汞

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[外文]：mercury

又称水银。为一种化学元素，化学符号Hg，原子序数80，原子量200.59，属周期系ⅡB族，为在常温下呈液态的唯一普通金属。化学符号Hg来自拉丁文hydrargyrum，原意是液态银。在中国和埃及，汞自古以来就为人们所知，在公元前1500年的埃及古墓中发现有汞。

存在

汞在地壳中的含量约为 5×10^-5％，自然界存在的汞矿是辰砂(HgS，见彩图)。在火山或温泉附近，有成滴汞，有时成较大的流体与辰砂伴生。汞有七种稳定同位素：汞 196、汞198、汞199、汞200、汞201、汞202、汞204。

物理性质

汞为银白色易流动的金属(见彩图）；凝固点 －38.87℃， 沸点356.58℃，相对密度 13.5939(20/4℃)。汞的热膨胀率相当大，在 0℃到300℃范围内，其膨胀系数α可由下式表示：

α＝1.8006×10^-4+2×10^-8t

式中t为温度，α与t之间呈很好的线性关系。汞的蒸气压低，－30℃时为4.78×10^-6毫米汞柱，0℃时1.85×10^-4毫米汞柱，25℃时1.84×10^-3毫米汞柱，100℃时2.73×10^-1毫米汞柱。汞有良好的导电性。

化学性质

汞的电子构型为(Xe)4f¹⁴5d¹⁰6s²，氧化态有＋1、＋2。汞可形成氧化态为＋2的高价汞化合物，也可形成＋1价的亚汞化合物，这时6s电子为两个分子所共有，因此亚汞盐都是以双原子存在，例如氯化亚汞Hg₂Cl₂。汞在室温的空气中不易氧化，加热至沸腾才缓慢与氧反应生成氧化汞 HgO。汞与稀盐酸或稀硫酸不起作用，与热的浓硫酸或硝酸反应：

Hg+2H₂SO₄─→HgSO₄+SO₂+2H₂O

3Hg+8HNO₃─→3Hg(NO₃)₂+2NO+4H₂O

二价汞的含氧酸盐。如硫酸盐、硝酸盐和过氧酸盐都是离子化合物，在溶液中完全电离，但其硫化物和卤化物等都是共价化合物，与水、空气、稀酸和稀碱都不起作用。

汞204是优良的载热剂，汞198发射的波长为5.461埃的绿线，被定为波长的标准。汞的放射性同位素在化学研究中用作示踪原子。

制法

汞可从辰砂矿提取。将硫化汞在空气中灼烧至850℃，汞被还原，因反应温度在汞的沸点以上，故可将汞蒸馏出来：

HgS+O₂─→Hg+SO₂

也可将硫化汞与石灰一起煅烧制汞：

4HgS+4CaO─→4Hg+3CaS+CaSO₄

应用

汞广泛用于制作温度计、气压计、压力计、电学仪器和各种控制器。在农业中汞用于杀灭真菌，在氯碱工业中用作流动汞电极。汞和汞的化合物还可用于制作红色颜料、整流器、强紫外线灯泡、高压汞灯、镜子和汞盐。汞的化合物，如氧化物、硫酸盐、乙酸盐和磷酸盐都是催化剂，例如硫酸汞是制造甲基苯乙烯的催化剂。汞齐是汞与其他金属形成的合金，钠汞齐是很好的还原剂。

毒性

汞和汞盐都有毒。氯化汞HgCl₂的致死量为0.3克;空气中的汞含量不得超过10^-5ppm；成年人每周的汞摄取量不得高于0.3毫克，甲基汞的量不得超过0.2毫克。