Температура плавлення ртуті. Елемент ртуть

Всі хімічні елементи таблиці Менделєєва умовно поділяються діагоналлю B - At на метали і неметали. При цьому останні в меншості, розташовуються вище і правіше кордону. Метали ж в явному кількісному перевазі, їх з відомих 118 елементів більше 80.

Всі вони володіють схожими фізичними властивостями, об`єднуються агрегатним станом. Однак є й виключення - елемент ртуть. Про неї і поговоримо докладніше.

Ртуть: положення в періодичній системі

Даний елемент займає свій осередок в таблиці під номером 80. При цьому розташовується в другій групі, побічної підгрупи, шостому великому періоді. Має атомну масу, рівну 200,59. Існує у вигляді семи стійких ізотопів: 196, 198, 199, 200, 201, 202, 204.

Відноситься до елементів d-сімейства, однак не перехідним, оскільки останні валентні електрони заповнюють s-орбіталь. Ртуть входить в підгрупу металів цинку, разом з кадмієм і коперніцій.

Загальна характеристика елемента

Хімічні елементи таблиці Менделєєва мають строго впорядковане розташування, і кожен має свою електронною конфігурацією атома, що говорить про його властивості. Ртуть не виняток. Будова її зовнішньої і предвнешнего електронної оболонки наступне: 5s²5p⁶5d¹⁰6s².

Можливі ступені окислення: +1, +2. Оксид і гідроксид ртуті - слабо основні, іноді амфотерні за характером з`єднання. Хімічний символ елемента №80 - Hg, латинське вимова "гідраргірум". Російська назва походить від праслов`янської мови, на якому воно переводилося як "котитися". В інших народів вимова і назва різне. Часто сам елемент і утворені ними прості і складні речовини називають меркуратамі, меркурієм. Така назва походить з давніх часів, коли зіставляли Hg (елемент) з сріблом, надавали йому друге значення після золота. Сонце - символ аурум Au, Меркурій - символ гідраргірум Hg.

У стародавніх народів було повір`я, що існує сім основних металів, серед яких ртуть. Група з них знаходила відображення в небесних тілах. Тобто золото асоціювалося з Сонцем, залізо - з Марсом, ртуть - з Меркурієм і так далі.

Історія відкриття

Про ртуті було відомо приблизно за 1500 років до нашої ери. Уже тоді її описували як "рідке срібло", рухливий, незвичайний і загадковий метал. Добувати її теж навчилися ще в давнину.

Звичайно, вивчити її властивості можливості не було, адже ще не була сформована як така хімія. Ртуть огортали пеленою таємниці і магії, вважали незвичайним речовиною, близькою до срібла і здатним перетворитися на золото, якщо зробити її твердою. Однак способів отримати чистий ртуть у твердому агрегатному стані не було, і алхімічні вишукування не увінчалися успіхом.

Основні країни, де з самої давнини застосовувалася і добувалася ртуть, це:

• Китай;
• Месопотамія;
• Індія;
• Єгипет.

Однак отримати даний метал саме в чистому вигляді вдалося тільки в XVIII столітті, це зробив шведський хімік Брандт. При цьому ні їм, ні до цього моменту так і не були наведені докази металличности речовини. Дане питання прояснили М. В. Ломоносов і Браун. Саме ці вчені першими зуміли заморозити ртуть і таким чином підтвердити, що для неї характерні всі властивості металів - блиск, електропровідність, ковкість і пластичність, металева кристалічна решітка.

На сьогоднішній день отримані самі різні сполуки ртуті, вона використовується в різних областях технічного виробництва.

Речовина ртуть

Як проста речовина являє собою рідину (при нормальних умовах) сріблясто-білу, рухливу, легколетучую. Типовий приклад, де використовується рідка ртуть в чистому вигляді, - це термометри, градусники для вимірювання температури.

Якщо перевести ртуть у твердий стан, то вона буде являти собою напівпрозорі кристали, що не мають запаху. Пари цієї речовини безбарвні, дуже отруйні.

Фізичні властивості

За своїми фізичними властивостями даний метал - це єдиний представник, який за звичайних умов здатний існувати у вигляді рідини. За всіма іншими властивостями він повністю підходить під загальні характеристики інших представників категорії.

Основні властивості наступні.

1. Агрегатний стан: звичайні умови - рідина, тверді кристали - не вище 352^проС, пари - понад 79 К.
2. Розчиняється в бензолі, діоксані, кристали у воді. Володіє здатністю не змочувати скло.
3. Володіє діамагнітними властивостями.
4. Теплопроводна.

Плавлення ртуті відбувається при мінусовій температурі -38,83^проС. Тому дана речовина відноситься до групи вибухонебезпечних при нагріванні. Внутрішній запас енергії з`єднання при цьому збільшується в кілька разів.

Кипіння ртуті починається при температурі 356,73^проС. У цей момент вона починає переходити в пароподібний стан, який являє собою зовсім невидимі оком молекули, з`єднані ковалентного неполярной зв`язком.

Температура плавлення ртуті показує, що властивості цього металу явно незвичайні. Дана речовина починає випаровуватися, переходячи в невидимі молекули газоподібного стану, вже при звичайній кімнатній температурі, що і робить її особливо небезпечною для здоров`я людини і тварин.

Хімічні властивості

Відомі такі групи сполук на основі ртуті в різних ступенях окислення:

• сульфати, сульфіди;
• хлоріди;
• нітрати;
• гідроксіди;
• оксіди;
• комплексні сполуки;
• металлоорганические речовини;
• інтерметалліческіе;
• сплави з іншими металами - амальгами.

