Температура плавления ртути. Элемент ртуть

Все химические элементы таблицы Менделеева условно разделяются диагональю B - At на металлы и неметаллы. При этом последние в меньшинстве, располагаются выше и правее границы. Металлы же в явном количественном преимуществе, их из известных 118 элементов больше 80.

Все они обладают сходными физическими свойствами, объединяются агрегатным состоянием. Однако есть и исключение - элемент ртуть. О ней и поговорим подробнее.

Ртуть: положение в периодической системе

Данный элемент занимает свою ячейку в таблице под номером 80. При этом располагается во второй группе, побочной подгруппе, шестом большом периоде. Имеет атомную массу, равную 200,59. Существует в виде семи устойчивых изотопов: 196, 198, 199, 200, 201, 202, 204.

Относится к элементам d-семейства, однако не переходным, так как последние валентные электроны заполняют s-орбиталь. Ртуть входит в подгруппу металлов цинка, вместе с кадмием и коперницием.

Общая характеристика элемента

Химические элементы таблицы Менделеева имеют строго упорядоченное расположение, и каждый обладает своей электронной конфигурацией атома, говорящей о его свойствах. Ртуть не исключение. Строение ее внешней и предвнешней электронной оболочки следующее: 5s²5p⁶5d¹⁰6s².

Возможные степени окисления: +1, +2. Оксид и гидроксид ртути - слабо основные, иногда амфотерные по характеру соединения. Химический символ элемента №80 - Hg, латинское произношение "гидраргирум". Русское название происходит от праславянского языка, на котором оно переводилось как "катиться". У других народов произношение и название разное. Часто сам элемент и образуемые им простые и сложные вещества называют меркуратами, меркурием. Такое название происходит из древних времен, когда сопоставляли Hg (элемент) с серебром, придавали ему второе значение после золота. Солнце - символ аурум Au, Меркурий - символ гидраргирум Hg.

У древних народов было поверье, что существует семь основных металлов, среди которых ртуть. Группа из них находила отражение в небесных телах. То есть золото ассоциировалось с Солнцем, железо - с Марсом, ртуть - с Меркурием и так далее.

История открытия

О ртути было известно примерно за 1500 лет до нашей эры. Уже тогда ее описывали как "жидкое серебро", подвижный, необычный и загадочный металл. Добывать ее тоже научились еще в древности.

Конечно, изучить ее свойства возможности не было, ведь еще не была сформирована как таковая химия. Ртуть окутывали пеленой тайны и магии, считали необычным веществом, близким к серебру и способным превратиться в золото, если сделать ее твердой. Однако способов получить чистую ртуть в твердом агрегатном состоянии не было, и алхимические изыскания не увенчались успехом.

Основные страны, где с самой древности применялась и добывалась ртуть, это:

• Китай;
• Месопотамия;
• Индия;
• Египет.

Однако получить данный металл именно в чистом виде удалось только в XVIII веке, это сделал шведский химик Брандт. При этом ни им, ни до этого момента так и не были приведены доказательства металличности вещества. Данный вопрос прояснили М. В. Ломоносов и Браун. Именно эти ученые первыми сумели заморозить ртуть и таким образом подтвердить, что для нее характерны все свойства металлов - блеск, электропроводность, ковкость и пластичность, металлическая кристаллическая решетка.

На сегодняшний день получены самые разные соединения ртути, она используется в разных областях технического производства.

Вещество ртуть

Как простое вещество представляет собой жидкость (при нормальных условиях) серебристо-белую, подвижную, легколетучую. Типичный пример, где используется жидкая ртуть в чистом виде, - это термометры, градусники для измерения температуры.

Если перевести ртуть в твердое состояние, то она будет представлять собой полупрозрачные кристаллы, не имеющие запаха. Пары этого вещества бесцветные, очень ядовитые.

Физические свойства

По своим физическим свойствам данный металл - это единственный представитель, который при обычных условиях способен существовать в виде жидкости. По всем остальным свойствам он полностью подходит под общие характеристики остальных представителей категории.

Основные свойства следующие.

1. Агрегатное состояние: обычные условия - жидкость, твердые кристаллы - не выше 352^оС, пары - свыше 79 К.
2. Растворяется в бензоле, диоксане, кристаллы в воде. Обладает способностью не смачивать стекло.
3. Обладает диамагнитными свойствами.
4. Теплопроводна.

Плавление ртути происходит при отрицательной температуре -38,83^оС. Поэтому данное вещество относится к группе взрывоопасных при нагревании. Внутренний запас энергии соединения при этом увеличивается в несколько раз.

Кипение ртути начинается при температуре 356,73^оС. В этот момент она начинает переходить в парообразное состояние, которое представляет собой совершенно невидимые глазом молекулы, соединенные ковалентной неполярной связью.

Температура плавления ртути показывает, что свойства этого металла явно необычные. Данное вещество начинает испаряться, переходя в невидимые молекулы газообразного состояния, уже при обычной комнатной температуре, что и делает ее особенно опасной для здоровья человека и животных.

Химические свойства

Известны следующие группы соединений на основе ртути в разных степенях окисления:

• сульфаты, сульфиды;
• хлориды;
• нитраты;
• гидроксиды;
• оксиды;
• комплексные соединения;
• металлоорганические вещества;
• интерметаллические;
• сплавы с другими металлами - амальгамы.

