汞
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汞(mercury)，又稱水銀。為一種化學元素，化學符號Hg，原子序數80，原子量200.59，屬周期系ⅡB族，為在常溫下呈液態的唯一普通金屬。化學符號Hg來自拉丁文hydrargyrum，原意是液態銀。在中國和埃及，汞自古以來就為人們所知，在公元前1500年的埃及古墓中發現有汞。
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歷史
《史記》記載：「巴寡婦清，其先得丹穴，而擅其利數世。」「丹穴」即汞礦，可知戰國時已有采汞的礦業。又記載秦始皇陵墓中有大量水銀。出土文物的檢測表明，春秋末戰國初期已有用汞齊鎏金的技術。鍊汞的原料是硫化汞(HgS)，古稱丹砂、硃砂或辰砂。硫化汞在空氣中加熱即能分解成汞，其關鍵在於如何使生成的汞蒸氣不被氧化並有效地冷凝收集。宋周去非《嶺外代答》記載:「邕人煉丹砂為水銀，以鐵為上下釜。上釜盛砂，隔以細眼鐵板；下釜盛水，埋諸地。合二釜之口於地面，而封固之。灼以熾火。丹砂得火，化為霏霧，得水配合，轉而下墜，遂成水銀。」清康熙年間田雯所撰《黔書》記貴州提煉水銀的方法：「灶有大小，釜亦如之。大者容砂二十升，離而為十層，次八之間，以稃粃布陳汞灰於其上。治以杓，中凹而圍凸。覆以釜，差殺之，揉鹽泥而塗其唇築之。乃煅之。凡一晝夜而汞成;滴滴懸珠，滉漾熣燦，皆升於覆釜之腹。」這種鍊汞設備很多地區一直採用。操作過程為：先將礦石敲碎，經過手選以提高品位，然後放入下面生鐵鍋中（俗稱「地鍋」），下面燒火，上面覆以另一鍋（俗稱「天鍋」），兩鍋之間須密封，以防止汞蒸氣逸出。天鍋頂上築一泥膽，向上通至「銀缽」（即冷凝器）。銀缽系陶質小缸，為提高冷凝效率，可在其上淋灑冷水。汞蒸氣在缽內冷凝成小珠，附著於內壁。為防止汞珠墜落，可先在缽內用水和桐油的混合物塗抹，以增加吸附能力。「銀缽」須不斷更換，否則小汞珠將逐漸彙集成大珠，重新落入地鍋。取下的「銀缽」待冷卻後，用毛帚仔細刷下汞珠。
明代宋應星著《天工開物》中關於鍊汞的記載頗詳並有附圖。在天鍋上引出導管，將水銀蒸氣導入冷凝容器中，凝聚成水銀。
存在
汞在地殼中的含量約為 5×10-5％，自然界存在的汞礦是辰砂(HgS)。在火山或溫泉附近，有成滴汞，有時成較大的流體與辰砂伴生。汞有七種穩定同位素：汞 196、汞198、汞199、汞200、汞201、汞202、汞204。
物理性質
汞為銀白色易流動的金屬(見彩圖）；凝固點 －38.87℃， 沸點356.58℃，相對密度 13.5939(20/4℃)。汞的熱膨脹率相當大，在 0℃到300℃範圍內，其膨脹係數α可由下式表示：
α＝1.8006×10-4+2×10-8t
式中t為溫度，α與t之間呈很好的線性關係。汞的蒸氣壓低，－30℃時為4.78×10-6毫米汞柱，0℃時1.85×10-4毫米汞柱，25℃時1.84×10-3毫米汞柱，100℃時2.73×10-1毫米汞柱。汞有良好的導電性。
化學性質
汞的電子構型為(Xe)4f145d106s2，氧化態有＋1、＋2。汞可形成氧化態為＋2的高價汞化合物，也可形成＋1價的亞汞化合物，這時6s電子為兩個分子所共有，因此亞汞鹽都是以雙原子存在，例如氯化亞汞Hg2Cl2。汞在室溫的空氣中不易氧化，加熱至沸騰才緩慢與氧反應生成氧化汞 HgO。汞與稀鹽酸或稀硫酸不起作用，與熱的濃硫酸或硝酸反應：
Hg+2H2SO4─→HgSO4+SO2+2H2O
3Hg+8HNO3─→3Hg(NO3)2+2NO+4H2O
二價汞的含氧酸鹽。如硫酸鹽、硝酸鹽和過氧酸鹽都是離子化合物，在溶液中完全電離，但其硫化物和鹵化物等都是共價化合物，與水、空氣、稀酸和稀鹼都不起作用。
汞204是優良的載熱劑，汞198發射的波長為5.461埃的綠線，被定為波長的標準。汞的放射性同位素在化學研究中用作示蹤原子。
製法
汞可從辰砂礦提取。將硫化汞在空氣中灼燒至850℃，汞被還原，因反應溫度在汞的沸點以上，故可將汞蒸餾出來：
HgS+O2─→Hg+SO2
也可將硫化汞與石灰一起煅燒制汞：
4HgS+4CaO─→4Hg+3CaS+CaSO4
應用
汞廣泛用於製作溫度計、氣壓計、壓力計、電學儀器和各種控制器。在農業中汞用於殺滅真菌，在氯鹼工業中用作流動汞電極。汞和汞的化合物還可用於製作紅色顏料、整流器、強紫外線燈泡、高壓汞燈、鏡子和汞鹽。汞的化合物，如氧化物、硫酸鹽、乙酸鹽和磷酸鹽都是催化劑，例如硫酸汞是製造甲基苯乙烯的催化劑。汞齊是汞與其他金屬形成的合金，鈉汞齊是很好的還原劑。
毒性
汞和汞鹽都有毒。氯化汞HgCl2的致死量為0.3克;空氣中的汞含量不得超過10-5ppm；成年人每周的汞攝取量不得高於0.3毫克，甲基汞的量不得超過0.2毫克。
參看
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