Температура плавлення ртуті дозволяє їй утворювати як рідкі, так і тверді амальгами. У таких сплавах метали позбавляються своєї активності, стаючи більш інертними.

Реакція взаємодії ртуті з киснем можлива тільки при досить високій температурі, незважаючи на сильну окислювальну здатність неметалла. При умовах понад 380^проС в результаті такого синтезу утворюється оксид металу зі ступенем окислення останнього +2.

З кислотами, лугами, неметаллами у вільному вигляді метал не вступає в хімічну взаємодію, залишаючись в рідкому стані.

З галогенами реагує досить повільно і лише на холоді, що й підтверджує температура плавлення ртуті. Хорошим окислювачем для неї є перманганат калію.

Знаходження в природі

Міститься в земній корі, Світовому океані, рудах і мінералах. Якщо говорити про загальний процентному кількості ртуті в земних надрах, то це приблизно 0,000001%. В цілому можна сказати, що даний елемент розсіяний. Основні мінерали і руди, до складу яких входить цей метал, наступні:

• кіноварь;
• кварц
• халцедон;
• слюда;
• карбонати;
• свинцево-цинкові руди.

У природі ртуть весь час здійснює круговорот і бере участь в обмінних процесах всіх оболонок Землі.

Отримання ртуті

Основний спосіб отримання - це обробка мінералу кіновар. Також можливий металургійний спосіб за допомогою відновників. Коли використовують перший метод, то мінерал зазнає жорсткого випалу в кисні. В результаті утворюються пари металу. Так як температура плавлення ртуті дуже низька, а кипіння, навпаки, висока, то збір і конденсація парів при отриманні випалюванням труднощів не викликають. Даний спосіб обробки сульфіду ртуті застосовували ще в давнину для отримання металу в чистому вигляді.

Другий метод заснований на витяганні ртуті також з сульфіду за допомогою використання сильного відновника. Такого, як залізо. Збір продукту здійснюється тим же способом, що і в попередньому випадку.

Біологічний вплив на живі організми

Температура ртуті потрібна досить низька, щоб перейти в пароподібний стан. Даний процес починається вже при 25^проС, тобто при звичайній кімнатній температурі. У цьому випадку знаходження живих організмів в приміщенні стає небезпечним для здоров`я.

Так, метал здатний проникати всередину істот через:

• шкірні покриви, неушкоджені, абсолютно целие;
• слизові оболочки;
• дихальні шляхи;
• травні органи.

Опинившись всередині, пари ртуті включаються в загальний кровотік, а потім вступають в синтези білкових та інших молекул, утворюючи з ними з`єднання. Так відбувається накопичення шкідливого металу в печінці і кістках. З місць зберігання метал знову може включатися в обмінні процеси, синтез і розпад, викликаючи повільну інтоксикацію організму, що супроводжується найважчими наслідками.

Виводиться з органів досить повільно і під дією каталізаторів, адсорбентів. Наприклад, молока. Основні рідини, через які здійснюється висновок металу в навколишнє середовище:

• слюна;
• желчь;
• моча;
• продукти шлунково-кишкового тракту.

Розрізняють дві основні форми отруєння даною речовиною: гостра і хронічна. Кожна має свої особливості і прояви.

Симптоматика та лікування

Гостра форма характерна для випадків, коли відбувається розлив ртуті на виробництвах, тобто коли одноразово відбувається величезний викид речовини в атмосферу. У таких ситуаціях у незахищених людей починається різке погіршення самопочуття, тобто отруєння. Симптоми такі:

1. Запалюються органи дихання, легені, слизові оболонки порожнини рота і горла.
2. Підвищується температура тіла.
3. Утворюються виразки на яснах, вони кровоточать, опухають і стають вкрай чутливими. Іноді утворюється ртутна облямівка.
4. Спостерігається атрофія печінки і нирок.
5. Озноб, нудота і блювота, запаморочення.
6. Нервова система страждає дуже сильно - порушується мова і координація рухів, спостерігається тремор кінцівок.
7. Отруєння супроводжується головними болями і діареєю з кров`яними включеннями.

Якщо ж поразка парами ртуті відбувалося поступово, то захворювання візьме хронічний характер. У цьому випадку прояву будуть не такими різкими, проте погіршення самопочуття буде накопичуватися щодня, приймаючи все більш масштабні обертів.

1. Тремор кінцівок.
2. Захворювання порожнини рота (гінгівіти, стоматити та інші).
3. Гіпертонія і тахікардія.
4. Пітливість.
5. Нервове збудження.
6. Головні болі.
7. У важких випадках можуть бути спровоковані серйозні психічні порушення, аж до шизофренії.

Всі ці наслідки можуть настати навіть через незначне викиду ртуті в атмосферу. Якщо вчасно не провести демеркуризацію приміщення, то можна дуже сильно нашкодити здоров`ю.

Лікування в цих випадках зазвичай проводиться наступними препаратами:

• Вітаміни;
• антігістамінние;
• барбітурати;
• "Аминазин".

Використання людиною

Найпоширеніше місце використання і зберігання металевої ртуті - це градусники і термометри. В одному такому обладнанні може перебувати до 3 г металу. Крім цього, можна виділити ще кілька областей діяльності людини, в яких ртуть використовується досить широко:

• медицина (каломель, меркузал, промеран, багато антисептики) ;
• технічна діяльність - джерела струму, лампи розжарювання, насоси, барометри, детонатор і так далі;
• металургія - напилювання дзеркал, прикраса амальгамою золота і 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.