汞：似水如銀的液態(tài)金屬
劉繼順
汞(Hg),俗稱水銀，意為如水似銀，其主要礦物辰砂被稱作丹砂和朱砂。古羅馬的博物學(xué)家普林尼把汞稱為Hydrargyrum（由Hydra水和argyrum銀所組成），英文名稱是Mercury。
汞是何年由何人發(fā)現(xiàn)，至今已無從考究。在距今5000-7000年的仰韶文化層和距今4000-4500年的龍山文化層里都有“涂朱”的遺物?！渡胶＝?jīng)》、《管子》、《史記》等均有丹砂的記載。從殷代（公元前17世紀(jì)）開始，丹砂被用作顏料和染料。自春秋戰(zhàn)國（公元前380年）后，丹砂又在煉丹術(shù)和醫(yī)藥兩方面獲得了廣泛的應(yīng)用，并開始用于煉汞。古時有身份的貴族死后，均用大量的金屬汞或辰砂隨葬，以求永垂不朽。至今秦始皇陵墓上方的土壤中，含汞量高達(dá)n×100ng/g（常勇，1983），為相鄰背景地區(qū)的數(shù)十倍。至漢代（公元前200年）燒丹煉汞和用汞溶金極為盛行，汞礦開采亦具規(guī)模，如我國陜西公館汞礦，當(dāng)時礦工達(dá)數(shù)百人之眾。漢代著名政治家張良晚年隱居于此，“公館”因此而得名。公元前1500年前的埃及古墓中也發(fā)現(xiàn)有汞（Weast，1970、1971）。公元前300多年，希臘人和羅馬人也早已知道汞及其應(yīng)用，并從阿爾瑪?shù)枪V床中進(jìn)行了大規(guī)模的開采。至中世紀(jì)，世界各地均已廣泛地將汞應(yīng)用于醫(yī)療、鏡子生產(chǎn)、汞齊法提煉金和銀等各個方面。但對汞的大量需求是煉金家們提出來的。他們認(rèn)為汞是所有金屬的基本成分，由汞可以直接冶煉成金，促成了煉汞業(yè)的空前繁榮。1759年，布拉溫（H.BpayH，1759）利用俄羅斯北部地區(qū)零下40℃的嚴(yán)寒天氣，將液態(tài)汞凍結(jié)成固態(tài)汞。1790年，拉濟(jì)烏斯提出了關(guān)于汞礦床成因的升華理論。1920年，F(xiàn).W.Aston使用他自己設(shè)計(jì)的質(zhì)譜儀，查明汞是九種同位素的混合物。近年來，日本科學(xué)家通過核反應(yīng)，將汞轉(zhuǎn)化為金，煉金家的夢想終成現(xiàn)實(shí)。
汞，在元素周期表上排行80，原子量200.59，為常溫下唯一呈液態(tài)的金屬，可形成一個銀光閃閃的水銀湖。汞有7種穩(wěn)定同位素：汞196、198、299、200、201、202、204，其中以汞202豐度最高。 汞的熔點(diǎn)-38.87°C，沸點(diǎn)356.58°C，密度13.5939克/厘米場９娜擾蛘吐屎艽螅既刃圓睿嫉縲院謾９莧菀子爰負(fù)跛械鈉脹ń鶚糶緯珊轄穡緗鷙鴕話ㄌＵ廡┖轄鶩吵乒轄?或汞齊)。該金屬同樣有恒定的體積膨脹系數(shù)，其金屬活躍性低于鋅和鎘，且不能從酸溶液中置換出氫。通常的汞化合物中，它的化合價是 +1 或者+2。很少有+3價的汞化物存在。汞加熱至沸騰可與氧緩慢反應(yīng)；汞與稀鹽酸、稀硫酸不反應(yīng)，與熱的濃硫酸或硝酸反應(yīng)；二價汞的含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都是共價化合物，與水、空氣、稀的酸堿都不起作用。
