Усі хімічні елементи таблиці Менделєєва умовно поділяються діагоналлю B - At на метали та неметали. При цьому останні в меншості, розташовуються вище і правіше за кордон. Метали ж у явній кількісній перевагі, їх відомих 118 елементів більше 80.
Всі вони мають подібні фізичні властивості, поєднуються агрегатним станом. Однак є і виняток – елемент ртуть. Про неї і поговоримо докладніше.
Ртуть: положення у періодичній системі
Цей елемент займає свою комірку в таблиці під номером 80. При цьому розташовується в другій групі, побічній підгрупі, шостому великому періоді. Має атомну масу, що дорівнює 200,59. Існує у вигляді семи стійких ізотопів: 196, 198, 199, 200, 201, 202, 204.
Належить до елементів d-родини, проте не перехідним, оскільки останні заповнюють s-орбіталь. Ртуть входить у підгрупу металів цинку, разом із кадмієм та коперницієм.
Загальна характеристика елемента
Хімічні елементи таблиці Менделєєва мають строго впорядковане розташування, і кожен має свою електронну конфігурацію атома, що говорить про його властивості. Ртуть не виняток. Будова її зовнішньої та передньої електронної оболонкинаступне: 5s 2 5p 6 5d 10 6s 2 .
Можливі ступеніокиснення: +1, +2. Оксид і гідроксид ртуті – слабко основні, іноді амфотерні за характером сполуки. №80 - Hg, латинська вимова"гідргірум". Російська назвапоходить від праслов'янської мови, На якому воно перекладалося як "котитися". В інших народів вимова та назва різна. Часто сам елемент і утворювані ним прості і складні речовининазивають меркуратами, меркурієм. Така назва походить із давніх часів, коли зіставляли Hg (елемент) із сріблом, надавали йому другого значення після золота. Сонце – символ аурум Au, Меркурій – символ гідаргірум Hg.
У стародавніх народів було повір'я, що є сім основних металів, серед яких ртуть. Група з них знаходила відображення в тобто золото асоціювалося з Сонцем, залізо - з Марсом, ртуть - з Меркурієм і так далі.
Історія відкриття
Про ртуті було відомо приблизно за 1500 років. Вже тоді її описували як "рідке срібло", рухливий, незвичайний та загадковий метал. Видобувати її теж навчилися ще в давнину.
Звичайно, вивчити її властивості можливості не було, адже ще не було сформовано як таку хімію. Ртуть огортали пеленою таємниці та магії, вважали незвичайною речовиною, близьким до срібла і здатним перетворитися на золото, якщо зробити її твердою. Однак способів отримати чисту ртуть у твердому агрегатному станіне було, і алхімічні дослідження не увінчалися успіхом.
Основні країни, де з найдавніших часів застосовувалася і добувалася ртуть, це:
- Китай;
- Месопотамія;
- Індія;
- Єгипет.
Однак отримати даний металсаме в чистому виглядівдалося лише у XVIII столітті, це зробив шведський хімікБрандт. При цьому ні їм, ні до цього моменту так і не були наведені докази металевості речовини. Це питанняпрояснили М. В. Ломоносов та Браун. Саме ці вчені першимизуміли заморозити ртуть і таким чином підтвердити, що для неї характерні всі властивості металів – блиск, електропровідність, ковкість та пластичність, металева
На сьогоднішній день отримані різні сполуки ртуті, вона використовується в різних областяхтехнічного виробництва.
Речовина ртуть
Як проста речовина являє собою рідину (за нормальних умов) сріблясто-білу, рухливу, легколетку. Типовий приклад, де використовується рідка ртуть у чистому вигляді, – це для вимірювання температури.
Якщо перевести ртуть у твердий стан, то вона буде напівпрозорими кристалами, що не мають запаху. Пари цієї речовини безбарвні, дуже отруйні.
Фізичні властивості
За своїми фізичними властивостями даний метал - це єдиний представник, який при звичайних умовахздатний існувати як рідини. За рештою властивостей він повністю підходить під загальні характеристикиінших представників категорії.
Основні характеристики такі.
- Агрегатний стан: звичайні умови – рідина, тверді кристали – не вище 352 про С, пари – понад 79 К.
- Розчиняється у бензолі, діоксані, кристали у воді. Має здатність не змочувати скло.
- Має діамагнітні властивості.
- Теплопровідна.
Плавлення ртуті відбувається при негативній температурі -38,83 про С. Тому ця речовина відноситься до групи вибухонебезпечних при нагріванні. Внутрішній запас енергії з'єднання збільшується в кілька разів.
Кипіння ртуті починається при температурі 356,73 про С. У цей момент вона починає переходити в пароподібний стан, який є абсолютно невидимими оком молекулами, з'єднаними.
p align="justify"> Температура плавлення ртуті показує, що властивості цього металу явно незвичайні. Дана речовина починає випаровуватися, переходячи в невидимі молекули газоподібного стану, вже за звичайної кімнатній температуріщо робить її особливо небезпечною для здоров'я людини і тварин.
Хімічні властивості
Відомі наступні групиз'єднань на основі ртуті в різних ступеняхокислення:
- сульфати, сульфіди;
- хлориди;
- нітрати;
- гідроксиди;
- оксиди;
- комплексні з'єднання;
- металоорганічні речовини;
- інтерметалеві;
- сплави з іншими металами - амальгами.
Температура плавлення ртуті дозволяє їй утворювати як рідкі, і тверді амальгами. У таких сплавах метали втрачають свою активність, стаючи більш інертними.
