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一、熔点最低的金属

汞，熔点：-39℃（1Pa）。

二、简介
1、中文名
汞、水银。

2、外文名
mercury。

3、元素符号
Hg。

4、相对原子质量
200.59。

5、危险性
剧毒（慢性）。

6、CAS号
7439-97-6。

7、管制类型
管制。

8、原子半径
150(171)(计算值)/pm。

9、原子体积
14.82cm3/mol。

10、电子构型
Xe4f(14) 5d(10) 6s(2)。

11、离子半径/Å
1.02。

12、共价半径/Å
1.49。

13、熔点
-39℃（1Pa）。

14、沸点
356.7℃（1Pa）。

三、发现简史

1、稀有金属
汞在自然界中分布量极小，被认为是稀有金属，但是人们很早就发现了水银。天然的硫化汞又称为朱砂，由于具有鲜红的色泽，因而很早就被人们用作红色颜料。根据殷虚出土的甲骨文上涂有丹砂，可以证明中国在有史以前就使用了天然的硫化汞。

2、古文献记载
根据中国古文献记载：在秦始皇死以前，一些王侯在墓葬中也早已使用了灌输水银，例如齐桓公葬在今山东临淄县，其墓中倾水银为池。这就是说，中国在公元前7世纪或更早已经取得大量汞。

3、作为外科用药
中国古代还把汞作为外科用药。1973年长沙马王堆汉墓出土的帛书中的《五十二药方》，抄写年代在秦汉之际，是现已发掘的中国最古医方，可能处于战国时代。其中有四个药方就应用了水银。例如用水银、雄黄混合，治疗疥疮等。

4、炼金术士
东西方的炼金术士们都对水银发生了兴趣。西方的炼金术士们认为水银是一切金属的共同性——金属性的化身。他们所认为的金属性是一种组成一切金属的“元素”。

5、制取形式
中国古代劳动人民把丹砂（也就是硫化汞），在空气中煅烧得到汞。但是生成的汞容易挥发，不易收集，而且操作人员会发生汞中毒。中国劳动人民在实践中积累经验，改用密闭方式制汞，有的是密闭在竹筒中，有的是密闭的石榴罐中。根据西方化学史的资料，曾在埃及古墓中发现一小管水银，据历史考证是公元前16—前15世纪的产物。但中国古代劳动人民首先制得了大量水银。

四、矿产分布

1、矿藏
（1）、存在形式
汞是自然生成的元素，见于空气、水和土壤中。汞是一种剧毒非必需元素，广泛存在于各类环境介质和食物链（尤其是鱼类）中，其踪迹遍布全球各个角落。

（2）、汞矿资源量
世界汞矿资源量约70万吨，基础储量30万吨。拥有汞储量的主要国家及其基础储量有西班牙9万吨，意大利6.9万吨，中国8.14万吨，吉尔吉斯斯坦4.5万吨。世界汞矿床主要分布在特提斯—喜马拉雅构造带上。汞矿床主要类型为碳酸盐型，其次是碎屑岩型和岩浆岩型。其中碳酸盐型为最主要，占汞矿床的储量的90%。

（3）、汞矿产
汞矿产于下寒武统地层中，产出与富集严格受构造、岩石组合及围岩蚀变等综合控制。主矿体呈层状、似层状，亦有顺层透镜状的矿体产出，具明显的层控特征，属层控型矿床，被公认为中国最典型的"层状汞矿床"，对国内外汞的勘查与研究具有重要意义。矿石单一，以辰砂为主。产出以星点状、浸染状为主，次为脉状、条带状。矿石选冶性能良好。  

2、迁移与转化
（1）、汞循环
汞循环是重金属在生态系统中循环的典型，汞以元素状态在水体、土壤、大气和生物圈中迁移和转化。

（2）、汞迁移
汞是在生态系统中能完善循环的惟一重金属。汞排入水中后，通过食物链，受汞污染的水中的鱼体内甲基汞浓度可比水中高上万倍，汞循环显示复杂过程包括：颗粒物的迁移；干、湿物的沉降；火山挥发进入大气；入水沉积污泥中；在细菌作用下生成甲基汞；进入生物体；在生物体内累积。

（3）、汞转化
在微生物的作用下，金属汞和二价离子汞等无机汞会转化成甲基汞和二甲基汞，这种转化称为汞的生物甲基化作用，甲基汞易被人体吸收，排出慢，而且毒性大。这是因为甲基汞易溶于脂类中；汞在体内不易分解，由于其分子结构中有碳-汞键不易切断；是高神经毒剂，多在脑部积累。

五、物理性质

1、唯一以液态存在的金属
是在常温、常压下唯一以液态存在的金属。熔点-38.87℃，沸点356.6℃，密度13.59克/立方厘米。内聚力很强，在空气中稳定，常温下蒸发出汞蒸气，蒸气有剧毒。天然的汞是汞的七种同位素的混合物。汞微溶于水，在有空气存在时溶解度增大。汞在自然界中普遍存在，一般动物植物中都含有微量的汞，因此我们的食物中，都有微量的汞存在，可以通过排泄、毛发等代谢。