汞廣泛用于制作溫度計(jì)、氣壓計(jì)、比重計(jì)、流量計(jì)、血壓計(jì)、汞弧整流器，汞擴(kuò)散泵，水銀鍋爐、電子管、熒光燈、X射線管、水銀電池以及其他多種測量和控制儀器，其最大的工業(yè)用途是在水銀電解法中作陰極，制造氯和苛性鈉。汞和汞的化合物還用于制作紅色顏料、整流器、鏡子等；汞204是優(yōu)良的載熱劑；汞198發(fā)射的波長為5.461埃的綠線，被定為波長的標(biāo)準(zhǔn)；汞的放射性同位素在化學(xué)研究中用作示蹤原子。
汞可以將金、銀從其礦物中分解出來，因此常被用于金礦、銀礦的提取中。
氯化亞汞（HgCl），又稱甘汞，有時還在醫(yī)學(xué)中被應(yīng)用。氯化汞（HgCl2），是一種腐蝕性極強(qiáng)的劇毒物品。雷汞經(jīng)常被用在爆炸品中。硫化汞，又名朱砂，是一種很高質(zhì)素的顏料，常用于印泥。朱砂也是一種礦石中藥材，也是道士煉丹的一種常用材料。甲基水銀是一種經(jīng)常在河流或湖泊中被發(fā)現(xiàn)的很危險的污染物。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在電弧中惰性氣體可以與汞蒸氣反應(yīng)。
純汞是有毒的，其化合物和鹽的毒性非常高，口服、吸入或接觸后可以導(dǎo)致腦和肝的損傷。因此，今天的溫度計(jì)大多數(shù)使用酒精取代汞。一些醫(yī)用溫度計(jì)仍然使用汞因?yàn)樗木_度高。在標(biāo)準(zhǔn)氣壓和溫度下，純汞最大的危險是它很容易氧化而產(chǎn)生氧化汞，氧化汞容易形成小顆粒從而加大它的表面面積。雖然純汞比其化合物的毒性低，但它依然是一種很危險的污染物因?yàn)樗谏矬w內(nèi)形成有機(jī)化合物。最危險的汞有機(jī)化合物是C2H6Hg，僅數(shù)微升接觸在皮膚上就可以致死。
汞可在生物體內(nèi)積累，很易被皮膚及呼吸和消化道吸收。水俁病是汞中毒的一種。汞破壞中樞神經(jīng)組織，對口、粘膜和牙齒有不利影響。長時間暴露在高汞環(huán)境中可以導(dǎo)致腦損傷和死亡。盡管汞的沸點(diǎn)很高，但在室內(nèi)溫度下飽和的汞蒸氣已經(jīng)達(dá)到了中毒計(jì)量的數(shù)倍。因此在操作汞時要特別小心。盛汞的容器要特別防止它溢出或蒸發(fā)，加熱汞一定要在一個通風(fēng)和過濾良好的罩子下進(jìn)行。
因其比重13.595，蒸氣比重6.9,故純汞很易蒸發(fā)到空氣中引起危害，因?yàn)?1）、在0℃時已蒸發(fā)，氣溫愈高，蒸發(fā)愈快愈多;每增加10℃蒸發(fā)速度約增加1.2～1.5倍，空氣流動時蒸發(fā)更多；2、汞不溶于水，可通過表面的水封層蒸發(fā)到空氣中；3、粘度小而流動性大，很易碎成小汞珠，無孔不入地留存于工作臺、地面等處的縫隙中，既難清除，又使表面面積增加而大量蒸發(fā)，形成二次污染源；4、地面、工作臺、墻壁十天花板等的表面都吸附汞蒸氣，有時，汞作業(yè)車間移作它用，仍殘留有汞危害的問題，工人衣著及皮膚上的污染可帶到家庭中引起危害。
商業(yè)上有關(guān)汞的交易一般以一個“燒瓶”的容量作單位，約重34.5公斤。
