Висмут — металл с атомным номером 83, находящийся в пятой группе p-блоков периодической таблицы. Отличается высокой плотностью (≈9,78 г/см³), низкой теплопроводностью и слабой электро-проводностью по сравнению с типичными металлами. В твердом состоянии висмут имеет кристаллическую структуру ромбоэдрической формы с характерным розовато-белым металлическим блеском. При нагревании плавится при относительно низкой температуре 271,4 °C и кипит при 1560 °C. Металл практически не растворим в воде и устойчив к атмосферной коррозии, образуя пассивную оксидную пленку.
Химически висмут проявляет типичные свойства металлов и окислителей с различными кислотами и щелочами. Взаимодействует с концентрированной азотной кислотой с образованием нитрата висмута (Bi(NO₃)₃), растворим в кислотах, образуя соли тривалентного висмута. В щелочной среде способен образовывать комплексные соединения, например, висмутат натрия. Металлический висмут практически не проявляет токсичности, что отличает его от родственных элементов, таких как свинец или таллий.
Оксид висмута(III) Bi₂O₃ — желтое кристаллическое вещество, нерастворимое в воде, но растворимое в кислотах с образованием солей Bi³⁺. Обладает полиморфизмом: α-Bi₂O₃ устойчив при комнатной температуре, β- и γ-формы существуют при повышенных температурах. Используется как прекурсор для получения других соединений висмута и в керамической промышленности.
Гидроксид висмута(III) Bi(OH)₃ — амфотерное соединение, легко реагирующее с кислотами с образованием солей Bi³⁺ и с щелочами с образованием висмутатов. Би(OH)₃ применяется для синтеза фармацевтических препаратов на основе висмута и для получения комплексных соединений.
Нитрат висмута Bi(NO₃)₃ — белый кристаллический порошок, растворимый в воде и органических растворителях. Образуется при взаимодействии металлического висмута с азотной кислотой. Применяется как реагент в органическом синтезе, в аналитической химии и для приготовления других солей висмута.
Сульфат висмута Bi₂(SO₄)₃ — малорастворимое вещество, образуется при взаимодействии оксида висмута с концентрированной серной кислотой. Используется в производстве фармацевтических препаратов, обладающих антибактериальной активностью.
Галогениды висмута:
Органические соединения висмута (органовисмутовые комплексы) характеризуются связью Bi–C и проявляют специфическую реакционную способность. Применяются как катализаторы в синтезе органических соединений, а также в фармацевтической химии при разработке препаратов с антимикробной активностью. Среди таких соединений широко используются триарилвисмутовые и тетраарилвисмутовые производные.
Висмут и его соединения обладают уникальной фармакологической активностью, сочетающей низкую токсичность с антисептическими, вяжущими и противоязвенными свойствами. Наиболее известные препараты включают:
В фармацевтической химии особое внимание уделяется стабильности соединений висмута в водных растворах и их способности образовывать биодоступные комплексы. Биохимическая активность висмута связана с его способностью взаимодействовать с серосодержащими группами белков и ферментов, что обеспечивает локальный терапевтический эффект при минимальной системной токсичности.
Соединения висмута получают различными методами:
Контроль над размером частиц и степенью дисперсии соединений висмута критичен для фармацевтических форм, так как влияет на растворимость, биодоступность и терапевтическую эффективность препаратов.
В отличие от свинца и ртути, соединения висмута обладают низкой токсичностью и неаккумулируются в организме человека. Тем не менее, высокие дозы могут вызывать легкие гастроинтестинальные расстройства. Экологическая устойчивость соединений висмута обеспечивает возможность их безопасного использования в фармацевтике и медицине.