Реакція взаємодії ртуті з киснем можлива лише за досить високої температури, незважаючи на сильну окислювальну здатність неметалу. За умов понад 380 про З результаті такого синтезу утворюється оксид металу зі ступенем окислення останнього +2.
З кислотами, лугами, неметалами у вільному вигляді метал не вступає в хімічна взаємодія, залишаючись у рідкому стані.
З галогенами реагує досить повільно і лише на холоді, що підтверджує температура плавлення ртуті. Хорошим окисником для неї є перманганат калію.
Знаходження у природі
Міститься у земній корі, Світовому океані, рудах та мінералах. Якщо говорити про загальну відсоткову кількість ртуті в земних надрах, це приблизно 0,000001%. Загалом можна сказати, що даний елементрозсіяний. Основні мінерали та руди, до складу яких входить цей метал, такі:
- кіновар;
- кварц;
- халцедон;
- слюда;
- карбонати;
- свинцево-цинкові руди.
У природі ртуть постійно здійснює кругообіг і бере участь у обмінних процесах всіх оболонок Землі.
Отримання ртуті
Другий метод заснований на вилученні ртуті також із сульфіду за допомогою використання сильного відновника. Такого як залізо. Збір продукту здійснюється тим самим способом, що й у попередньому випадку.
Біологічна дія на живі організми
Температура ртуті потрібна досить низька, щоб перейти до пароподібного стану. Цей процеспочинається вже при 25 про З, тобто за звичайної кімнатної температури. І тут перебування живих організмів у приміщенні стає небезпечним здоров'ю.
Так, метал здатний проникати всередину істот через:
- шкірні покриви, непошкоджені, зовсім цілі;
- слизові оболонки;
- дихальні шляхи;
- травні органи.
Опинившись усередині, пари ртуті входять у загальний кровотік, та був вступають у синтези білкових та інших молекул, утворюючи із нею сполуки. Так відбувається накопичення шкідливого металу в печінці та кістках. З місць зберігання метал знову може включатися в обмінні процеси, синтези та розпади, викликаючи повільну інтоксикацію організму, що супроводжується найважчими наслідками.
Виводиться з органів досить повільно та під дією каталізаторів, адсорбентів. Наприклад, молока. Основні рідини, через які здійснюється виведення металу у навколишнє середовище:
- слина;
- жовч;
- сеча;
- продукти шлунково-кишкового тракту
Розрізняють дві основні форми отруєння даною речовиною: гостра та хронічна. Кожна має свої особливості та прояви.
Симптоматика та лікування
Гостра форма характерна для випадків, коли відбувається розлив ртуті на виробництвах, тобто коли відбувається величезний викид речовини в атмосферу. У таких ситуаціях у незахищених людей починається різке погіршення самопочуття, тобто отруєння. Симптоми такі:
- Запалюються органи дихання, легені, слизові оболонки порожнини рота та горла.
- Підвищується температура тіла.
- Утворюються виразки на яснах, вони кровоточать, набрякають і стають вкрай чутливими. Іноді утворюється ртутна облямівка.
- Спостерігається атрофія печінки та нирок.
- Озноб, нудота та блювання, запаморочення.
- Нервова система страждає дуже сильно - порушується мова та координація рухів, спостерігається тремор кінцівок.
- Отруєння супроводжується головними болями та діареєю з кров'яними включеннями.
Якщо ж поразка парами ртуті відбувалося поступово, то захворювання набуде хронічного характеру. В цьому випадку прояви будуть не такими різкими, проте погіршення самопочуття накопичуватиметься щодня, приймаючи все більш масштабні обороти.
- Тремор кінцівок.
- Захворювання порожнини рота (гінгівіти, стоматити та інші).
- Гіпертонія та тахікардія.
- Пітливість.
- Нервове збудження.
- Головний біль.
- У важких випадках може бути спровоковані серйозні психічні порушення, до шизофренії.
Всі ці наслідки можуть виникнути навіть через незначний викид ртуті в атмосферу. Якщо вчасно не провести демеркуризацію приміщення, можна дуже сильно нашкодити здоров'ю.
Лікування у цих випадках зазвичай проводиться такими препаратами:
- вітаміни;
- антигістамінні;
- барбітурати;
- "Аміназін".
Використання людиною
Найпоширеніше місце використання та зберігання металевої ртуті – це градусники та термометри. В одному такому устаткуванні може бути до 3 г металу. Крім цього, можна виділити ще кілька сфер діяльності людини, в яких ртуть використовується досить широко:
- медицина (каломель, меркузал, промеран, багато антисептик);
- технічна діяльність - джерела струму, лампи розжарювання, насоси, барометри, детонатор тощо;
- металургія - напилення дзеркал, прикраса амальгамами золота та срібла, отримання сплавів металів, чистих речовин;
- хімічна промисловість;
- Сільське господарство.
В даний час через отримання більш безпечних та зручних речовин ртуть практично витіснена з медицини.
Учора брав участь у засіданнях за 4 години... Але це нікому не цікаво. Цікаво, що на другому засіданні праворуч по борту від мене висіла таблиця хімічних елементівД.І.Менделєєва. І я від туги та безвиході тупо її вивчав знову...
І чогось мене потягло у 6 період у побічну чи b-підгрупу.
