Ртуть — элемент побочной подгруппы второй группы, шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 80. Обозначается символом Hg (лат. Hydrargyrum). Простое вещество ртуть (CAS-номер: 7439-97-6) — переходный металл, при комнатной температуре представляет собой тяжёлую серебристо-белую заметно летучую жидкость, пары которой чрезвычайно ядовиты.
Ртуть — один из двух химических элементов (и единственный металл), простые вещества которых при нормальных условиях находятся в жидком агрегатном состоянии (второй элемент — бром). В природе находится как в самородном виде, так и образует ряд минералов. Чаще всего ртуть получают путём восстановления из её наиболее распространённого минерала — киновари. Применяется для изготовления измерительных приборов, вакуумных насосов, источников света и в других областях науки и техники.Содержание [убрать]
1.1 Происхождение названия
2 Соединения ртути
3 Распространённость в природе
3.1 В окружающей среде
МОЛЕКУЛЫ ПОД МИКРОСКОПОМ. Что мы увидим, если посмотрим на молекулу в оптический микроскоп?
5 Физические свойства
6 Химические свойства
8 Токсикология ртути
8.1 Гигиеническое нормирование концентраций ртути
Русское название ртути происходит от праславянского причастия *rьtǫtь, связанного с лит. rìsti «катиться».
Ртуть и её соединения применяются в технике, химической промышленности, медицине. Желтый оксид ртути (II) входит в состав глазной мази и мазей для лечения кожных заболеваний. Красный оксид ртути (II) применяется для получения красок. Хлорид ртути (I), который называется каломель, используется в пиротехнике, а также в качестве фунгицида.
В ряде стран каломель используется в качестве слабительного. Токсическое действие каломели проявляется особенно тогда, когда после приема её внутрь не наступает слабительное действие и организм долгое время не освобождается от этого препарата. Хлорид ртути (II), который называется сулема, является очень токсичным.
Сулема применялась в медицине как дезинфицирующее средство, в технике она используется для обработки дерева, получения некоторых видов чернил, травления и чернения стали. В сельском хозяйстве сулема применяется как фунгицид. Амидохлорид ртути (белый преципитат ртути) входит в состав некоторых мазей.
В ветеринарии амидохлорид ртути применяется как средство против паразитарных заболеваний кожи. Нитрат ртути (II) применяется для отделки меха и получения других соединений этого металла. Токсичность нитрата ртути (II) примерно такая же, как и токсичность сулемы. Многие органические соединения ртути используются в качестве пестицидов и средств для обработки семян. Отдельные органические соединения ртути применяются как диуретические средства.
Распространённость в природе
В поверхностных условиях киноварь и металлическая ртуть растворимы в воде даже при отсутствии сильных окислителей, но при их наличии ([Fe2(SO4)3], озон, перекись водорода) растворимость этих минералов достигает десятков мг/л. Особенно хорошо растворяется ртуть в сульфидах едких щелочей с образованием, например, комплекса HgS • nNa2S. Ртуть легко сорбируется глинами, гидроокислами железа и марганца, глинистыми сланцами и углями.[2]
Невероятная плотность ртути #shorts #топ
В природе известно около 20 минералов ртути, но главное промышленное значение имеет киноварь HgS (86,2 % Hg). В редких случаях предметом добычи является самородная ртуть, метациннабарит HgS и блёклая руда — шватцит (до 17 % Hg). На единственном месторождении Гуитцуко (Мексика) главным рудным минералом является ливингстонит HgSb4S7.
В зоне окисления ртутных месторождений образуются вторичные минералы ртути. К ним относятся прежде всего самородная ртуть, реже метациннабарит, отличающиеся от таких же первичных минералов большей чистотой состава. Относительно распространена каломель Hg2Cl2. На месторождении Терлингуа (Техас) распространены и другие гипергенные галоидные соединения — терлингуаит Hg2ClO, эглестонит Hg4Cl.
В окружающей среде
Уровень ртути в ледниках за 270 лет
До индустриальной революции осаждение ртути из атмосферы составляло около 4 нанограмма на литр льда. Природные источники, такие как вулканы, составляют примерно половину всех выбросов атмосферной ртути. За оставшуюся половину ответственна деятельность человека. В ней основную долю составляют выбросы в результате сгорания угля главным образом в тепловых электростанциях — 65 %, добыча золота — 11 %, выплавка цветных металлов — 6,8 %, производство цемента — 6,4 %, утилизация мусора — 3 %, производство соды — 3 %, чугуна и стали — 1,4 %, ртути (в основном для батареек) — 1,1 %, остальное — 2 %.
