氯氧化铋

氯氧化铋是一种无机化合物，化学式为BiOCl。它是一种有光泽的白色固体，自古代起便已有使用，尤其是在古埃及。其板状结构的光波干涉产生类似于珍珠的珠光彩虹光反射。

氯氧化铋
别名	氯化氧铋 氧氯化铋
识别
CAS号	7787-59-9  Y
PubChem	6328152
ChemSpider	10606415
SMILES	Cl[Bi]=O
InChI	1/Bi.ClH.O/h;1H;/q+1;;/p-1/rBiClO/c2-1-3
InChIKey	GLQBXSIPUULYOG-JKOFJLRAAJ
性质
化学式	BiOCl
密度	7.36 g/cm3（测量） 7.78 g/cm3（计算）[1]
溶解性（水）	难溶
结构
晶体结构	四方晶系, tP6[2]
空间群	P4/nmm, No. 129
晶格常数	a = 0.3887 nm, c = 0.7354 nm
危险性
GHS危险性符号
GHS提示词	警告
H-术语	H315, H319, H335
P-术语	P261, P264, P271, P280, P302+352, P304+340, P305+351+338, P312, P321, P332+313, P337+313, P362, P403+233, P405
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

BiOCl在自然界中以罕见矿物氯铋矿（英语：bismoclite）的形式存在，该矿物存在于氟氯铅矿（英语：matlockite）矿群中。^[3]

结构

氯氧化铋的结构可以认为由层状的Cl⁻、Bi³⁺以及O²⁻构成（分别对应右侧图中的灰色(Bi)、红色(O)和绿色(Cl)的离子）。这些离子按Cl-Bi-O-Bi-Cl-Cl-Bi-O-Bi-Cl的模式排序，有着胶体的Cl⁻与O²⁻以及阳离子Bi³⁺。这种层状结构产生了这种材料的珠光性质。

就单个离子的配位环境来说，铋中心采取扭曲的正方形反棱镜的配位几何。Bi³⁺离子与四个Cl⁻配位，形成一个正方形面，每个正方形的面与Bi的距离为3.06Å，四个氧原子形成另一个正方形面，每个正方形面与Bi的距离为2.32Å。 铋和氧是四面体配位。^[2]

制备与反应

BiOCl由氯化铋的水解反应制得：

BiCl₃ + H₂O → BiOCl + 2 HCl

除了直接使用氯化铋外，还可以将硝酸铋五水合物溶于浓盐酸，再稀释水解得到。^[4]

当BiOCl加热至600 °C以上时，它转换为Bi₂₄O₃₁Cl₁₀（该化合物称作“Arppe化合物”），有着复杂的层状结构。^[5][6]pH<5的盐酸作用于BiOCl时，盐酸浓度越大、温度越高，越有利于BiOCl的溶解。^[7]BiOCl可以被NH₄HCO₃转化为碳酸盐：^[8]

2 BiOCl + 2 NH₄HCO₃ → (BiO)₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O + 2 NH₄Cl

BiOCl和Na₂CO₃的混合物可以在加热下被碳或一氧化碳还原为金属铋。^[9]

应用

在古埃及，它曾用于化妆品，如眼影、头发喷雾剂、化妆粉、指甲油及其他化妆品。^[10]由于BiOCl的片状结构，其悬浊液有类似珍珠的光学性质。在化妆品中它的名字为C.I. 77163。^[11]

硝酸氧铋的结构与之类似，也可用作白色颜料。

参考文献

1. Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C. (编). Bismoclite. Handbook of Mineralogy (PDF). III (Halides, Hydroxides, Oxides). Chantilly, VA, US: Mineralogical Society of America. [December 5, 2011]. ISBN 0-9622097-2-4. （原始内容存档 (PDF)于2011-08-15）.
2. Keramidas, K. G.; Voutsas, G. P.; Rentzeperis, P. I. The crystal structure of BiOCl. Zeitschrift für Kristallographie. 1993, 205 (Part-1): 35–40. ISSN 0044-2968. doi:10.1524/zkri.1993.205.Part-1.35.
3. Bismoclite on Mindat.org. [2018-07-08]. （原始内容存档于2018-07-08）.
4. 马春阳, 吴飞飞, 王金东,等. 氯氧化铋晶体的制备及其表征研究 （页面存档备份，存于互联网档案馆）[J]. 人工晶体学报, 2015, 44(7):1764-1767.
5. Greenwood, Norman Neill; Earnshaw, Alan. Chemistry of the elements. 2016: 572. ISBN 978-0-7506-3365-9. OCLC 1040112384 （英语）.
6. Eggenweiler, U.; Keller, E.; Krämer, V. Redetermination of the crystal structures of the `Arppe compound' Bi₂₄O₃₁Cl₁₀ and the isomorphous Bi₂₄O₃₁Br₁₀. Acta Crystallographica Section B. 2000, 56 (3): 431–437. ISSN 0108-7681. doi:10.1107/S0108768100000550.
7. 张笛, 肖清贵, 张炳烛,等. 氯氧化铋在盐酸溶液中溶解度的测定和关联 （页面存档备份，存于互联网档案馆）[J]. 化工学报, 2014, 65(6):1987-1992.
8. 吴文伟, 赖水彬, 姜求宇,等. 由氯氧化铋直接制备纳米氧化铋[J]. 有色金属工程, 2006, 58(3):42-46.
9. 郑文裕, 刘希澄. 从氯氧化铋制取精铋的研究[J]. 广东工业大学学报, 1994(3):53-57.
10. Völz, Hans G. et al. "Pigments, Inorganic" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006 Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a20_243.pub2.
11. Carrasco, F. 2009. Diccionario de Ingredientes Cosmeticos(Paperback)