Золото від ртуті відрізняється лише на один протон і два нейтрони в ядрі, що на фоні вісімдесяти протонів і 120 нейтронів практично ніщо - становить менше 1% відмінності за масою; і один електрон у зовнішній оболонці - у золота 79 електронів, а й у ртуті 80. Невеликі відмінності. Але як сильно розрізняються їхні властивості. Ртуть - це рідина за кімнатної температури. Що для металів – нонсенс! А про золото ви і так багато знаєте, що це за "фрукт".
Чому такі радикальні відмінності ртуті від інших металів і особливо від найближчого сусіда золота? Я якось про це серйозно не думав - ну відрізняються і відрізняються: така хімія і фізика. Відповідь задовольняє всіх школярів та студентів. А зараз задумався. І не зрозумів!
У атома золота на зовнішній орбіталі знаходиться один s-електрон, а у атома ртуті два s-електрони. З хімічної точки зору різниця велика та визначальна відмінність хімічних властивостей елементів першої та другої груп. Це добре відоме. Але чому ж срібло та кадмій чи мідь та цинк не відрізняються за своїми металевими властивостями так само як і золото від ртуті? Різниця кількості протонів, нейтронів і електронів у них така сама як і у золота та ртуті!
За логікою найпростіше отримати золото з ртуті - достатньо прибрати з атома ртуті один протон і два нейтрони. Алхіміки це "відчували" і намагалися це зробити. Але проти науки не попрєш. Великі енергії потрібні для цього - ядерні енергії. Це до речі.
Чому ж ртуть рідка за нормальних умов? Я не розумію.
Думатиму...
Пояснити можна практично все! А зрозуміти?
Ось моє пояснення. Газоподібне, рідке та твердий станобумовлюються різницею між кінетичною енергією атомів і молекул речовини в даному стані (температура) та енергією їх взаємодії (потенційна енергія): у газу кінетична енергія руху атомів і молекул набагато більша за них потенційної енергіїтяжіння та атомно-молекулярні частинки можуть незалежно рухатися в будь-який бік; у рідин ці величини можна порівняти при невеликому переважанні енергії зв'язку - виникають стійкі асоціати атомів і молекул; у твердих тіленергія зв'язку молекул і атомів набагато перевищує їхню кінетичну енергію руху і вони більший часпроводять поряд один з одним, виникають агломерати.
Якщо ртуть рідка, то це свідчить про послаблення металевого зв'язку між атомами в порівнянні з іншими металами. Чому? Тому що чомусь атоми ртуті у меншій мірі схильні до утворення ділокалізованого металевого зв'язку за допомогою усуспільнення зовнішніх електронів.
Будова атома ртуті можна уявити наступною схемою Hg)2)8)18)32)18)2. Числа показують кількість електронів, що є на електронних оболонках (енергетичних рівнях) навколо ядра атома ртуті. Всі електронні оболонки гранично заповнені і хімічно активними електронами у атома ртуті є лише 2 зовнішні, так званих, s-електрони (літер s означає, що електрони сферично симетрично розподілені навколо атома, а якщо їх два на одній орбіталі, то їх магнітні моменти(Спини) протилежно орієнтовані, що забезпечує їх взаємозв'язок магнітними полямияк у двох магнітиків).
Будова атома золота виглядає так: Au)2)8)18)32)18)1. Як бачимо різниця полягає лише у відсутності одного s-електрона на зовнішній орбіталі. І ця різниця призводить до таких великих наслідків у різниці фізичних властивостейзолото та ртуті.
Теплопровідність та електропровідність металів зменшується в ряду:
Ag, Cu, Au, Zn, Ni, Fe, Pt, Hg. Ртуть, як видно, має найменшу теплопровідність і електропровідність у цій послідовності металів. Електропровідність і теплопровідність ртуті у 40 разів менша, ніж у золота та у 60 разів менша, ніж у срібла.
Тільки у вісмуту та германію електропровідність менша, ніж у ртуті.
Теплопровідність і електропровідність металів обумовлюються однією причиною: наявністю мобільних, вільних електронів (не локалізованих тільки на орбіталях окремих атомів) у речовині через виникнення так званого "металевого" зв'язку: ділокалізовані електрони по всьому обсягу металу. Ця обставина відбивається законом Бідемана-Франца: відношення теплопровідності до електропровідності є постійна величина, що мало змінюється зі зміною природи металу.
Чим більше електронів делегується в зону провідності - зону вільного переміщення електронів по всій масі речовини, зону ділалізації електронів (це такий енергетичний стан електронів, коли вони перестають належати окремим атомам і починають брати участь у провідності та теплопровідності всієї речовини - тобто переміщатися під дією електричної або градієнта термічного поля) - тим більше теплопровідність та електропровідність цієї речовини.
У ртуті, зважаючи на всі її тепло-електричні характеристики, явна проблема з часткою електронів, що переходять в зону провідності і, відповідно, міцністю металевого зв'язку. Така слабкість металевого зв'язку і призводить до дуже низької для металів температури плавлення ртуті (-39 С), температури її кипіння (358 С), теплоти плавлення (12 кДж/кг), низької електропровідності та теплопровідності. У найближчого сусіда ртуті золота температура плавлення 1063 С температура кипіння 2850 С а теплопровідність і електропровідність в 40 разів більше ніж у ртуті.
Всі ці факти наводять на уявлення про те, що хімічні зв'язкиміж атомами ртуті визначаються не тільки металевим зв'язком - делокалізованими електронами, - а й ковалентними: перекриттям атомних електронних орбіталейатомів ртуті.