Температура плавления ртути позволяет ей образовывать как жидкие, так и твердые амальгамы. В таких сплавах металлы лишаются своей активности, становясь более инертными.

Реакция взаимодействия ртути с кислородом возможна только при достаточно высокой температуре, несмотря на сильную окислительную способность неметалла. При условиях свыше 380^оС в результате такого синтеза образуется оксид металла со степенью окисления последнего +2.

С кислотами, щелочами, неметаллами в свободном виде металл не вступает в химическое взаимодействие, оставаясь в жидком состоянии.

С галогенами реагирует достаточно медленно и только на холоде, что и подтверждает температура плавления ртути. Хорошим окислителем для нее является перманганат калия.

Нахождение в природе

Содержится в земной коре, Мировом океане, рудах и минералах. Если говорить об общем процентном количестве ртути в земных недрах, то это примерно 0,000001%. В целом можно сказать, что данный элемент рассеянный. Основные минералы и руды, в состав которых входит этот металл, следующие:

• киноварь;
• кварц;
• халцедон;
• слюда;
• карбонаты;
• свинцово-цинковые руды.

В природе ртуть все время совершает круговорот и принимает участие в обменных процессах всех оболочек Земли.

Получение ртути

Основной способ получения - это обработка минерала киноварь. Также возможен металлургический способ при помощи восстановителей. Когда используют первый метод, то минерал подвергается жесткому обжигу в кислороде. В результате образуются пары металла. Так как температура плавления ртути очень низкая, а кипения, напротив, высокая, то сбор и конденсация паров при получении обжигом трудностей не вызывают. Данный способ обработки сульфида ртути применяли еще в древности для получения металла в чистом виде.

Второй метод основан на извлечении ртути также из сульфида при помощи использования сильного восстановителя. Такого, как железо. Сбор продукта осуществляется тем же способом, что и в предыдущем случае.

Биологическое воздействие на живые организмы

Температура ртути нужна достаточно низкая, чтобы перейти в парообразное состояние. Данный процесс начинается уже при 25^оС, то есть при обычной комнатной температуре. В этом случае нахождение живых организмов в помещении становится опасным для здоровья.

Так, металл способен проникать внутрь существ через:

• кожные покровы, неповрежденные, совершенно целые;
• слизистые оболочки;
• дыхательные пути;
• пищеварительные органы.

Оказавшись внутри, пары ртути включаются в общий кровоток, а затем вступают в синтезы белковых и других молекул, образуя с ними соединения. Так происходит накопление вредного металла в печени и костях. Из мест хранения металл снова может включаться в обменные процессы, синтезы и распады, вызывая медленную интоксикацию организма, сопровождающуюся самыми тяжелыми последствиями.

Выводится из органов достаточно медленно и под действием катализаторов, адсорбентов. Например, молока. Основные жидкости, через которые осуществляется вывод металла в окружающую среду:

• слюна;
• желчь;
• моча;
• продукты желудочно-кишечного тракта.

Различают две основные формы отравления данным веществом: острая и хроническая. Каждая имеет свои особенности и проявления.

Симптоматика и лечение

Острая форма характерна для случаев, когда происходит разлив ртути на производствах, то есть когда единовременно происходит огромный выброс вещества в атмосферу. В таких ситуациях у незащищенных людей начинается резкое ухудшение самочувствия, то есть отравление. Симптомы следующие:

1. Воспаляются органы дыхания, легкие, слизистые оболочки полости рта и горла.
2. Повышается температура тела.
3. Образуются язвы на деснах, они кровоточат, опухают и становятся крайне чувствительными. Иногда образуется ртутная кайма.
4. Наблюдается атрофия печени и почек.
5. Озноб, тошнота и рвота, головокружение.
6. Нервная система страдает очень сильно - нарушается речь и координация движений, наблюдается тремор конечностей.
7. Отравление сопровождается головными болями и диареей с кровяными включениями.

Если же поражение парами ртути происходило постепенно, то заболевание примет хронический характер. В этом случае проявления будут не такими резкими, однако ухудшение самочувствия будет накапливаться ежедневно, принимая все более масштабные обороты.

1. Тремор конечностей.
2. Заболевания полости рта (гингивиты, стоматиты и прочие).
3. Гипертония и тахикардия.
4. Потливость.
5. Нервное возбуждение.
6. Головные боли.
7. В тяжелых случаях могут быть спровоцированы серьезные психические нарушения, вплоть до шизофрении.

Все эти последствия могут наступить даже из-за незначительного выброса ртути в атмосферу. Если вовремя не провести демеркуризацию помещения, то можно очень сильно навредить здоровью.

Лечение в этих случаях обычно проводится следующими препаратами:

• витамины;
• антигистаминные;
• барбитураты;
• "Аминазин".

Использование человеком

Самое распространенное место использования и хранения металлической ртути - это градусники и термометры. В одном таком оборудовании может находиться до 3 г металла. Помимо этого, можно выделить еще несколько областей деятельности человека, в которых ртуть используется достаточно широко:

• медицина (каломель, меркузал, промеран, многие антисептики);
• техническая деятельность - источники тока, лампы накаливания, насосы, барометры, детонатор и так далее;
• металлургия - напыление зеркал, украшение амальгамами золота и серебра, получение сплавов металлов, чистых веществ;
• химическая промышленность;
• сельское хозяйство.

В настоящее время из-за получения более безопасных и удобных веществ ртуть практически вытеснена из медицины.