硝酸氧铋
硝酸氧铋 是一类名称,适用于许多包含Bi3+ ,硝酸根 离子和氧离子 的化合物,可以认为是由Bi2 O3 、N2 O5 和H2 O形成的化合物。硝酸氧铋的其他名称包括次硝酸铋 和硝酸铋酰 。在较早的文献中,硝酸氧铋通常被简单地描述为BiONO3 。硝酸氧铋曾被称为bismuti或bismutum subnitricum,并被用作白色颜料 ,用于美容护理以及用作内部和外部使用的温和消毒剂 。[ 3] [ 4]
一些化合物已经通过单晶研究进行了充分表征,并发现它们包含八面体 [Bi6 Ox (OH)8−x ](10-x)+ 阳离子。有间接证据表明,在Bi(H2 O)8 3+ 离子聚合后,水溶液中存在八面体阳离子Bi6 O4 (OH)4 6+ [ 4] 或八面体Bi6 (OH)12 6+ [ 5] 存在于酸性溶液中。离子Bi6 O4 (OH)4 6+ 在高氯酸盐化合物Bi6 O4 (OH)4 ClO4 ·7H2 O[ 7] 中发现,与八面体Sn6 O4 (OH)4 簇在氧化亚锡水合物3SnO·H2 O中呈等电子态。[ 5] 包含此的化合物为:
Bi6 O4 (HO)4 (NO3 )6 ·H2 O [ 8] [ 9] (相当于BiONO3 ·0.5 H2 O; Bi2 O3 .N2 O5 .H2 O )
Bi6 O4 (OH)4 (NO3 )6 .4H2 O [ 10] (相当于BiONO3 ·H2 O; Bi2 O3 .N2 O5 .6H2 O )
[Bi6 O4.5 (OH)3.5 ]2 (NO3 )11 包含两个不同的阳离子,[Bi6 O4 (OH)4 ]6+ 和[Bi6 O5 (OH)3 ]5+ [ 11]
化合物Bi6 O5 (OH)3 (NO3 )5 .3H2 O (相当于6Bi2 O3 .5N2 O5 .9H2 O)也包含八面体单位,但是这次它们合并形成{[Bi6 O5 (OH)3 ]5+ }2 。[ 12]
另外,某些硝酸氧盐具有层状结构(在卤化铋中也发现了常见的基序):
Bi2 O2 (OH)NO3 (相当于BiONO3 ·0.5 H2 O) 包含"[Bi2 O2 ]2+ 层[ 13]
Bi5 O7 NO3 与β–Bi5 O7 I同构[ 14]
阳离子簇结构
八面体离子在一个八面体 的角处具有6个Bi3+ 离子。铋原子之间没有共价键,它们通过桥接O2− 和OH− 阴离子而保持在适当的位置,八个三角形面中的每一个的中心都桥接了三个铋离子。铋离子本质上是四个坐标,并位于平面正方形金字塔的顶点。从头 开始对Bi3+ 的水合 机理及其结构进行理论研究,得出的结论是Bi3+ 离子上的孤对电子 具有立体化学 活性。[ 15]
制备
硝酸硝酸铋可由硝酸铋 制得。例如通过添加碱或五水合物,BiNO3 ·5H2 O与KOH的反应使硝酸铋溶液水解,或五水合物的可控热分解。
五水合硝酸铋的热分解 过程分为以下几个阶段[ 16]
当pH < 1时,Bi6 O4 (OH)4 (NO3 )6 .4H2 O (BiNO3 .H2 O)是第一个固体 产物,加热时会生成Bi6 H2 O(NO3 )O4 (OH)4 (BiNO3 . 0.5H2 O.
在pH 1.2和pH 1.8之间,会发生进一步的水解,并形成Bi6 O5 (OH)3 (NO3 )5 .3H2 O。
热脱水的最终氮氧化产物被认为是Bi5 O7 NO3 ,[ 14] 与β–Bi5O7I具有相同的层状结构。[ 17] 氮氧化物热分解的最终阶段是氧化铋,Bi2 O3 。
参考資料
^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 PubChem. Bismuth subnitrate . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. [2020-11-11 ] . (原始内容存档 于2020-11-09) (英语) .