Це призводить до того, що атоми ртуті мають меншу частку металевого зв'язку в порівнянні з іншими металами. А ковалентний зв'язок - це завжди локалізований між атомами, спрямований, і насичений зв'язок за допомогою пари електронів - по одному від кожного атома. Тому атоми ртуті схильні до димеризації та полімеризації за рахунок ковалентних зв'язків. Така особливість зв'язку між атомами ртуті призводить також до того, що у ртуті саме високе значенняенергії іонізації атомів (потенціал іонізації – енергія відриву електрона від атома): 10,44 еВ! У золота, наприклад, 9,23 эВ, а срібла - 7,58 эВ. Ці цифри свідчать про сильніше утримання електрона атомами ртуті проти іншими металами.
Справді, для ртуті характерне утворення хімічних сполук складу 2:2, які вважаються сполуками одновалентної ртуті. Але в таких сполуках атоми ртуті мають два зв'язки: вони пов'язані не тільки з іншими елементами, а й між собою ковалентним зв'язком: X-Hg-Hg-X. Така будова "одновалентної" ртуті доведена рентгенографічно та кондуктометрично. Електропровідність, наприклад, нітрату ртуті(I) обумовлюється перенесенням іонів Hg-Hg(+2), а не Hg(+1).
Всі ці факти свідчать про особливий енергетичний стан двох 6-s електронів в атомі ртуті. У цих електронів підвищена зв'язаність між собою на орбіталі за рахунок магнітних властивостей. Тому участь цих електронів у освіті металевого зв'язку утруднено порівняно з іншими аналогічними металами: кадмієм та цинком. І саме це призводить до того, що ртуть рідина за кімнатної температури - частка металевого зв'язку в міжатомних взаємодіях знижена і недостатня для забезпечення твердого, кристалічного стану. Схильність атомів ртуті до димеризації та полімеризації та визначає її низьку теплопровідність та електронну провідність. Мала концентрація вільних електронів.
Ртуть відноситься до так званих "напівблагородних" металів ("благородні" - це рутеній, родій, паладій, осмій, іридій, платина і золото).
Стандартний електрохімічний потенціал ртуті має позитивне значення(Вона не розчиняється соляною, розведеною сірчаною кислотами, не витісняє водень з кислот), але його величина менша ніж у золота і платини (тому ртуть менш хімічно стійка і більш електрохімічно активна ніж золото і платина). Ртуть реагує, хоча досить не активно з типовими електроноакцепторними хімічними сполуками(окислювачами), тобто вона набагато менш інертна ніж золото та елементи платинової групи.
Унікальність ртуті полягає ще й у тому, що вона легко розчиняє інші метали. фазовий стан- Утворюються так звані амальгами. Це окрема цікава темапро ртуть. Ще цікавий факт про ртуті: саме на цьому металі був відкритий ефект надпровідності при низьких температурах. Її зручно було розміщувати у скляних капілярах.
То чому саме ртуть, а чи не її аналоги по таблиці Менделєєва - кадмій і цинк, - рідка за кімнатної температури?
Причини, що призводять до цього, можна описати так: ослаблення можливості зовнішніх електронів атомів ртуті брати участь в утворенні металевого зв'язку між атомами через відносно значний магнітної взаємодіїміж собою зовнішніх електронів. Це обумовлюється розміром зовнішньої 6s орбіталі атома ртуті, величиною енергії зв'язку зовнішніх s-електронів цієї орбіталі з ядром, величиною електронної щільностіна цій орбіталі. Всі ці фактори призводять до зростання вкладу та значення ковалентних зв'язків у міжатомних зв'язках атомів ртуті. Що послаблює інтегральну, колективну металевий зв'язокатомів ртуті.
Виходячи з цього, логічно припустити, що наступний аналог ртуті - 112 елемент буде легкоплавким. Хоча цей елемент досить велика масаядер атомів і це може збільшити схильність даної речовинидо твердого, кристалічного стану при атмосферному тиску. Але температура плавлення та кипіння цієї речовини явно мають бути порівняно невеликими. Це можна перевірити лише досвідченим шляхом.
Критерій істини – практика!
Рецензії
Щоденна аудиторія порталу Проза.ру - близько 100 тисяч відвідувачів, які в загальну сумупереглядають понад півмільйона сторінок за даними лічильника відвідуваності, розташованого праворуч від цього тексту. У кожній графі вказано по дві цифри: кількість переглядів та кількість відвідувачів.
Між селом Карагаш та містом Слободзея, повідомив у п'ятницю місцевий телеканал із посиланням на міністерство держбезпеки (МДБ) невизнаної республіки.
(Hg) - хімічний елемент II групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 80, атомна маса 200,59; сріблясто-білий важкий метал, рідкий за кімнатної температури.
Ртуть - один із семи металів, відомих з найдавніших часів. Незважаючи на те, що ртуть відноситься до розсіяних елементів і в природі її дуже мало (приблизно стільки ж, скільки срібла), вона зустрічається у вільному стані у вигляді вкраплень у гірські породи.
Крім того, її дуже легко виділити при випаленні з основного мінералу - сульфіду (кіноварі). Пари ртуті легко конденсуються в блискучу, як срібло рідину. Її щільність настільки велика (13,6 г/куб. см), що цебро з ртуттю звичайна людинанавіть не відірве від підлоги.
Ртуть широко застосовується при виготовленні наукових приладів (барометри, термометри, манометри, вакуумні насоси, нормальні елементи, полярографи, капілярні електрометри та ін.), ртутних лампах, перемикачах, випрямлячах; як рідкий катод у виробництві їдких лугів та хлору електролізом, як каталізатор при синтезі оцтової кислоти, у металургії для амальгамації золота та срібла, при виготовленні вибухових речовин; в медицині (каломель, сулема, ртутьорганічні та інші сполуки), як пігмент (кіновар), сільському господарствіяк протруйник насіння та гербіциду, а також як компонент фарби морських суден(Для боротьби з обростанням їх організмами).
