caracterul special al bismutului a fost apreciat cu adevărat doar în ultimii 25 de ani. Înainte de aceasta, studiile chimice ale acestui element se refereau mai ales la aspectele anorganice tradiționale, cum ar fi abordarea chimiei acido–bazice și solide a halogenurilor și calcogenurilor, inclusiv bismutații lor corespunzători. Această lucrare a fost completată de câțiva compuși simpli de coordonare și specii de organobismut și primii pași în compuși neobișnuiți cu policații și polianioni.aprecierea mai recentă și mai mare a avut loc datorită conștientizării compușilor de bismut foarte excepționali, ale căror proprietăți fizice și chimice nu sunt ca cele caracteristice altor elemente și au impact asupra multor discipline științifice din chimie, fizică și știința materialelor. Bismutul este unul dintre cele mai grele elemente esențiale neradioactive ale tabelului Periodic (209Bi are un timp de înjumătățire de 2,01 1019 ani!) și, ca atare, posedă o cuplare enormă spin–orbită. Acest element prezintă, de asemenea, o pereche de electroni singuri 6S2 activi stereochimic, poate adopta o mare diversitate de numere de coordonare și moduri de legătură, formează compuși cu o gamă largă de nuclearități și are capacitatea de a adopta toate stările oxidate și reduse de la 5+ la 3– în compuși cu interacțiuni bismut–bismut, bismut–metal și bismut–nemetal. Pentru a evidenția unele dintre atributele incredibile ale bismutului, prezentăm acest forum de Chimie Anorganică, „bismutul—elementul Magic”, pentru a prezenta diversitatea compușilor săi care se întinde pe variantele hibride anorganice, organoelemente și anorganice–organice și pentru a sublinia potențialul imens de progrese care există încă în studiile viitoare ale științei bazate pe bismut.

Din punct de vedere chimic fundamental, se recunoaște apariția unor noi clase de compuși de bismut cu structuri și proprietăți chimice foarte neobișnuite care au apărut din noile concepte sintetice. Pe lângă polianionii și policările mari de bismut, aceasta include cuștile heteroatomice, cum ar fi compușii Bi–N raportați de Axel Schulz și colegii de muncă (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03221), sau clustere uriașe de oxid de bismut, cum ar fi cele prezentate în articol de Michael Mehring și coautori care raportează un cluster bi-o polinuclear dopat cu ceriu și degradarea acestuia la oxid de bismut dopat (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03240).

Mai multe articole din această problemă a Forumului aruncă o lumină asupra variabilității stărilor potențiale de oxidare a bismutului, a partenerilor de legare și a mediilor de coordonare, care au fost mult subestimate de mult timp. În prezent se dezvoltă noi catalizatori pe bază de bismut care prezintă un potențial remarcabil de activare a legăturilor, iar compușii relevanți cu noi motive de coordonare sunt în curs de investigare pentru a extinde în continuare acest domeniu. În articolul lor de pe Forum despre structura, heteroaromaticitatea și aciditatea Lewis a bismepinelor, Lichtenberg și coautorii discută proprietățile compușilor de bismut neutru și cationic (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03189).

o altă direcție extrem de actuală a cercetării bismutului abordează materiale noi. Proprietatea bismutului fiind un element de perioadă 6—adică un element care este afectat de efecte relativiste–îl face la fel de special ca vecinii săi 6s-6p taliu, plumb și poloniu, dar fără a fi la fel de toxic. Prin urmare, este un candidat perfect pentru dezvoltarea compușilor funcționali și a materialelor care pot fi, de asemenea, durabile. Acest lucru este valabil mai ales pentru materialele de celule fotovoltaice legate de perovskit care ar putea înlocui compușii de plumb populari, dar toxici, care sunt abordați de mai multe articole din această problemă a Forumului. Acestea includ rapoarte despre trihalide de bismut de la Canepa, Cheetham și coautori (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03214), precum și Mao, Seshadri și coautori (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03415), multinar halogenido bismuthates de Heine și coautori (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03287) și un cadru metal–organic Semiconductor bi2o2(C4O4) pregătit de Horcajada și coautori (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03290).

