汞
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汞(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。
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历史
《史记》记载：“巴寡妇清，其先得丹穴，而擅其利数世。”“丹穴”即汞矿，可知战国时已有采汞的矿业。又记载秦始皇陵墓中有大量水银。出土文物的检测表明，春秋末战国初期已有用汞齐鎏金的技术。炼汞的原料是硫化汞(HgS)，古称丹砂、硃砂或辰砂。硫化汞在空气中加热即能分解成汞，其关键在于如何使生成的汞蒸气不被氧化并有效地冷凝收集。宋周去非《岭外代答》记载:“邕人炼丹砂为水银，以铁为上下釜。上釜盛砂，隔以细眼铁板；下釜盛水，埋诸地。合二釜之口于地面，而封固之。灼以炽火。丹砂得火，化为霏雾，得水配合，转而下坠，遂成水银。”清康熙年间田雯所撰《黔书》记贵州提炼水银的方法：“灶有大小，釜亦如之。大者容砂二十升，离而为十层，次八之间，以稃粃布陈汞灰于其上。治以杓，中凹而围凸。覆以釜，差杀之，揉盐泥而涂其唇筑之。乃煅之。凡一昼夜而汞成;滴滴悬珠，滉漾熣灿，皆升于覆釜之腹。”这种炼汞设备很多地区一直采用。操作过程为：先将矿石敲碎，经过手选以提高品位，然后放入下面生铁锅中（俗称“地锅”），下面烧火，上面覆以另一锅（俗称“天锅”），两锅之间须密封，以防止汞蒸气逸出。天锅顶上筑一泥胆，向上通至“银钵”（即冷凝器）。银钵系陶质小缸，为提高冷凝效率，可在其上淋洒冷水。汞蒸气在钵内冷凝成小珠，附着于内壁。为防止汞珠坠落，可先在钵内用水和桐油的混合物涂抹，以增加吸附能力。“银钵”须不断更换，否则小汞珠将逐渐汇集成大珠，重新落入地锅。取下的“银钵”待冷却后，用毛帚仔细刷下汞珠。
明代宋应星著《天工开物》中关于炼汞的记载颇详并有附图。在天锅上引出导管，将水银蒸气导入冷凝容器中，凝聚成水银。
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)。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。
参看
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