Одно из тяжелейших загрязнений ртутью в истории случилось в японском городе Минамата в 1956 году, что привело к более чем трём тысячам жертв, которые либо умерли, либо сильно пострадали от болезни Минамата.
Получение Этот раздел не завершён.
Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.
Ртуть получают сжиганием киновари (Сульфида ртути (II)). Этот способ применяли алхимики древности. Уравнение реакции горения киновари: HgS+O2→Hg+SO2
В России известны 23 месторождения ртути, промышленные запасы составляют 15,6 тыс.тонн (на 2002 год). Словенский город Идрия — крупнейший в Европе центр добычи ртути с XV века[источник?].
Переливание ртути из сосуда в сосуд
Ртуть — единственный металл, жидкий при комнатной температуре. Обладает свойствами диамагнетика. Образует со многими металлами жидкие сплавы — амальгамы. Не амальгамируются лишь железо, марганец и никель[источник не указан 369 дней].
Ртуть — малоактивный металл (см. ряд напряжений).
При нагревании до 300 °C ртуть вступает в реакцию с кислородом: 2Hg + O2 → 2HgO Образуется оксид ртути(II) красного цвета. Эта реакция обратима: при нагревании выше 340 °C оксид разлагается до простых веществ. Реакция разложения оксида ртути исторически является одним из первых способов получения кислорода.
При нагревании ртути с серой образуется сульфид ртути(II).
Ртуть не растворяется в растворах кислот, не обладающих окислительными свойствами, но растворяется в царской водке и азотной кислоте, образуя соли двухвалентной ртути. При растворении избытка ртути в азотной кислоте на холоде образуется нитрат Hg2(NO3)2.
Из элементов IIБ группы именно у ртути появляется возможность разрушения очень устойчивой 6d10 — электронной оболочки, что приводит к возможности существования соединений ртути (+4). Так, кроме малорастворимого Hg2F2 и разлагающегося водой HgF2 существует и HgF4, получаемый при взаимодействии атомов ртути и смеси неона и фтора при температуре 4К[3].
Словенский город Идрия — крупнейший в Европе центр добычи ртути с XV века
В связи с высокой токсичностью ртуть почти полностью вытеснена из медицинских препаратов.
В XIX веке врачи лечили ртутью раны и венерические болезни. Соединения ртути использовались как антисептик (сулема), слабительное (каломель).
Мертиолят как консервант для вакцин.
Амальгаму серебра применяют в стоматологии в качестве материала зубных пломб.
Ртуть-203 (T1/2 = 53 сек) используется в радиофармакологии.
Ртуть применяется в термометрах. Сплав ртути с таллием используется для низкотемпературных термометров.
До середины 20 века ртуть широко применялась в барометрах и манометрах.
Ртутные вакуумные насосы были основными источниками вакуума в 19 и начале 20 веков.
Парами ртути наполняются ртутно-кварцевые и люминесцентные лампы.
Ртуть используется в датчиках положения.
В некоторых химических источниках тока (например, ртутно-цинковых), в эталонных источниках напряжения (Вестона элемент).
Ртуть также иногда применяется в качестве рабочего тела в тяжелонагруженных гидродинамических подшипниках[4].
Ртуть используется в качестве балласта в подводных лодках и регулирования крена и дифферента некоторых аппаратов.[источник не указан 489 дней]
Ртуть ранее входила в состав некоторых биоцидных красок для предотвращения обрастания корпуса судов в морской воде. Сейчас запрещается использовать такого типа покрытия.
Иодид ртути используется как полупроводниковый детектор радиоактивного излучения.
Фульминат ртути («Гремучая ртуть») издавна применяется в качестве инициирующего ВВ (Детонаторы).
Бромид ртути применяется при термохимическом разложении воды на водород и кислород (атомно-водородная энергетика).
Перспективно использование ртути в сплавах с цезием в качестве высокоэффективного рабочего тела в ионных двигателях.
Соединения ртути использовались в шляпном производстве.
Металлическая ртуть применяется для получения целого ряда важнейших сплавов.
Ранее различные амальгамы металлов, особенно амальгамы золота и серебра, широко использовались в ювелирном деле, в производстве зеркал.
Металлическая ртуть служит катодом для электролитического получения ряда активных металлов, хлора и щелочей.
Ртуть используется для переработки вторичного алюминия и добычи золота (см. амальгамация).