У домашніх умовах ртуть може опинитися у дверному дзвінку, лампах денного світла, медичному термометрі.
Металева ртуть високотоксична для будь-яких форм життя. Основну небезпеку становлять пари ртуті, виділення яких із відкритих поверхонь зростає у разі підвищення температури повітря. При вдиханні ртуть потрапляє у кров. В організмі ртуть циркулює у крові, поєднуючись з білками; частково відкладається в печінці, нирках, селезінці, тканині мозку та ін.
Токсична дія пов'язана з блокуванням сульфгідрильних груп тканинних білків, порушенням діяльності головного мозку (насамперед гіпоталамуса). З організму ртуть виводиться через нирки, кишечник, потові залози та ін.
Гострі отруєння ртуттю та її парами трапляються рідко. При хронічні отруєнняспостерігаються емоційна нестійкість, дратівливість, зниження працездатності, порушення сну, тремтіння пальців рук, зниження нюху, головний біль. Характерна ознакаотруєння - поява краєм ясен облямівки синьо-чорного кольору; ураження ясен (розпушеність, кровоточивість) може призвести до гінгівіту та стоматиту.
При отруєннях органічними сполукамиртуті (діетилмеркурфосфатом, діетил-ртуть, етилмеркурхлорид) переважають ознаки одночасного ураження центральної нервової (енцефало-поліневрит) і серцево-судинної систем, шлунка, печінки, нирок.
Основний запобіжний засіб при роботі з ртуттю та її сполуками - виключення потрапляння ртуті в організм через дихальні шляхи або поверхню шкіри.
Пролиту в приміщенні ртуть треба збирати ретельно. Особливо багато пар утворюється в тому випадку, якщо ртуть розсипалася на безліч дрібних крапельок, які забилися в різні щілини, наприклад, між плитками паркету. Усі ці крапельки необхідно зібрати.
Найкраще це зробити за допомогою олов'яної фольги, до якої ртуть легко прилипає, або ж промитою азотною кислотою мідною дротиною. А ті місця, де ртуть ще могла б затриматися, заливають 20% розчином хлорного заліза. Гарна профілактичний західпроти отруєння парами ртуті - ретельно і регулярно, протягом багатьох тижнів і навіть місяців, провітрювати приміщення, де було пролито ртуть.
Екологічні наслідки зараження парами ртуті виявляються насамперед у водному середовищі- пригнічується життєдіяльність одноклітинних морських водоростейі риб, порушується фотосинтез, асимілюються нітрати, фосфати, сполуки амонію тощо. буд. Пари ртуті фітотоксичні, прискорюють старіння рослин.
Ртуть
РТУТЬ-і; ж.Хімічний елемент (Hg), рідкий важкий метал сріблясто-білого кольору(широко застосовується в хімії та електротехніці). Живий, як ртуть.(Дуже рухливий).
◊ Гримуча ртуть Вибухова речовина у вигляді білого або сірого порошку.
ртуть(Лат. Hydrargyrum), хімічний елемент II групи періодичної системи. Сріблястий рідкий метал (звідси латинська назва; від грецького hýdōr – вода і árgyros – срібло). Щільність при 20°C 13,546 г/см 3 (важче відомих рідин), tпл -38,87 ° C, tстос 356,58°C. Пари ртуті при високій температурі та при електричному розрядівипромінюють блакитно-зелене світло, багате ультрафіолетовими променями. Хімічно стійка. Основний мінерал – кіновар HgS; трапляється також ртуть самородна. Використовується при виготовленні термометрів, манометрів, газорозрядних приладів у виробництві хлору та гідроксиду натрію (як катод). Сплави ртуті з металами - амальгами. Ртуть і її з'єднання отруйні.
РТУТЬРТУ́ТЬ (лат. Hydrargyrum), Hg (читається «гідргіргум»), хімічний елемент з атомним номером 80, атомна маса 200,59.
Природна ртуть складається із суміші семи стабільних нуклідів: 196 Hg (зміст 0,146% за масою), 198 Hg (10,02%), 199 Hg (16,84%), 200 Hg (23,13%), 201 Hg (13 ,22%), 202 Hg (29,80%) та 204 Hg (6,85%). Радіус атома ртуті 0,155 нм. Радіус іона Hg + - 0,111 нм (координаційне число 3), 0,133 нм (координаційне число 6), іона Hg 2+ - 0,083 нм (координаційне число 2), 0,110 нм (координаційне число 4), 0,16 0,128 нм (координаційне число 8). Енергії послідовної іонізації нейтрального атома ртуті дорівнюють 10,438, 18,756 та 34,2 еВ. Розташована у IIВ групі, 6 періоду періодичної системи. Конфігурація зовнішнього та переднього електронних шарів 5 s 2
p 6
d 10
6s 2
. У сполуках виявляє ступені окислення +1 та +2. Електронегативність по Полінгу (див.ПОЛІНГ Лайнус) 1,9.
Історія відкриття
Ртуть відома людству з найдавніших часів. Випал кіноварі (див.КІНОВАР) HgS, що призводить до отримання рідкої ртуті, використовували ще 5 ст. до зв. е. у Межиріччі (див.МЕСОПОТАМІЯ). Використання кіноварі та рідкої ртуті описано у стародавніх документах Китаю, Близького Сходу. Перше докладний описотримання ртуті з кіноварі описано Теофрастом (див.ТЕОФРАСТ)близько 300 років до зв. е.
