a bizmut különleges jellegét csak az elmúlt 25 évben értékelték igazán. Ezt megelőzően ennek az elemnek a kémiai vizsgálata főként a hagyományos szervetlen szempontokhoz kapcsolódott, például a halidok és kalkogenidek sav–bázis és szilárdtest-kémiájához, beleértve azok megfelelő bismutátjait is. Ezt a munkát kiegészítették néhány egyszerű koordinációs vegyülettel és organobismut-fajjal, valamint az első lépések a polikációkkal és polianionokkal rendelkező Nem gyakori vegyületekbe.

az újabb, nagyobb elismerés történt, mert a tudatosság nagyon kivételes bizmut vegyületek, amelyek fizikai és kémiai tulajdonságai nem olyanok, mint a jellemző más elemek és hatással számos tudományágak kémia, fizika, és anyagtudomány. A bizmut a periódusos rendszer egyik legnehezebb, lényegében nem radioaktív eleme (209bi felezési ideje 2,01 × 1019 év!) és mint ilyen, hatalmas spin-orbit kapcsolattal rendelkezik. Ez az elem is mutat sztereokémiai aktív 6s2 magányos pár elektronok, képes elfogadni a sokféle koordinációs számok és kötési módok, alkot vegyületek széles körű nuklearitások, és képes elfogadni az összes oxidált és csökkentett Államok 5 + 3-in vegyületek bizmut-bizmut, bizmut-fém, és bizmut-nemfém kölcsönhatások. Kiemelni a hihetetlen attribútumok a bizmut, bemutatjuk ezt a Szervetlen Kémia Fórum, “Bizmut—A Mágikus Elem”, annak érdekében, hogy bemutassa a sokszínű vegyületek, amely felöleli szervetlen, organoelement, valamint szervetlen–szerves hibrid változatok, valamint, hogy hangsúlyozzák a hatalmas potenciál rejlik a fejlesztések, hogy léteznek még a jövőben tanulmányok a bizmut alapú tudomány.

alapvető kémiai szempontból felismerjük a bizmutvegyületek új osztályainak megjelenését, Nagyon ritka szerkezetekkel és kémiai tulajdonságokkal, amelyek új szintetikus fogalmakból merültek fel. A nagy bizmut polianionok és polikációk mellett ide tartoznak a heteroatomi sejtek, mint például az Axel Schulz és munkatársai által jelentett Bi-N vegyületek (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03221), vagy hatalmas bizmut oxido klaszterek, mint például a Michael Mehring és a coauthors cikkében bemutatott, cérium-adalékolt polinukleáris BI–O klaszterről, valamint annak adalékolt bizmut-oxidra történő lebontásáról (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03240).

Ezen a fórumon számos cikk rávilágított a bizmut potenciális oxidációs állapotainak, a kötő partnereknek és a koordinációs környezeteknek a változékonyságára, amelyeket már régóta alábecsültek. Jelenleg új bizmut alapú katalizátorokat fejlesztenek ki, amelyek figyelemre méltó bond-aktiválási potenciált mutatnak, és új koordinációs motívumokkal rendelkező releváns vegyületeket vizsgálnak a terület további bővítése érdekében. A bismepinek, a Lichtenberg és a coauthors szerkezetéről, heteroaromaticitásáról és Lewis savasságáról szóló Fórumcikkükben a semleges és kationos bizmutvegyületek tulajdonságairól beszélnek (DOI: 10.1021 / acs.inorgchem.9b03189).

a bizmutkutatás egy másik nagyon aktuális iránya az új anyagokkal foglalkozik. A bizmut tulajdonsága, hogy egy 6. periódusú elem-vagyis egy olyan elem, amelyet a relativisztikus hatások befolyásolnak–olyan különlegessé teszi, mint a 6S-6p szomszédai tallium, ólom és polónium, de anélkül, hogy annyira mérgező lenne. Ezért tökéletes jelölt a funkcionális vegyületek és anyagok kifejlesztésére, amelyek szintén fenntarthatóak lehetnek. Ez különösen igaz a perovskittal kapcsolatos fotovoltaikus cellás anyagokra, amelyek helyettesíthetik a jelenleg népszerű, de mérgező ólomvegyületeket, amelyet a fórum kérdésében több cikk foglalkozik. Ezek közé tartoznak a Canepa, Cheetham és coauthors bizmut-trihalidokról szóló jelentések (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03214), valamint Mao, Seshadri és társszerzők (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03415), Heine és coauthors (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03287), valamint egy félvezető Bi2O2(C4O4) fém–szerves keret, amelyet Horcajada és coauthors készített (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03290).