Пары́ ртути, а также металлическая ртуть очень ядовиты, могут вызвать тяжёлое отравление. Ртуть и её соединения (сулема, каломель, цианид ртути) поражают нервную систему, печень, почки, желудочно-кишечный тракт, при вдыхании — дыхательные пути (а проникновение ртути в организм чаще происходит именно при вдыхании её паров, не имеющих запаха). По классу опасности ртуть относится к первому классу (чрезвычайно опасное химическое вещество). Опасный загрязнитель окружающей среды, особенно опасны выбросы в воду, поскольку в результате деятельности населяющих дно микроорганизмов происходит образование растворимой в воде и токсичной метилртути.
Органические соединения ртути (метилртуть и др.) в целом намного более токсичны, чем неорганические, прежде всего из-за их липофильности и способности более эффективно взаимодействовать с элементами ферментативных систем организма.
Подробнее смотрите статью отравление ртутью.
Гигиеническое нормирование концентраций ртути
Предельно допустимые уровни загрязнённости металлической ртутью и её парами[1]:
ПДК в населенных пунктах (среднесуточная) — 0,0003 мг/м³
ПДК в жилых помещениях (среднесуточная) — 0,0003 мг/м³
ПДК воздуха в рабочей зоне (макс. разовая) — 0,01 мг/м³
ПДК воздуха в рабочей зоне (среднесменная) — 0,005 мг/м³
ПДК сточных вод (для неорганических соединений в пересчёте на двухвалентную ртуть) — 0,005 мг/мл
ПДК водных объектов хозяйственно-питьевого и культурного водопользования, в воде водоемов — 0,0005 мг/л
ПДК рыбохозяйственных водоемов — 0,00001 мг/л
ПДК морских водоемов — 0,0001 мг/л
ПДК в почве — 2,1 мг/кг
Основная статья: Демеркуризация
Очистка помещений и предметов от загрязнений металлической ртутью и источников ртутных паров называется демеркуризацией. В быту широко применяется демеркуризация с помощью серы. Так, например, если разбился градусник, следует тщательно собрать все шарики ртути медицинской клизмой в стеклянную банку с герметичной крышкой, а щели и неровности засыпать порошком серы (S). Сера легко вступает в химическую реакцию со ртутью при комнатной температуре, образуя ядовитое, но не летучее соединение HgS.
↑ Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т.. — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 278. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8
↑ Вольфсон Ф. И., Дружинин А. В. Главнейшие типы рудных месторождений. М., «Недра», 1975, 392 с.
↑ Приборостроение и автоматизация. Справочник. Изд. «Машиностроение» М. 1964
Источник: studfile.net
Структура и характеристики ртути (15 полных фактов)
Ртуть или гидраргирум – это переходный металл элемент, имеющий молекулярную массу 200.59 г/моль. Более подробно о Меркурии мы узнаем в этой статье.
Ртуть выглядит как серая или бесцветная твердая молекула. Он нерастворим, но вступает в реакцию с органическими протонными растворителями и растворим в различных расплавленных солях, но не вступает в реакцию с ними. Он обладает высокой проводимостью по своей природе, и значение теплопроводности молекулы составляет 0.125 Вт/(см·К) для твердого кристалла.
Меркурий диамагнитный в природе и мягкий материал с ползучестью при сжатии и запрещенной зоной. Давайте обсудим структуру, гибридизацию, полярность, ионную природу и растворимость ртути в следующей части с надлежащим объяснением.
1. Как нарисовать структуру Меркурия?
Каждая молекула имеет свою специфическую структуру, может быть похожа на какую-то геометрическую форму или нет. давайте обсудим структуру молекулы ртути.
Поскольку присутствуют два одинаковых атома, принятая структура образуется путем соединения двух атомов ртути. мы соединяем двойные связи между ними, чтобы проверить валентность, а также степень окисления каждого иона ртути. Двойная связь делает структуру более прочной.
2. Валентные электроны ртути
Электроны, находящиеся на внешней оболочке любого атома, называются валентные электроны. Подсчитаем общее количество валентных электронов для Меркурия.
- Электронная конфигурация Hg: [Xe]4f. 14 5d 10 62 2
- Таким образом, валентных электронов, присутствующих над атомом Hg, равно 2, поскольку 6s — это валентная орбиталь Hg.
- Итак, общее число валентных электронов у Меркурия равно 2+2=4.
3. Неподеленные пары структуры Меркурия
Неподеленные пары — это те валентные электроны, которые присутствуют на валентной орбитали как оставшиеся после образования связи. Подсчитаем общее количество неподеленных пар Меркурия.
- Количество неподеленных пар рассчитывается по формуле: неподеленные пары = электроны, присутствующие на валентной орбитали, – электроны, участвующие в образовании связи.