У давнину ртуть використовували для видобутку золота (див.ЗОЛОТО (хімічний елемент)із золотих руд. Цей спосіб заснований на її здатності розчиняти багато металів, утворюючи рідкі або легкоплавкі амальгами. (див.Амальгама). При прожарюванні амальгами золота летюча ртуть випаровується, золото залишається. У другій половині 15 в Мексиці застосовували амальгамування для вилучення з руди срібла (див.СРІБНО).
Алхіміки вважали ртуть складовоювсіх металів, вважаючи, що зміною її змісту можна здійснити перетворення ртуті на золото. Лише у 20 ст. фізики встановили, що у процесі ядерної реакціїатоми ртуті справді перетворюються на атоми золота. Але такий спосіб надзвичайно дорогий.
Рідка ртуть- Дуже рухлива рідина. Алхіміки називали ртуть «меркурієм» на ім'я римського бога Меркурія, який славився своєю швидкістю у переміщенні. В англійській, французькій, іспанській та італійською мовамидля ртуті використовується назва mercury. Сучасна латинська назва походить від грецьких слів «хюдор» – вода та «аргірос» – срібло, тобто «рідке срібло».
Ртутні препарати використовували в медицині в середні віки (ятрохімія. (див.Ятрохімія)).
Знаходження у природі
Рідкісний розсіяний елемент. Вміст ртуті в земній корі 7,0 · 10 -6% за масою. У природі ртуть зустрічається у вільному стані. Утворює понад 30 мінералів. Основний рудний мінерал кіновар. Мінерали ртуті як ізоморфних домішок зустрічаються у кварці, халцедоні, карбонатах, слюдах, свинцево-цинкових рудах. Жовта модифікація HgO зустрічається у природі як мінералу монтроидита. В обмінних процесах літосфери, гідросфери, атмосфери бере участь велика кількістьртуті. Вміст ртуті у рудах від 0,05 до 6-7%.
Отримання
Спочатку ртуть отримували з кіноварі (див.КІНОВАР), поміщаючи її шматки у в'язки хмизу і обпалюючи кіновар у багаттях.
В даний час ртуть отримують окислювально-відновним випалом руд або концентратів при 700-800 про З печах киплячого шару, трубчастих або муфельних. Умовно процес може бути виражений:
HgS + O 2 = Hg + SO 2
Вихід ртуті за такого способу становить близько 80%. Більш ефективний спосіб отримання ртуті шляхом нагрівання руди з Fe (див.ЗАЛІЗО)та CaO:
HgS + Fe = Hg - + FeS,
4HgS + 4CaO = 4Hg - + 3CaS + CaSO 4 .
Особливо чисту ртуть одержують електрохімічним рафінуванням на ртутному електроді. У цьому вміст домішок становить від 1·10 -6 до 1·10 -7 %.
Фізичні та хімічні властивості
Ртуть – сріблясто-білий метал, у парах безбарвний. Єдиний рідкий за кімнатної температури метал. Температура плавлення -38,87 ° C, кипіння 356,58 ° C. Щільність рідкої ртуті при 20°C 13,5457 г/см 3 твердої ртуті при -38,9°C - 14,193 г/см 3 .
Тверда ртуть - безбарвні кристали октаедричної форми, що існує у двох кристалічних модифікаціях. «Високотемпературна» модифікація має ромбоедричні грати a-Hg, параметри її елементарного осередку (при 78 К) а = 0,29925 нм, кут b = 70,74 о. Низькотемпературна модифікація b-Hg має тетрагональні грати (нижче 79К).
З використанням ртуті голландський фізик та хімік Х.Камерлінг-Оннес (див.КАМЕРЛІНГ-ОННЕС Хейке)в 1911 вперше спостерігав явище надпровідності (див.СВЕРХПРОВІДНІСТЬ). Температура переходу a-Hg у надпровідний стан 4,153К, b-Hg – 3,949К. При більш високих температурахртуть поводиться як діамагнетик (див.ДІАМАГНЕТИК). Рідка ртуть не змочує скло і практично не розчиняється у воді (100 г води при 25°C розчиняється 6·10 -6 г ртуті).
Стандартний електродний потенціал пари Hg 2+ 2 /Hg 0 = +0.789 B, пари Hg 2+ /Hg 0 = +0.854B, пари Hg 2+ /Hg 2+ 2 = +0.920B. У неокислювальних кислотах ртуть не розчиняється з виділенням водню (див.ВОДОРОД). (див.КИСНЕД)
Кисень (див.КИСНЕД)і сухе повітря за звичайних умов ртуть не окислюють. Вологе повітря та кисень при ультрафіолетовому опроміненні або електронному бомбардуванні окислюють ртуть з поверхні з утворенням оксидів.
Ртуть окислюється киснем повітря при температурі вище 300°C, утворюючи оксид ртуті HgO червоного кольору:
2Hg + O2 = 2HgO.
Вище 340 ° C цей оксид розкладається на прості речовини.
При кімнатній температурі ртуть окислюється озоном (див.ОЗОН).
Ртуть не реагує за нормальних умов з молекулярним воднемале з атомарним воднем утворює газоподібний гідрид HgH. Ртуть не взаємодіє з азотом, фосфором, миш'яком, вуглецем, кремнієм, бором, германієм.
