marcó un hito en la química del siglo XVIII, clarificando su identidad frente a metales similares.

El uso del bismuto se remonta a civilizaciones antiguas, donde se confundía con plomo o estaño debido a su apariencia y propiedades, como su maleabilidad y punto de fusión moderado (271,4 °C). En la Edad Media, los alquimistas lo empleaban en aleaciones y cosméticos, aunque sin comprender su naturaleza elemental. Geoffroy, trabajando en París, aisló el bismuto puro y describió sus propiedades, publicando sus hallazgos en 1753, lo que lo consolidó como un elemento único. Su inercia química, que permite su existencia en forma nativa en la corteza terrestre, lo asemeja a metales semipreciosos como el cobre (Cu) o el plomo, clasificándolo como un metal calcófilo por su afinidad con el azufre, como se observa en minerales como la bismutinita (Bi₂S₃) y la bismita (Bi₂O₃).

El bismuto es notable por su estabilidad nuclear relativa. Su isótopo principal, Bi-209, es considerado prácticamente estable, aunque en 2003 un equipo francés detectó su desintegración alfa (Bi-209 → Tl-205 + α) con una vida media de 1,9 × 10¹⁹ años, más de un billón de veces la edad del universo (13,8 × 10⁹ años). Esto lo convierte en el elemento metaestable más pesado, a diferencia de los radiactivos torio (Th), uranio (U), neptunio (Np) y plutonio (Pu). Esta estabilidad, junto con su baja toxicidad (comparada con otros metales pesados como el plomo o el talio, Tl), ha permitido su uso en aplicaciones modernas, aunque su escasez (8.000 toneladas anuales en 2025) y costo (10–20 USD/kg) limitan su popularidad. Históricamente, el bismuto se usó en aleaciones como el peltre (Sn-Pb-Bi), pero su reactividad moderada y fragilidad han dificultado su empleo en joyería artesanal, como anillos o colgantes, debido a la reticencia de los artesanos a trabajar con un metal poco convencional.

El bismuto (Bi), elemento químico de número atómico 83, es un metal de post-transición del grupo 15 con una densidad de 9,78 g/cm³ y una abundancia de 0,008 ppm en la corteza terrestre. Conocido por su baja toxicidad y estabilidad química, el bismuto exhibe una notable resistencia a la corrosión, clasificándolo como un metal semi-noble, con un potencial de electrodo estándar (+0,317 V para Bi³⁺/Bi) superior al del cobre (Cu, +0,34 V), pero inferior a metales nobles como el oro (Au). Su punto de fusión moderado (271,4 °C) y maleabilidad permiten su uso en procesos tradicionales de fundición y soldadura, aunque su escasez (8.000 toneladas anuales en 2025) y costo (~10–20 USD/kg) limitan su aplicación. Su resistencia a la corrosión lo hace atractivo para usos específicos, como aleaciones y joyería.

El bismuto es altamente resistente en entornos comunes. En aire seco y húmedo, forma una fina capa de óxido de bismuto (Bi₂O₃) que actúa como barrera pasivadora, protegiendo el metal de una oxidación adicional. Es estable en agua dulce y salada, mostrando mínima solubilidad y resistencia a la corrosión en estos medios. El bismuto resiste ácidos reductores, como el ácido clorhídrico (HCl) y el ácido sulfúrico (H₂SO₄) diluido, a cualquier concentración, formando compuestos poco solubles que retardan el ataque químico. Sin embargo, el ácido fluorhídrico (HF) lo ataca debido a su capacidad para formar complejos fluorados. También es resistente a bases y álcalis, como el hidróxido de sodio (NaOH), incluso en soluciones concentradas a temperatura ambiente. En condiciones de alta temperatura, su reactividad aumenta, especialmente con halógenos (flúor, F₂; cloro, Cl₂; bromo, Br₂), formando halogenuros como el cloruro de bismuto (BiCl₃).

En aleaciones, el bismuto mejora la resistencia a la corrosión y la fluidez, siendo usado en bronces (Cu-Sn-Bi) y aleaciones de bajo punto de fusión, como la aleación de Wood (Bi-Pb-Sn-Cd), que aprovechan su baja temperatura de fusión. En joyería o bisutería, se incorpora en aleaciones como el peltre (Sn-Pb-Bi) para añadir durabilidad y un acabado brillante, aunque su fragilidad limita su uso en piezas puras. La estabilidad química del bismuto, junto con su baja toxicidad comparada con metales pesados como el plomo (Pb) o el talio (Tl), lo hace adecuado para aplicaciones donde la seguridad es prioritaria. Sin embargo, su reactividad en condiciones calientes y con halógenos requiere precauciones en entornos industriales específicos.

El bismuto (Bi), elemento químico de número atómico 83, es un metal de post-transición del grupo 15 con una densidad de 9,78 g/cm³ y una abundancia de 0,008 ppm en la corteza terrestre. Conocido por su baja toxicidad comparada con otros metales pesados como el plomo (Pb) o el talio (Tl), y su resistencia a la corrosión, el bismuto es utilizado principalmente como aleante en aplicaciones que aprovechan su bajo punto de fusión (271,4 °C) y compatibilidad química. Aunque su fragilidad (dureza Mohs ~2,25) limita su uso como metal puro en metalurgia, su producción global (8.000 toneladas anuales en 2025) y costo moderado (~10–20 USD/kg) lo hacen valioso en sectores industriales, militares y decorativos, a menudo como sustituto del plomo debido a preocupaciones ambientales y sanitarias.