^ 2.0 2.1 PubChem. Bismuth subnitrate monohydrate . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. [2020-11-23 ] . (原始内容存档 于2021-04-24) (英语) .
^ Sadler, Peter J. Chapter 1. Sykes, A.G. (编). ADVANCES IN INORGANIC CHEMISTRY, Volume 36. Academic Press. 1991. ISBN 0-12-023636-2 .
^ 4.0 4.1 Holleman, Arnold Frederik; Wiberg, Egon, Wiberg, Nils , 编, Inorganic Chemistry, 由Eagleson, Mary; Brewer, William翻译, San Diego/Berlin: Academic Press/De Gruyter: 771, 2001, ISBN 0-12-352651-5
^ 5.0 5.1 Greenwood, Norman Neill; Earnshaw, Alan. Chemistry of the elements . 2016. ISBN 978-0-7506-3365-9 . OCLC 1040112384 (英语) .
^ Godfrey, S.M.; et al. Chapter 4. Norman, N.C. (编). Chemistry of Arsenic, Antimony and Bismuth. Blackie Academic and Professional. 1998. ISBN 0 7514 0389 X .
^ Lazarini, F. Bismuth basic nitrate [Bi6(H2O)(NO3)O4(OH)4](NO3)5. Acta Crystallographica Section B. 1979, 35 (2): 448–450. ISSN 0567-7408 . doi:10.1107/S0567740879003745 .
^ Sundvall, Bengt; Elgsaeter, Arnljot; Oftedal, Gunnhild; Strand, Knut A.; Hoyer, Eberhard; Spiridonov, V. P.; Strand, T. G. Crystal and Molecular Structure of Tetraoxotetrahydroxobismuth(III) Nitrate Monohydrate, Bi6O4(HO)4(NO3)6.H2O.. Acta Chemica Scandinavica. 1979, 33a : 219–224. ISSN 0904-213X . doi:10.3891/acta.chem.scand.33a-0219 .
^ Lazarini, F. "Tetra-μ 3-hydroxo-tetra-μ 3-oxo-hexabismuth (III) nitrate tetrahydrate,[Bi 6 O 4 (OH) 4](NO 3) 6• 4H 2 O." Cryst. Struct. Comm 8 (1979): 69-74.
^ Nørlund Christensen, Axel; Lebech, Bente. Investigation of the crystal structure of a basic bismuth(iii) nitrate with the composition [Bi6O4(OH)4]0.54(1)[Bi6O5(OH)3]0.46(1)(NO3)5.54(1) (PDF) . Dalton Transactions . 2012, 41 (7): 1971 [2021-04-21 ] . ISSN 1477-9226 . doi:10.1039/c1dt11646k . (原始内容存档 (PDF) 于2019-06-06).
^ Lazarini, F. The crystal structure of a bismuth basic nitrate, [Bi6O5(OH)3](NO3)5.3H2O. Acta Crystallographica Section B . 1978, 34 (11): 3169–3173. ISSN 0567-7408 . doi:10.1107/S0567740878010419 .
^ Henry, Natacha, et al. "[Bi2O2] 2+ layers in Bi2O2 (OH)(NO3): synthesis and structure determination." Zeitschrift für Naturforschung. B, A journal of chemical sciences 60.3 (2005): 322-327
^ 14.0 14.1 Kodama, Hiroshi. Synthesis of a New Compound, Bi5O7NO3, by Thermal Decomposition. Journal of Solid State Chemistry . 1994, 112 (1): 27–30. ISSN 0022-4596 . doi:10.1006/jssc.1994.1259 .
^ Pye, C C; Gunasekara, C M; Rudolph, W W. An ab initio investigation of bismuth hydration . Canadian Journal of Chemistry . 2007, 85 (11): 945–950. ISSN 0008-4042 . doi:10.1139/v07-108 .
^ Lazarini, F. Thermal dehydration of some basic bismuth nitrates. Thermochimica Acta. 1981, 46 (1): 53–55. ISSN 0040-6031 . doi:10.1016/0040-6031(81)85076-9 .
^ Ziegler, P., M. Ströbele, and H-J. Meyer. "Crystal structure of pentabismuth heptaoxide nitrate, Bi5O7NO3." Zeitschrift für Kristallographie . New crystal structures 219.2 (2004): 91-92