З розведеними кислотами ртуть не реагує, але розчиняється у царській горілці. (див.ЦАРСЬКА ГОРІЛЬ)та в азотній кислоті. Причому у випадку з кислотою продукт реакції залежить від концентрації кислоти та співвідношення ртуті та кислоти. При надлишку ртуті на холоді протікає реакція:
6Hg + 8HNO 3 розбав. = 3Hg 2 (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.
При надлишку кислоти:
3Hg + 8HNO 3 = 3Hg(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.
З галогенами (див.ГАЛОГЕНИ)ртуть активно взаємодіє з утворенням галогенідів (див.ГАЛОГЕНІДИ). При реакціях ртуті із сіркою (див.СІРА),
селеном (див.СЕЛЕН)та телуром (див.ТЕЛЛУР)виникають халькогеніди (див.ХАЛЬКОГЕНІДИ) HgS, HgSe, HgTe. Ці халькогеніди практично не розчиняються у воді. Наприклад, значення ПР HgS = 2 · 10 -52. Сульфід ртуті розчиняється тільки в киплячій HCl, царській горілці (при цьому утворюється комплекс 2-) і в концентрованих розчинахсульфідів лужних металів:
HgS + K2S = K2.
Сплави ртуті з металами називають амальгамами (див.Амальгама). Стійкі до амальгамування метали - залізо (див.ЗАЛІЗО),
ванадій (див.ВАНАДІЙ),
молібден (див.МОЛІБДЕН),
вольфрам (див.ВОЛЬФРАМ),
ніобій (див.НІОБІЙ)та тантал (див.ТАНТАЛ (хімічний елемент). З багатьма металами ртуть утворює інтерметалічні сполуки меркуриди.
Ртуть утворює два оксиди: оксид ртуті(II) HgO та нестійкий на світлі та при нагріванні оксид ртуті(I) Hg 2 O (чорні кристали).
HgO утворює дві модифікації - жовту та червону, що відрізняються розмірами кристалів. Червона модифікація утворюється при додаванні до розчину солі Hg 2+ лугу:
Hg(NO 3) 2 + 2NaOH = HgOЇ + 2NaNO 3 + H 2 O.
Жовта форма хімічно активніша, при нагріванні червоніє. Червона форма при нагріванні чорніє, але набуває колишнього кольору при охолодженні.
При додаванні лугу до розчину солі ртуті (I) утворюється оксид ртуті (I) Hg 2 O:
Hg 2 (NO 3) 2 + 2NaOH = Hg 2 O + H 2 O + 2NaNO 3 .
На світлі Hg 2 O розпадається на ртуть та HgO, даючи осад чорного кольору.
Для сполук ртуті(II) характерне утворення стійких комплексних сполук (див.КОМПЛЕКСНІ СПОЛУКИ:
2KI + HgI 2 = K 2
2KCN + Hg(CN) 2 = K2.
Солі ртуті (I) містять угруповання Hg 2 2+ із зв'язком –Hg–Hg–. Отримують ці сполуки, відновлюючи солі ртуті (II) ртуттю:
HgSO 4 + Hg + 2NaCl = Hg 2 Cl 2 + Na 2 SO 4 ,
HgCl 2 + Hg = Hg 2 Cl 2 .
Залежно від умов, сполуки ртуті (I) можуть виявляти як окисні, так і відновлювальні властивості:
Hg 2 Cl 2 + Cl 2 = 2HgCl 2 ,
Hg 2 Cl 2 + SnCl 2 = 2Hg + SnCl 4 . (див.ПЕРОКИДНІ СПОЛУКИ
Пероксид (див.ПЕРОКИДНІ СПОЛУКИ HgO 2 – кристали; нестійкий, вибухає при нагріванні та ударі.
Застосування
Ртуть використовують для виготовлення катодів при електрохімічному одержанні їдких лугів та хлору, а також для полярографів у дифузійних насосах, барометрах та манометрах; для визначення чистоти фтору та його концентрації в газах. Парами ртуті наповнюють колби газорозрядних ламп (ртутних та люмінесцентних) та джерел УФ випромінювання. Ртуть застосовують при нанесенні золотих покриттів і видобутку золота з руди. ( див. )
Сулема ( див.) - найважливіший антисептик, що застосовують при розведеннях 1:1000. Оксид ртуті (II), кіновар HgS застосовуються для лікування очних та шкірних та венеричних захворювань. Кіновар також використовують для приготування чорнила та фарб. У давнину з кіноварі готували рум'яна. Каломель (див.Каломель)використовується у ветеринарії як проносний засіб.
Фізіологічна дія
Ртуть та її сполуки високотоксичні. Пари та сполуки ртуті накопичуючись в організмі людини, сорбуються легкими, потрапляють у кров, порушують обмін речовин та вражають нервову систему. Ознаки ртутного отруєння виявляються вже за вмісту ртуті у концентрації 0.0002–0.0003 мг/л. Пари ртуті фітотоксичні, прискорюють старіння рослин.
При роботі з ртуттю та її сполуками слід запобігати її потраплянню в організм через дихальні шляхи та шкіру. Зберігають у закритих судинах.
Енциклопедичний словник. 2009 .
