비스무트(bismuth, Bi)는 생물학적 계에서 필수적인 역할을 제공하는 것으로 알려지지는 않았지만, 이 화합물은 서양 의학에서 250년에 걸쳐 세균성 질환을 치료하는데 사용되어 왔다. 비스무트 화합물은 전통 중국 의학과 비스무트가 축적된 몇 가지 약초(허브 치료)에서 발견되고 있다.
비스무트 화합물은 매독과 몇 가지 종양 치료에 사용되고 있지만, 비스무트를함유한 화합물의 주된 용도는 위장 장애의 치료이다. bismuth sub-salicylate (BSS)를 포함하는 Pepto-BismoTM과 현탁성 bismuth sub-citrate (CBS)를 내포하는 De-NolTM이 상품으로 판매되고 있다.
이 화합물들은 항균성이면서 위 점액을 더 강화시켜 세포보호 과정을 촉진시킨다. BSS와 CBS는 대부분의 십이지장 궤양의 원인으로 알려진 헬리코박터 파이로리(helicobacter pylori)에 효과적으로 대응하는 것으로 밝혀졌다.
여행자의 설사에 BSS가 효과적이라는 증거도 존재한다. 캐나다의 보건 권위자들은 식품과 물이 박테리아로 오염된 지역을 방문하는 사람들은 예방수단으로 BSS 정제를 섭취할 것을 권한다.
비스무트의 살균효능은 이의 독특한 화학적 성질과 관련있을 것이다. 비스무트는 약한 금속성을 갖고 있다. 우세한 산화상태는 +3이지만, 자유 양이온은 존재하지 않으며 공유성 거동이 우세하다. 흔하게 존재하는 이온성 화학종은 BiO+ 뿐이다.
이 화학종은 비스무틸(bismuthyl) 이온이라 칭하며, 이것의 화합물은 “염기성” 또는 “옥시(oxy-)”염 등으로 불린다. 이것은 수용액에서 뭉치화합물(cluster) 등으로 생성된다. 이처럼 용액 화학이 복잡하기 때문에 BSS와 CBS와 같은 화학량론적 화합물도 합성의 세밀한 조건에 따라 그 조성이 변한다. 비스무트 화합물이 어떻게 살균제로 작용하는지를 구체적으로 밝히기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다.
주기율표에서 비스무트는 질소, 인, 비소(As), 안티모니(Sb)와 같은 족에 속한다. 질소기체는 대기 성분의 약 78% 정도를 차지한다. 질소분자는 대기 중에 있는 산소분자의 큰 반응성을 줄여 주는 희석제로서 매우 중요한 역할을 한다.
산업적으로 질소분자는 공기를 액화시킨 후에 서서히 온도를 높여서 얻는다. 질소는 -196℃에서 끓기 때문에 끓는점이 -183℃인 산소분자는 액체상태로 남는다. 또한 소량의 질소분자는 제올라이트를 이용하여 대기 중에서 분리할 수도 있다.
인간을 비롯해 자연 환경을 유지시켜 주는 질소분자와 산소분자 간의 화학반응도 대단히 중요하고 오묘하다. 이들 두 분자가 상호작용하면 이산화질소가 생성된다. 번개가 칠 때는 이 반응이 대규모로 일어나서 생물권에 생화학적으로 유용한 질소가 공급된다.
그렇지만 가솔린 엔진의 높은 압력과 스파크에 의해서도 이 반응이 일어난다. 이로 인해 도시 지역에서는 이산화질소의 양이 지역적으로 높아져 도시의 대기 오염의 주성분이 되기도 한다.
질소분자와 달리 비스무트는 약한 금속이다. 이것은 다른 중금속에 비해 독성이 매우 낮아서 납의 대체제로 많이 이용되고 있다. 이것은 금속으로는 드물게 아름다운 색을 표출한다. 순수한 비스무트를 공기 중에 두면 표면에 서서히 얇은 산화막이 형성된다. 이 막은 빛의 영향을 받으면 분홍, 파랑 등 다양한 색으로 무지갯빛을 발한다.
이 금속은 불투명한 노란색 안료로 유화와 아크릴 페인트로 이용되고 있다. 또한 이것은 진주와 같은 광택을 표현하기 위하여 립스틱과 아이섀도우(eye shadow) 등에서도 제구실을 한다.
이 비스무트를 완전히 용해시킨 용액을 천천히 냉각시키면 ‘미로’를 연상시키는 ‘육방정계’로 나타난다. 이런 특징 때문에 비스무트는 ‘외계에서 온 광물’이라는 재미있는 별명을 갖고 있기도 하다.