utilizarea potențială a bismutaților halido polari în special ca materiale dielectrice și optice neliniare motivează, de asemenea, investigarea proprietăților feroelectrice, așa cum este detaliat în articolul cuprinzător de Jakubas și colab. pe hibridul organic-anorganic pe bază de bismut (C2H5NH3)2 și tranzițiile sale de fază (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03193). Mai mult, bismutul se găsește în unele dintre cele mai performante materiale termoelectrice; de exemplu, Schulz și coautorii raportează despre noi metode de sinteză la temperatură scăzută pe bază de ioni lichizi a nanoparticulelor de calcogenură de bismut cristalin de fază pură (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03060). În plus, enormele efecte de cuplare spin–orbită ale elementului sunt responsabile pentru proprietățile topologice și cuantice ale materialului, un câmp care era practic necunoscut în urmă cu un deceniu. Acest lucru este analizat în mod cuprinzător în articolul de Anna Isaeva și Michael Ruck (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03461).

abordările sintetice contemporane și inovatoare au dus la extinderi suplimentare în dezvoltarea de noi solide pe bază de bismut. Pe lângă aplicarea sintezei la temperaturi scăzute, cum ar fi metodele ionic-lichide menționate mai sus, utilizarea tehnicilor de flux de bismut s-a adăugat la acest aspect în ultimii ani. Utilizarea elementului pentru prepararea MgNi2Bi4 metalic este descrisă de Latturner și coautori (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03196), iar sinteza bismutidelor multicomponente cu tranziție metalică care au fost preparate în acest mod este raportată de Ovchinnikov și Bobev (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b02881). Totuși, metodele convenționale pot fi, de asemenea, optimizate și utilizate într-un mod mai controlat pe baza studiilor aprofundate, care sunt abordate în articol de Nyman și coautori, care au studiat cationii de bismut ca un buton pentru a „regla” asamblarea și dezasamblarea controlată în sinteza anorganică și în natură (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03646).faptul remarcabil, după cum sa menționat mai devreme, că bismutul este cel mai greu metal neradioactiv din tabelul Periodic și este practic netoxic, motivează dezvoltarea unei bogății de variante de valoare potențială în medicină și asistență medicală. Într-adevăr, efectele astringente, antiseptice și diuretice ale compușilor săi au fost cunoscute și aplicate încă din vremurile alchimiste. Bine-cunoscutele Pepto-Bismol (subsalicilat de bismut) și De-Nol (subcitrat de bismut coloidal) sunt exemple celebre, dar cercetări mai recente au fost îndreptate spre dezvoltarea de noi agenți de contrast imagistici, compuși bioactivi de bismut ca medicamente antiinflamatorii, metalodruguri pentru combaterea leishmaniozei și agenți antitumorali și antimicrobieni. În acest context, gu, Zhao și coautorii raportează nanosheets de oxid de bismut ca radiosensibilizatori cu activitate asemănătoare catalazei pentru ameliorarea hipoxiei și radioterapia tumorală (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03280). Cu toate acestea, după cum subliniază, selectivitatea citotoxicității compușilor de bismut și efectul lor potențial asupra celulelor sănătoase sunt încă probleme. O discuție critică a bismutului ca metal” verde ” poate fi găsită într-un studiu cuprinzător privind activitatea antimicrobiană și citotoxicitatea complexelor tiolate de organobismut de Andrews și coautori (DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03550).având în vedere extinderea rapidă și continuă a cercetării legate de bismut, care reflectă, de asemenea, dorința instituțiilor de cercetare și a agențiilor de finanțare din întreaga lume de a o sprijini, această problemă a forumului nu este în niciun caz o imagine completă a ceea ce se face în chimia bismutului în aceste zile. Aici, ne-am propus să prezentăm o selecție reprezentativă de subiecte de către unii autori de primă clasă. Le mulțumim tuturor pentru contribuțiile lor fine și, cu această colecție de articole pe Forum, sperăm să stârnim apetitul pentru mai multe cercetări și dezvoltări continue ale fascinantei și „magiei” chimiei bismutului care se desfășoară pe tot globul.