Синоніми:Дивитись що таке "ртуть" в інших словниках:
Ртуть, і … Російський орфографічний словник
Ртуть/ … Морфемно-орфографічний словник
РТУТЬ, Hydrargyrum (від грец. hydor вода та argyros срібло), Mercurium, Hydrargyrum VIVum, s. metallicum, Mercurius Vivus, Argentum Vivum, сріблясто білий рідкий метал, симв. Hg, ат. в. 200,61; уд. в. 13,573; ат. обсяг 15,4; t° замерз. Велика медична енциклопедія
(Перший електрон)
(за Полінгом)
| Hg | 80 |
| 200,59 | |
| 4f 14 5d 10 6s 2 | |
| Ртуть | |
Ртуть- Елемент побічної підгрупи другої групи, шостого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва, з атомним номером 80. Позначається символом Hg (лат. Hydrargyrum). Проста речовина ртуть (CAS-номер: 7439-97-6) — перехідний метал, при кімнатній температурі є важкою сріблясто-білою помітно летючою рідиною, пари якої надзвичайно отруйні. Ртуть — один із двох хімічних елементів (і єдиний метал), прості речовини яких за нормальних умов перебувають у рідкому агрегатному стані (другий елемент — бром). У природі як у самородному вигляді, і утворює ряд мінералів. Найчастіше ртуть отримують шляхом відновлення з найпоширенішого мінералу — кіноварі. Застосовується для виготовлення вимірювальних приладів, вакуумних насосів, джерел світла та в інших галузях науки та техніки.
У XIX столітті лікарі лікували ртуттю рани та венеричні хвороби.
Походження назви
Російська назва ртуті, за однією з версій, - це запозичення з арабської (через тюркські мови); за іншою версією, «ртуть» пов'язана з литовським ritu- Качу, катаю, що походить від індоєвропейського рет (х)- бігти, котитися.
З'єднання ртуті
Ртуть та її сполуки застосовуються в техніці, хімічної промисловості, медицини. Жовтий оксид ртуті (II) входить до складу очної мазі та мазей для лікування шкірних захворювань. Червоний оксид ртуті (II) застосовується для одержання фарб.
Хлорид ртуті (I), який називається каломель, використовується в піротехніці, а також як фунгіцид.
У ряді країн каломель використовується як проносний. Токсична діякаломелі проявляється особливо тоді, коли після прийому її всередину не настає проносна дія та організм довгий часне звільняється з цього препарату. Хлорид ртуті (II), який називається сулемою, є дуже токсичним. Сулема застосовувалася в медицині як дезінфікуючий засіб, у техніці вона використовується для обробки дерева, отримання деяких видів чорнила, травлення та чорніння сталі.
Ртуть відносно рідкісний елемент у Земній корі зі середньою концентрацією 0,08 частин на мільйон. Однак через те, що ртуть слабо зв'язується хімічно з найбільш поширеними в земній корі елементами, ртутні руди можуть бути дуже концентрованими в порівнянні зі звичайними породами. Найбільш багаті ртуттю руди містять до 2.5% ртуті. Іноді ртуть навіть зустрічається у самородному вигляді.
У навколишньому середовищі
Рівень ртуті у льодовиках за 270 років
До індустріальної революціїосадження ртуті з атмосфери становило близько 4 нанограми на літр льоду. Природні джерела, такі як вулкани, становлять приблизно половину всіх викидів атмосферної ртуті. За половину, що залишилася, відповідальна діяльність людини. У ній основну частку становлять викиди внаслідок згоряння вугілля головним чином теплових електростанціях — 65 %, видобуток золота — 11 %, виплавка кольорових металів — 6.8 %, виробництво цементу — 6.4 %, утилізація сміття — 3 %, виробництво соди — 3 %, чавуну та сталі - 1.4%, ртуті (в основному для батарейок) - 1.1%, решта - 2%.
Одне з найважчих забруднень ртуттю в історії сталося в японському містіМінамата в 1956 році, що призвело до більш ніж трьох тисяч жертв, які або померли, або сильно постраждали від хвороби Мінамата.
Отримання
Хімічні властивості
Ртуть – малоактивний метал (див. ряд напруг).
При нагріванні до 300 °C ртуть вступає в реакцію з киснем: 2Hg + O 2 → 2HgO Утворюється червоний колір. Ця реакція є оборотною: при нагріванні вище 340 °C оксид розкладається до простих речовин. Реакція розкладання оксиду ртуті історично одна із перших способів отримання кисню.
Ртуть не розчиняється в розчинах кислот, які не мають окисними властивостями, але розчиняється в царській горілці та азотній кислоті, утворюючи солі двовалентної ртуті. При розчиненні надлишку ртуті в азотній кислоті на холоді утворюється нітрат.
З елементів IIБ групи саме у ртуті з'являється можливість руйнування дуже стійкої 6d 10 - електронної оболонки, що призводить до існування сполук ртуті (+4). Так, крім малорозчинного Hg 2 F 2 і HgF 2, що розкладається водою, існує і HgF 4 , одержуваний при взаємодії атомів ртуті і суміші неону і фтору при температурі 4 .
Застосування
Ртуть застосовується у виготовленні термометрів, парами ртуті наповнюються і люмінесцентні лампи. Ртутні контакти є датчиками положення. Крім того, металева ртуть застосовується для одержання цілого ряду найважливіших сплавів.
Раніше різні амальгами металів, особливо амальгами золота та срібла, широко використовувалися в ювелірній справі, у виробництві дзеркал та зубних пломб. У техніці ртуть широко застосовувалася для барометрів та манометрів. З'єднання ртуті використовувалися як антисептик (сулема), проносне (каломель), в капелюшному виробництві і т.д., але у зв'язку з її високою токсичністю до кінця XX століття були практично витіснені з цих сфер (заміна амальгамування на