- Неподеленные пары, присутствующие над атомом Hg, 1-1 = 0
- Таким образом, общее количество неподеленных пар, присутствующих в молекуле Меркурия, равно 0 + 0 = 0.
4. Форма структуры ртути
Молекулярная форма молекулы представляет собой расположение центрального атома с другими атомами в геометрической форме. Предскажем молекулярную форму Меркурия.
Молекулярная форма ионной молекулы определяется кристаллической структурой, а ковалентная молекула предсказывается теорией VSEPR (отталкивание пар электронов валентной оболочки), и согласно этой теории молекула типа AX, имеющая геометрию, является линейной.
5. Структурный угол ртути
Валентный угол — это угол, образуемый атомами определенной формы для правильной ориентации в этом расположении. Рассчитаем валентный угол для молекулы ртути.
Меркурий имеет линейную геометрию, поэтому его валентный угол равен 180°. 0 потому что для линейной геометрии валентный угол всегда равен 180 0 из математического расчета. Стерического отталкивания нет, поэтому нет возможности отклонения идеального валентного угла для линейной молекулы из двух атомов Hg.
- Теперь мы объединяем теоретический валентный угол с рассчитанным значением валентного угла по значению гибридизации.
- Формула валентного угла согласно правилу Бента: COSθ = s/(s-1).
- Hg негибридизован, но из-за линейной геометрии принимает sp-гибридизацию.
- Центральный атом Hg находится в состоянии sp-гибридизации, поэтому символ s здесь равен 1/2. th
- Итак, валентный угол равен COSθ = <(1/2)>/ <(1/2)-1>=-( 1)
- Θ = COS -1 (-1/2) = 180 0
6. Формальное обвинение в конструкции ртути
С помощью формальный заряд, мы можем предсказать частичный заряд, присутствующий в молекуле, по равной электроотрицательности. Предскажем формальный заряд Меркурия.
Формальный заряд Меркурия равен нулю, потому что, по-видимому, он кажется нейтральным, но на атомах Hg присутствует заряд. Эти заряды равны по величине, но противоположны по направлению, поэтому их можно компенсировать и сделать молекулу нейтральной.
- Формальный заряд = Nv — NЛ.П. -1/2 Нбп
- Формальный заряд атома Hg равен 1-0-(0/2) = +1.
- Формальный заряд атома Hg равен 0-1-(0/2) = -1.
- Таким образом, каждый катион и анион несут один заряд, и значение одинаково, но они противоположны по своей природе и сокращаются, чтобы сделать формальный заряд молекулы ртути равным нулю.
7. Гибридизация ртути
Центральный атом подвергается гибридизации с образованием гибридной орбитали эквивалентной энергии из атомных орбиталей. Дайте нам знать о гибридизации Меркурия.
- Мы можем рассчитать гибридизацию по общепринятой формуле H = 0.5 (V + M-C + A),
- Итак, гибридизация центральной Hg: ½ (2 + 2 + 0 + 0) = 2 (sp)
- В гибридизации участвуют одна s-орбиталь и одна p-орбиталь Hg.
- Неподеленные пары над атомами в гибридизации не участвуют.
8. Растворимость ртути
Наиболее ионогенные молекулы растворимы в воде, так как они могут диссоциировать. Посмотрим, растворима ли ртуть в воде или нет.
Ртуть растворима в воде, потому что она может ионизироваться с образованием двух ионов, и эти ионы растворимы в воде. Когда ртуть диссоциирует на ионы, она образует Hg + и этот ион может своим ионным потенциалом притягивать к себе молекулу воды, а ион гидрида может образовывать Н-связь с молекулой воды.
Помимо молекулы воды, ртуть растворяется в следующих растворителях.
9. Ртуть твердая или газообразная?
Ионные соединения в основном твердые по своей природе, потому что они имеют правильную кристаллическую структуру и прочную связь. Проверим, тверд ли Меркурий или нет.
Ртуть представляет собой твердую молекулу, имеющую кубический кристалл с центром в центре, и энергия кристалла очень сильна, чтобы оставаться в твердой форме. Благодаря наличию кристалла энтропия молекулы очень мала, и по этой причине все атомы плотно упакованы в кристалле. Он выглядит как серое кристаллическое твердое вещество.
10. Меркурий полярный или неполярный?
Ионные соединения полярны по своей природе из-за того, что образование связи между ними носит полярный характер. Проверим, является ли молекула Меркурия полярной или нет.
Ртуть является неполярной молекулой, потому что у двух атомов существует нулевая разница в электроотрицательности, поскольку оба являются одним и тем же элементом.
11. Ртуть кислая или основная?
