Bismutano (BiH3) — Hidruro de bismuto: definición y propiedades

La bismutina, también conocida como bismutano, hidruro de bismuto y bismuturo de hidrógeno, es un compuesto químico. Su fórmula química es BiH₃. Tiene iones de bismuto e hidruro. El bismuto se encuentra en su estado de oxidación +3.

Estructura y naturaleza del enlace

BiH₃ pertenece a la familia de los hidrácidos o hidruros de los elementos del grupo 15 (pnictógenos), siendo el homólogo más pesado de la serie NH₃, PH₃, AsH₃ y SbH₃. Desde el punto de vista geométrico, se espera que la molécula tenga una geometría trigonal piramidal con un par de electrones no compartidos sobre el átomo de bismuto, de forma análoga a las otras aminas hidruro del grupo.

Propiedades físicas y estabilidad

• Estado físico: BiH₃ no es una sustancia estable en condiciones ambientales habituales; se ha detectado principalmente en la fase gaseosa y mediante técnicas de aislamiento en matrices a bajas temperaturas.
• Estabilidad: es muy inestable térmicamente y tiende a descomponerse espontáneamente en bismuto elemental e hidrógeno. Es mucho menos estable que los hidruros más ligeros del grupo 15 (por ejemplo, arsina o fosfina).
• Polaridad y enlaces: el enlace Bi–H presenta carácter polar y la naturaleza del enlace está entre covalente y parcialmente iónica; formalmente se asigna a Bi estado +3 e hidruro H⁻ en términos de asignación de estados de oxidación.

Obtención y métodos de síntesis

• BiH₃ se genera típicamente in situ en pequeñas cantidades mediante reducción de sales de bismuto con donantes de hidruro (por ejemplo, hidruros metálicos fuertes) a bajas temperaturas, o a través de reacciones que liberan hidruro enlazado al bismuto en fase gaseosa.
• Debido a su alta labilidad, no existe un método industrial de preparación ni almacenamiento convencional; la especie suele estudiarse por espectroscopía en fase gaseosa o en matrices criogénicas.

Reactividad química

• Descomposición: se descompone fácilmente según la ecuación global: 2 BiH₃ → 2 Bi (s) + 3 H₂ (g).
• Reacción con agua y oxígeno: reacciona con agua y oxidantes, liberando hidrógeno y formando derivados oxigenados del bismuto (por ejemplo, hidróxidos u óxidos), por lo que su manejo en presencia de humedad u oxígeno es peligroso.
• Agente reductor: como hidruro, puede comportarse como reductor en reacciones químicas, aunque su inestabilidad limita su uso práctico.

Usos y aplicaciones

No tiene aplicaciones comerciales significativas debido a su extrema inestabilidad y peligrosidad. Su interés es principalmente académico y espectroscópico: sirve para estudiar tendencias periódicas en los hidruros de los pnictógenos, la influencia del par de electrones libre y las propiedades electrónicas de compuestos de bismuto en fase gas o en matrices criogénicas.

Seguridad y riesgos

• Peligros: especies del tipo MH₃ (hidrururos pesados del grupo 15) suelen ser tóxicas; BiH₃ además libera H₂ al descomponerse, por lo que existe riesgo de inflamabilidad. Por su inestabilidad también puede presentar riesgos de liberación súbita de gas y formación de depósitos metálicos.
• Manipulación: solo debe manipularse por personal cualificado, en pequeñas cantidades y empleando técnicas de atmósfera inerte y control de temperatura, así como equipos de detección y contención adecuados.

Detección y estudio

La existencia y las propiedades de BiH₃ se han investigado principalmente mediante técnicas espectroscópicas (espectroscopía infrarroja, espectroscopía de masas y espectroscopía electrónica) y por estudios teóricos. Muchas observaciones se realizan con la especie aislada en matrices rígidas a muy baja temperatura para evitar su descomposición.

Resumen: BiH₃ (bismutina) es el hidruro más pesado del grupo 15; presenta estructura piramidal y el bismuto aparece formalmente en estado de oxidación +3. Es una especie muy inestable y de interés fundamental en investigación, pero sin aplicaciones prácticas debido a su reactividad y peligrosidad.

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