a különösen poláris halido-bismuthaták nemlineáris dielektromos és optikai anyagként való lehetséges alkalmazása szintén motiválja a ferroelektromos tulajdonságok vizsgálatát, amint azt Jakubas et al. a bizmut alapú szerves-szervetlen hibrid (C2H5NH3) 2 és fázisátmenetei (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03193). Ezenkívül a bizmut megtalálható néhány legjobban teljesítő termoelektromos anyagban; például Schulz és coauthors beszámolnak a fázistiszta kristályos bizmut kalcogenid nanorészecskék Ionos-folyadék alapú alacsony hőmérsékletű szintézisének új módszereiről (DOI: 10.1021 / acs.inorgchem.9b03060). Ezen kívül az elem hatalmas spin–orbit-kapcsolási hatásai felelősek a topológiai és kvantum-anyag tulajdonságokért, egy olyan területért, amely egy évtizeddel ezelőtt gyakorlatilag ismeretlen volt. Ezt átfogóan felméri Anna Isaeva és Michael Ruck (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03461).

a kortárs és innovatív szintetikus megközelítések további bővüléshez vezettek az új bizmut alapú szilárd anyagok kifejlesztésében. Az alacsony hőmérsékletű szintézis alkalmazása mellett, mint például a fent említett Ion-folyadék alapú módszerek, a bizmut-fluxus technikák alkalmazása az utóbbi években hozzáadta ezt a szempontot. Az elem fémes MgNi2Bi4 előállítására való felhasználását Latturner és coauthors írja le (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03196), valamint az így elkészített többkomponensű átmenet-fémtartalmú bizmuthidák szintézisét Ovchinnikov és Bobev (DOI: 10.1021/ACS.inorgchem.9b02881). Mégis, a hagyományos módszerek is optimalizált és alkalmazott egy kontrollált módon, amikor a mélyreható vizsgálatok, amely foglalkozik a cikkben Nyman és coauthors, aki tanulmányozta bizmut kationok, mint egy gomb “tune” a szabályozott szerelvény és szétszerelés szervetlen szintézis és a természetben (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03646).

az a figyelemre méltó tény, amint azt korábban megjegyeztük, hogy a bizmut a periódusos rendszer legnehezebb nem radioaktív fémje, és gyakorlatilag nem mérgező, motiválja az orvostudomány és az egészségügy potenciális értékének sokféle változatának kialakulását. A vegyületek összehúzó, antiszeptikus és vízhajtó hatása az alkimista idők óta ismert és alkalmazott. A jól ismert Pepto-Bismol (bizmut szubnitrátot), De-Nol (kolloid bizmut subcitrate) híres példa, de az újabb kutatások már irányul a fejlesztés új képalkotó kontrasztanyagok, bioaktív bizmut vegyületek, mint a gyulladáscsökkentő gyógyszerek, metallodrugs elleni leishmaniasis, valamint a tumorellenes illetve antimikrobiális szerek. Ebben az összefüggésben a Gu, Zhao és a coauthors a bizmut-oxid nanoheetekről a hipoxia enyhítésére és a tumor radioterápiára katalázszerű aktivitással rendelkező radioszenzitizátorokként számolnak be (DOI: 10.1021 / acs.inorgchem.9b03280). Amint azonban rámutatnak, a bizmutvegyületek citotoxicitásának szelektivitása és az egészséges sejtekre gyakorolt potenciális hatásuk továbbra is kérdés. A bizmut mint “zöld” fém kritikus megvitatása megtalálható egy átfogó tanulmányban az Andrews és coauthors organobismut-tiolát komplexek antimikrobiális aktivitásáról és citotoxicitásáról (DOI: 10.1021 / acs.inorgchem.9b03550).

tekintettel a bizmutokkal kapcsolatos kutatások gyors és folyamatos bővülésére, amely tükrözi a kutatóintézetek és a finanszírozó ügynökségek világszerte való támogatását, Ez a Fórumkérdés egyáltalán nem teljes kép arról, hogy mi történik a bizmut kémiában manapság. Az alábbiakban néhány első osztályú szerző reprezentatív témaválasztását kívántuk bemutatni. Köszönjük mindenkinek a remek hozzászólásokat, és ezzel a Fórumcikkek gyűjteményével reméljük, hogy még több kutatásra és a világ minden táján zajló lenyűgöző és “varázslatos” bizmutkémia folyamatos fejlesztéseire lesz szükségünk.