硝酸氧鉍

硝酸氧鉍是一類名稱，適用於許多包含Bi³⁺，硝酸根離子和氧離子的化合物，可以認為是由Bi₂O₃、N₂O₅和H₂O形成的化合物。硝酸氧鉍的其他名稱包括次硝酸鉍和硝酸鉍酰。在較早的文獻中，硝酸氧鉍通常被簡單地描述為BiONO₃。硝酸氧鉍曾被稱為bismuti或bismutum subnitricum，並被用作白色顏料，用於美容護理以及用作內部和外部使用的溫和消毒劑。^[3][4]

硝酸氧鉍
IUPAC名 pentabismuth;oxygen(2-);nonahydroxide;tetranitrate
別名	鹼式硝酸鉍 次硝酸鉍 [USP:JAN]
識別
CAS號	1304-85-4（Bi5(OH)​9(NO3)​4O）  Y 10361-46-3（BiONO3）  Y
PubChem	73415757
ChemSpider	65321938
SMILES	[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[O-2].[Bi+3].[Bi+3].[Bi+3].[Bi+3].[Bi+3] [1]
InChI	1S/5Bi.4NO3.9H2O.O/c;;;;;4*2-1(3)4;;;;;;;;;;/h;;;;;;;;;9*1H2;/q5*+3;4*-1;;;;;;;;;;-2/p-9
InChIKey	QGWDKKHSDXWPET-UHFFFAOYSA-E[1]
ChEBI	31293
DrugBank	DB13209
MeSH	bismuth+subnitrate
性質
化學式	Bi5H9N4O22 (基本化學式) [1]
摩爾質量	1461.99 g/mol [1] g·mol⁻¹
密度	1.79 g/mL (H2O) [1]
熔點	260°C 時分解 [1]
沸點	260°C 時分解 [1]
溶解性（水）	不溶 [1]
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

一水合次硝酸鉍
IUPAC名 oxobismuthanyl nitrate;hydrate
識別
CAS號	13595-83-0（Bi(OH)2NO3）  Y
PubChem	129842132
SMILES	[N+](=O)([O-])O[Bi]=O.O
InChI	InChI=1S/Bi.NO3.H2O.O/c;2-1(3)4;;/h;;1H2;/q+1;-1;;
InChIKey	HFJNHTDBULDRRH-UHFFFAOYSA-N
性質
化學式	BiH2NO5 (基本化學式) [2]
摩爾質量	305 g/mol [2] g·mol⁻¹
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

一些化合物已經通過單晶研究進行了充分表徵，並發現它們包含八面體[Bi₆O_x(OH)_8−x]^(10-x)+陽離子。有間接證據表明，在Bi(H₂O)₈³⁺離子聚合後，水溶液中存在八面體陽離子Bi₆O₄(OH)₄^6+[4]或八面體Bi₆(OH)₁₂^6+[5]存在於酸性溶液中。^[6]離子Bi₆O₄(OH)₄⁶⁺在高氯酸鹽化合物Bi₆O₄(OH)₄ClO₄·7H₂O^[7]中發現，與八面體Sn₆O₄(OH)₄簇在氧化亞錫水合物3SnO·H₂O中呈等電子態。^[5]包含此的化合物為：

Bi₆O₄(HO)₄(NO₃)₆·H₂O^[8][9] (相當於BiONO₃·0.5 H₂O; Bi₂O₃.N₂O₅.H₂O )

Bi₆O₄(OH)₄(NO₃)₆.4H₂O^[10](相當於BiONO₃·H₂O; Bi₂O₃.N₂O₅.6H₂O )

[Bi₆O_4.5(OH)_3.5]₂(NO₃)₁₁ 包含兩個不同的陽離子，[Bi₆O₄(OH)₄]⁶⁺和[Bi₆O₅(OH)₃]^5+[11]

化合物Bi₆O₅(OH)₃(NO₃)₅.3H₂O(相當於6Bi₂O₃.5N₂O₅.9H₂O)也包含八面體單位，但是這次它們合併形成{[Bi₆O₅(OH)₃]⁵⁺}₂。^[12]

另外，某些硝酸氧鹽具有層狀結構（在鹵化鉍中也發現了常見的基序）：

Bi₂O₂(OH)NO₃ (相當於BiONO₃·0.5 H₂O) 包含"[Bi₂O₂]²⁺ 層^[13]

Bi₅O₇NO₃ 與β–Bi₅O₇I同構^[14]

陽離子簇結構

八面體離子在一個八面體的角處具有6個Bi³⁺離子。鉍原子之間沒有共價鍵，它們通過橋接O²⁻和OH⁻陰離子而保持在適當的位置，八個三角形面中的每一個的中心都橋接了三個鉍離子。鉍離子本質上是四個坐標，並位於平面正方形金字塔的頂點。從頭開始對Bi³⁺的水合機理及其結構進行理論研究，得出的結論是Bi³⁺離子上的孤對電子具有立體化學活性。^[15]

製備

硝酸硝酸鉍可由硝酸鉍製得。例如通過添加鹼或五水合物，BiNO₃·5H₂O與KOH的反應使硝酸鉍溶液水解，或五水合物的可控熱分解。

五水合硝酸鉍的熱分解過程分為以下幾個階段^[16]

當pH < 1時，Bi₆O₄(OH)₄(NO₃)₆.4H₂O (BiNO₃.H₂O)是第一個固體 產物，加熱時會生成Bi₆H₂O(NO₃)O₄(OH)₄ (BiNO₃. 0.5H₂O.

在pH 1.2和pH 1.8之間，會發生進一步的水解，並形成Bi₆O₅(OH)₃(NO₃)₅.3H₂O。

熱脫水的最終氮氧化產物被認為是Bi₅O₇NO₃,^[14]與β–Bi5O7I具有相同的層狀結構。^[17]氮氧化物熱分解的最終階段是氧化鉍，Bi₂O₃。