En aleaciones, el bismuto es un componente clave en aleaciones eutécticas de bajo punto de fusión, como la aleación de Wood (50% Bi, 25% Pb, 12,5% Sn, 12,5% Cd) o la aleación de Rose (50% Bi, 28% Pb, 22% Sn), utilizadas en soldaduras, fusibles y contactos eléctricos. Estas aleaciones, con puntos de fusión tan bajos como 70–95 °C, son ideales para aplicaciones que requieren fluidez a bajas temperaturas, reemplazando al plomo en soldaduras (por ejemplo, 60% Bi-40% Sn) para reducir riesgos tóxicos. El bismuto es compatible con metales como el cadmio (Cd), estaño (Sn), indio (In), plomo, talio, mercurio (Hg) y galio (Ga), pero su afinidad con el zinc (Zn) y el aluminio (Al) es menor, resultando en aleaciones frágiles. En peltre (Sn-Pb-Bi), pequeñas cantidades de bismuto (1–2%) mejoran el brillo y la resistencia a la corrosión, aunque el antimonio (Sb) lo ha reemplazado en aplicaciones que requieren mayor tenacidad. En bronces (Cu-Sn-Bi), el bismuto (0,5–6%) aporta propiedades autolubricantes y resistencia a la corrosión, similares a los bronces al plomo, pero sin toxicidad. Su insolubilidad en cobre requiere su adición junto con estaño para facilitar el mecanizado y la formación de virutas.

En aplicaciones militares, el bismuto se usa como alternativa al plomo en municiones no tóxicas, combinado en aleaciones (por ejemplo, Bi-Sn) para balas y perdigones. El bismuto puro es demasiado frágil y se fragmentaría al disparar, pero las aleaciones ofrecen densidad suficiente (~9–10 g/cm³) para mantener energía cinética. En blindajes radiológicos, el bismuto es una alternativa al plomo y al carburo de wolframio (WC) en protección contra radiaciones ionizantes, como en salas de rayos X o contenedores nucleares, debido a su alto peso atómico (Z=83) y menor toxicidad. En joyería y decoración, el bismuto se emplea en aleaciones para piezas ornamentales, juguetes y bisutería, aprovechando su brillo metálico y seguridad, aunque su uso es raro debido a la fragilidad. Históricamente, las aleaciones de bismuto-manganeso (Bi-Mn) se usaban para fabricar imanes permanentes, pero han sido reemplazadas por materiales más eficientes.

El bismuto no moja el vidrio (no reacciona con SiO₂) y puede fundirse sin riesgos, ya que sus vapores no son tóxicos, a diferencia del plomo o el mercurio. Esta propiedad, junto con su estabilidad química, lo hace adecuado para aplicaciones donde la seguridad es prioritaria. En medicina, compuestos como el subsalicilato de bismuto (BiC₆H₅O₇) se utilizan en medicamentos para tratar afecciones gástricas, aprovechando su baja toxicidad. La versatilidad del bismuto, impulsada por su compatibilidad química y seguridad relativa, lo posiciona como un sustituto viable del plomo en un contexto de regulaciones ambientales estrictas, como RoHS, que limita el uso de metales tóxicos en electrónica.

El bismuto (Bi), elemento químico de número atómico 83, es un metal de post-transición del grupo 15 con una densidad de 9,78 g/cm³ y una abundancia de 0,008 ppm en la corteza terrestre. Su isótopo principal, Bi-209, es notable por ser el elemento más pesado considerado prácticamente estable, aunque en 2003 un equipo francés liderado por el Instituto de Física Nuclear de Orsay demostró que sufre desintegración alfa con una vida media extraordinariamente larga de aproximadamente 1,9 × 10¹⁹ años, más de un billón de veces la edad estimada del universo (13,8 × 10⁹ años). Este proceso, que convierte Bi-209 en talio-205 (Tl-205), destaca al bismuto como el elemento metaestable más pesado, en contraste con elementos más pesados como el torio (Th), uranio (U), neptunio (Np) y plutonio (Pu), que son claramente radiactivos.La desintegración alfa del Bi-209 ocurre mediante la emisión de una partícula alfa (dos protones y dos neutrones, equivalente a un núcleo de helio, He-4), transformándose en Tl-205 según la reacción:

Bi-209 → Tl-205 + α (He-4). 

Este proceso libera una energía de ~3,14 MeV, pero su probabilidad es extremadamente baja debido a la estabilidad del núcleo de Bi-209, atribuida a su configuración electrónica ([Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p³) y al efecto del par inerte, que estabiliza los electrones 6s y dificulta la ruptura nuclear. La vida media del Bi-209 es tan prolongada que, a efectos prácticos, se considera estable para aplicaciones industriales y químicas, como aleaciones eutécticas o medicamentos (subsalicilato de bismuto, BiC₆H₅O₇).El descubrimiento de esta desintegración, publicado en Nature en 2003, marcó un hito en la física nuclear, confirmando que el Bi-209 no es completamente estable, como se pensaba anteriormente. Los experimentos utilizaron detectores de alta sensibilidad para captar las raras emisiones alfa en muestras puras de bismuto, revelando su radiactividad mínima. Esta propiedad no afecta su uso práctico, dado que la actividad radiactiva (~0,025 desintegraciones por segundo por kg) es insignificante comparada con elementos como el uranio (U-238, ~12.400 desintegraciones por segundo por kg). La desintegración alfa del Bi-209 subraya su singularidad en la tabla periódica, posicionándolo como un puente entre los elementos estables y los radiactivos, y refuerza su interés científico en estudios de física nuclear y cosmoquímica.