2、合金
汞容易与大部分普通金属形成合金，这些合金统称汞合金（或汞齐）。能与汞形成合金的金属包括金和银，但不包括铁，所以铁粉一直以来被用于置换汞。其他一些第一行的过渡金属难于形成合金，但不包括锰、铜和锌。其他不易与汞形成合金的元素有铂和其他一些金属。钠汞齐是有机合成中常用的还原剂，也被用于高压钠灯中。

3、铝汞齐
当汞和铝的纯金属接触时，它们易于形成铝汞齐，因为铝汞齐可以破坏防止继续氧化金属铝的氧化层（毛刷实验），所以即使很少量的汞也能严重腐蚀金属铝。出于这个原因，绝大多数情况下，汞不能被带上飞机，因为它很容易与飞机上暴露的铝质部件形成合金而造成危险。

4、液态存在
作为金属的汞，在常温下却离奇地以液态存在。相对论收缩效应理论能为这一不寻常的现象提供解释。与金相仿，汞的6s 轨道在收缩的同时并趋于稳定化导致了一种称之为“惰性电子对”效应：汞的6s2壳层在成键过程中呈现惰性。可以看到汞的6s26p激发能远远超过镉和锌的相应激发能。按照一般周期规律能量间隔应随主量子数增加而减小。

5、能量间隔
所以，由锌到镉能量间隔变小在预料之中，然而由镉到汞该能量间隔反而陡然增加。这里可以再次看到正是相对论收缩效应致使全满的6s2壳层安然稳定，于是汞的6s26p能量间隔骤增。只要得不到所需的激发能，具有惰性6s2壳层的汞原子之间就无法形成强键。基态Hg2仅靠范德华力相互维系，所以金属汞在常温下呈液态。

六、化学性质

1、能溶解许多金属
溶于硝酸和热浓硫酸，分别生成硝酸汞和硫酸汞，汞过量则出现亚汞盐。能溶解许多金属，形成合金，合金叫做汞齐。化合价为+1和+2。与银类似，汞也可以与空气中的硫化氢反应。

2、体积膨胀系数
汞具有恒定的体积膨胀系数，其金属活跃性低于锌和镉，且不能从酸溶液中置换出氢。一般汞化合物的化合价是+1或+2，+4价的汞化合物只有四氟化汞，而+3价的汞化合物不存在。

七、毒理简介
1、液体汞吞食
需要注意的是，微量的液体汞吞食一般不会造成严重的中毒反应（有资料称它在生物体内会形成有机化合物），但汞蒸气和汞盐（除了一些溶解度极小的如硫化汞）都是剧毒的，口服、吸入或接触后可以导致脑和肝损伤。使用温度计一般用酒精取代汞，中华人民共和国境内（不包括港澳台地区）使用的温度计仍然在使用汞。中国计划在2015年前逐步禁止汞温度计的使用。

2、二甲基汞
最危险的汞有机化合物是二甲基汞[（CH3）2Hg]，仅几微升（10-9m3或10-6dm3或10-3cm3）二甲基汞接触在皮肤上就可以致死。汞可以在生物体内积累，很容易被皮肤以及呼吸道和消化道吸收。水俣病是汞中毒的一种。汞破坏中枢神经系统，对口、粘膜和牙齿有不良影响。长时间暴露在高汞环境中可以导致脑损伤和死亡。尽管汞沸点很高，但在室内温度下饱和的汞蒸气已经达到了中毒剂量的数倍。

八、应用领域
1、综述
汞最常用的应用是造工业用化学药物以及在电子或电器产品中获得应用。汞还用于温度计，尤其是在测量高温的温度计。越来越多的气态汞仍用于制造日光灯，而很多的其他应用都因影响健康和安全的问题而被逐渐淘汰，取而代之的是毒性弱但贵很多的Galinstan合金。

2、用于金矿
可将金从其矿物中分解出来，因此经常用于金矿。

3、工业生产
气态汞用于汞蒸气灯。用于制造液体镜面望远镜。利用旋转使液体形成抛物面形状，以此作为主镜进行天文观测的望远镜，价格为普通望远镜的三分之一。

4、其他用途
水银开关、杀虫剂、生产氯和氢氧化钾的过程中、防腐剂、在一些电解设备中充当电极、电池和催化剂。

5、牙医学
汞齐牙齿填补物，汞和它的化合物一直被用于药物，不过不如以前那么常见了，因为汞和它的化合物的毒性已经被更广泛地知晓。汞是一种制成牙齿填补物的重要元素。硫柳汞是一种用于疫苗中的有机物防腐剂，尽管它的使用已被禁止。另一种汞化合物，汞溴红，是一种局部外用的消毒剂，用于微小切口和表面创伤；在某些国家它仍被使用。

6、化妆品
硫柳汞（Thiomersal）广泛用于制造染眉毛膏。在2008年，美国明尼苏达州成为美国第一个禁止在化妆品中加入汞的州。