铋

化学性质

铋的化学性质和砷、锑相似，常温下不与水及氧作用，因此，铋在空气中稳定。在加热至熔点时，铋表面逐渐生成灰黑色的氧化物。金属铋可以在一定条件下和卤素直接反应生成三卤化铋。高温下，金属铋能和很多非金属及金属生成三价铋的化合物，铋的还原电势为正值，即在电动序中位于氢后，所以铋不和非氧化性酸反应。铋能溶于热的浓硫酸中，也能顺利地和硝酸反应。与砷、锑不同，铋有生成含氧酸盐的明显趋势，如硫酸铋、硝酸铋、砷酸铋等。铋不和碱反应。
需要指出的是，铋与氧化剂作用时通常只生成3价铋而不是5价铋。+5氧化态的铋远不如砷(V)以及锑(V)稳定。这不仅仅是因为铋的第IV电离能及第V电离能之和(9.776mJ·mol⁻¹)，而且还因为6s²的一个电子激发到6d空轨道需要很大的能量，所以由低氧化态的铋生成Bi(V)的化合物是很艰难的。
此外，铋还能形成原子簇化合物。
铋唯一的天然同位素铋是铋209，在传统上也被视为最重的稳定同位素，但它长期以来一直怀疑是不稳定的。在2003年最终表明，当研究人员在法国的l'Institut d'Astrophysique Spatiale d'Orsay，测得铋209的半衰期为1.9×10¹⁹ 年s ，相当于十亿倍于现在宇宙年龄。由于其特别长的半衰期，为所有目前已知的医疗和工业应用，铋可以被视为稳定的非放射性。而对它的放射性是纯粹是学术兴趣，因为铋是少数几个元素，它的放射性首先在理论上被怀疑而不会在实验室中被发现。铋具有最长已知α衰变半衰期，虽然碲-128具有双重β衰变以上的半衰期2.2×10²⁴ 年。
具有短半衰期的几种同位素也已被发现，可以衰变为锕，镭和钍。铋213还被发现衰变成铀233。
在商业上，放射性同位素铋-213可以通过一个子直线粒子加速器轰击产生镭用制造辐射。在1997年，抗体结合物与铋213，其具有45分钟的半衰期和衰变与α粒子的排放，被用来治疗患者的白血病。这种同位素也已尝试了在癌症治疗中，例如，在靶向α治疗（TAT）程序。

化合物

铋形成三价和五价化合物，三价化合物更常见。 它的许多化学性质与砷和锑的化学性质相似，尽管它们的毒性低于那些较轻元素的衍生物。

氧化物和硫化物

在高温下，金属铋的蒸气与氧迅速结合，形成黄色三氧化物Bi₂O₃。当熔化在高于710℃的温度下，这种氧化物能够腐蚀任何金属氧化物，甚至是铂。在与碱反应时，它 形成两个种的酸根：BiO-
2，其聚合物为线性链；和BiO3-
3。Li₃BiO₃的负离子实际上是立方八聚体阴离子，Bi₈O24-
24，而Na₃BiO₃中的负离子是四聚体。
深红色铋(V)氧化物，Bi₂O₅，不稳定，加热时释放出O₂气体。化合物NaBiO₃是一种强氧化剂。
硫化铋(Bi₂S₃)天然存在于铋矿石中。它也是由熔融的铋和硫的组合产生的。
氯氧化铋(BiOCl)和硝酸氧铋(lll)(BiONO₃)以简单整数比表现为铋(III)阳离子(BiO+
)的阴离子盐，其通常存在于含水铋化合物中。 然而，在BiOCl的情况下，盐晶体形成Bi，O和Cl原子的交替板结构，每个氧与相邻平面中的四个铋原子配位。 这种矿物质化合物用作颜料和化妆品（见下文）。

氢化铋(III)和铋化物

与较轻的氮，磷和砷的致癌物不同，但与锑相似，铋不能形成稳定的氢化物。 氢化铋，铋(BiH₃)是在室温下自发分解的吸热化合物。它仅在-60°C以下稳定。铋化物是铋和其他金属之间的金属间化合物。
2014年，研究人员发现，铋钠可以作为一种物质形式存在，称为“三维拓扑狄拉克半金属”(3DTDS)，它具有散装的3D狄拉克费米子。 它是石墨烯的自然三维对应物，具有相似的电子迁移率和速度。 石墨烯和拓扑绝缘体(例如3DTDS中的那些)都是结晶材料，其内部电绝缘但在表面上导电，允许它们用作晶体管和其他电子器件。 而铋钠(Na₃Bi)太不稳定以至于不能用于没有封装的器件中，它可以展示3DTDS系统的潜在应用，其提供了与半导体和自旋电子学应用中的平面石墨烯不同的效率和制造优势。

卤化物

已知低氧化态的铋的卤化物采用不寻常的结构。 最初被认为是氯化铋(I)BiCl，是由Bi5+
9阳离子和BiCl5−
2和Bi₂Cl2−
8阴离子组成的复合物.Bi5+
9阳离子具有扭曲的三角形三角形棱柱分子几何结构， 并且也在Bi₁₀Hf₃Cl₁₈中找到，通过还原氯化铪(IV)和氯化铋与元素铋的混合物制备，具有[Bi⁺]、[Bi5+
9]、 [HfCl2−
6]₃结构。
其他多原子铋阳离子也是已知的，例如在Bi₈(AlCl₄)₂中发现的Bi8+
2。
铋也形成低价溴化物，其结构与“BiCl”相同。 有一种真正的单碘化物BiI，含有Bi₄I₄的链状单位。  BiI在加热到三碘化物，BiI₃和元素铋时分解。 同样结构的一溴化物也存在。在氧化态+3时，铋与所有卤素形成三卤化物：BiF₃，BiCl₃，BiBr₃和BiI₃。所有这些除BiF外3与水解离。
氯化铋(III)与氯化氢在乙醚溶液中反应生成酸HBiCl₄。
氧化态+5不太常见。 一种这样的化合物是BiF₅，一种强效的氧化和氟化剂。 它也是一种强氟化物受体，与四氟化氙反应形成XeF+
3阳离子：
BiF₅ + XeF₄→ XeF+
3 + BiF-
6

含水化合物

在水溶液中，Bi³⁺离子被溶剂化以形成水离子Bi(H₂O)3+
8
在强酸性条件下。在pH> 0时存在多核物质，其中最重要的被认为是八面体错合物[Bi₆O₄(OH)₄]⁶⁺。

产地和生产

在地壳中，铋元素大约是金元素的两倍的丰富。最主要的铋矿石来自砷铋矿和辉铋矿。自然铋矿的已知产地来自澳洲、波利维亚和中国。
美国地质调查局，在2016年的铋矿产量为10,200公吨，而最主要来自中国(7,400吨)、越南(2,000吨)、墨西哥(700吨)。而炼矿厂在2016炼出17100吨，中国、墨西哥、日本分别炼出11000、539、428吨。从上述差异显示，当铋为炼铜、锌、锡、钼、钨等副产品较采铋矿产量多，且较铋矿之来源更为可靠。
铋元素于炼铅的几个阶段，存在于粗铅原矿中(且高达10%的铋)，直到它在Kroll-Betterton过程主要分离如炉渣等杂质，或是在贝滋电解法中被提炼出来。铋的性质接近于其主金属矿如铜，生铋矿经过上述两种处理仍存有相当多其他金属(大多为铅)，借由将其熔融态之金属与氯气反应，使铋以外之金属产生氯化物。杂质也可透过助熔剂等多种方法，制备高纯度之铋金属(超过99%Bi)。

价格

除了20世纪70年代的飙升之外，20世纪的大部分时间，纯铋金属的价格相对稳定。 铋一直主要作为铅精炼的副产品生产，因此价格通常反映了回收成本和生产与需求之间的平衡。
在第二次世界大战之前，对铋的需求很小，并且 铋化合物药物被用于治疗消化不良、性传播疾病和烧伤等疾病。在用于消防喷淋系统和保险丝的易熔合金中消耗了少量的铋金属。 在第二次世界大战期间，铋被认为是一种战略材料，用于焊料，易熔合金，药物和原子研究。 为了稳定市场，生产商在战争期间将价格定为每磅1.25美元（2.75美元/公斤），从1950年到1964年，价格为每磅2.25美元（4.96美元/公斤）。
在70年代早期，由于对铋作为铝，铁和钢的冶金添加剂的需求增加，价格迅速上涨。 随后由于产量增加、消耗量稳定，以及1980年、1981年及1982年的经济衰退而价格下降。1984年，随着全球消费量的增加，价格开始攀升，特别是在美国和日本。在90年代早期，开始研究铋作为用铅的无毒替代品，如：陶瓷釉料、钓鱼沉降器、食品加工设备、管线应用的车床加工黄铜、润滑油脂和水禽狩猎。尽管美国政府支持更换铅，但这些方面使用率的增长在90年代中期依然缓慢，直到在2005年左右加剧，导致价格快速持续上涨。

回收

大多数铋是作为其他金属提取工艺的副产品生产的，包括铅的冶炼，以及钨和铜的冶炼。但有问题是其回收的可持续性。
曾经有人认为，铋可以从电子设备的焊接接头中实际回收。最近电子器件中焊料应用的效率增加，意味着焊料的量明显减少，因此再循环次数减少。 虽然从含银焊料中回收银可能仍然是有利的，但是回收铋的效益要差得多。
未来可行的回收方式，主要回收铋含量的相当大的催化剂，例如磷钼酸铋、用于镀锌的铋，以及作为加工的冶金添加剂。
在铋的广泛用途中，主要包括某些胃药（次水杨酸铋）、油漆（钒酸铋）、珠光化妆品（氯氧化铋(III)）和含铋子弹。从这些方法回收铋是不切实际的。