Если молекула может высвобождать протон или гидроксид-ионы в водном растворе, то она называется соответственно кислотой или основанием. Проверим, является ли Меркурий основным или нет.
Ртуть — сильное основание, хотя у него нет H + или ОН – ионы. Он имеет ион гидрида, который может оттягивать протон от других последующих и образовывать сопряженную кислоту. Ион гидрида имеет более высокое сродство к привлечению протона с образованием молекулы водорода и ведет себя как сильное бронзовое основание.
12. Является ли ртуть электролитом?
Ионные молекулы имеют более высокую электролитическую природу, так как образуются при сильном взаимодействии ионов. Давайте посмотрим, является ли Ртуть электролитом или нет.
Меркурий — сильный электролит потому что, когда он диссоциирует в водный раствор, он образует Hg + , которые являются сильными ионами, и подвижность этих ионов очень высока. Ионный потенциал этих ионов очень высок, и они очень быстро переносят электричество через водный раствор.
13. Является ли ртуть ионной или ковалентной?
Ионная молекула имеет сильное взаимодействие между составляющими атомами и обладает более высокой поляризующей способностью. Давайте посмотрим, является ли Меркурий ионным или нет.
Ртуть представляет собой ионную молекулу, потому что молекула образована механизмом отдачи и принятия электронов, а не путем обмена. Кроме того, рт. + имеет более высокий ионный потенциал из-за плотности заряда, поэтому он может легко поляризовать анион, а ион Hg имеет большую поляризуемость в соответствии с правилом Фаяна, это ионная молекула.
14. Является ли ртуть денатурирующим агентом?
Химические соединения или реагенты, которые могут разрушить пептидные связи или структуру белка, называются денатурирующими агентами. посмотрим, является ли ртуть денатурирующим агентом или нет.
Ртуть является денатурирующим агентом, поскольку она может разрушить как первичную, так и вторичную структуру белка. из-за гидрофобной природы ртути она не может образовать пептидную связь, она легко расщепляет аминогруппу 2-го белка и кислотную группу прежнего белка. Но метилртуть является обратимым денатурирующим агентом.
Заключение
Ртуть является сильным неорганическим основанием Бренстеда, и ее можно использовать во многих органических реакциях для вытягивания кислотного протона из нужной молекулы. Из-за полностью заполненной d-орбитали он ведет себя иначе, чем другие переходные элементы.
Источник: ru.lambdageeks.com
Физико-химические свойтсва ртути часть 1
В периодической системе элементов Д. И. Менделеева ртуть расположена во второй группе, имеет порядковый номер 80 в атомный вес 200,59. Было установлено, что природная ртуть состоит из 7 стабильных изотопов с массовыми числами 196, 198, 199, 200, 201, 202, 204.
Кроме того, известно более 20 радиоактивных изотопов, полученных искусственным путем и обладающих периодом полураспада от 10 -11 , сек до 48 суток. При 20° С плотность ртути равна 13,54622 г/см3.
Она остается жидкой при низких температурах, и долгое время температура замерзания ртути была неизвестна. Впервые ртуть была заморожена в декабре 1759 г. И. А. Брауном.
М. В. Ломоносов, повторивший опыты И. А. Брауна, показал, что твердая ртуть по своим механическим свойствам во многом напоминает свинец; ее можно легко ковать и придавать ей различную форму, протягивать через фильеры, резать ножом и пр.
Кристаллы ртути имеют ромбоэдрическую структуру наименьшее расстояние между атомами, равное постоянной решетки простейшего ромбоэдра, составляет 2,999 А.
Ртуть плавится при —38,87° С; температура ее кипения равна 357,25° С. Пары ртути обладают небольшим давлением при комнатной температуре, однако с повышением температуры давление паров ртути и скорость ее испарения сильно возрастают.
По данным многочисленных исследований, ртутный пар при низких температурах состоит в основном из атомов; одна молекула двухатомной ртути приходится примерно на 11 500 атомов ртути С повышением температуры степень ассоциации увеличи¬вается, а при критической температуре ртутный нар почти целиком состоит из двухатомных молекул.
Сведения о структуре жидкой ртути менее определенны. По одним данным [24] молекул в жидкой ртути не существует, а по другим данным [26] — при температуре плавления ртуть обладает значительной степенью ассоциации.
Теоретически 26 возможна димеризация атомов жидкой ртути при 0° С. На ассоциацию атомов жидкой ртути указывают также закономер-ности температурного изменения поверхностного натяжения ртути.
Большое различие величин магнитной восприимчивости для жидкой и газообразной ртути позволила авторам работы 28 предположить, что пары ртути состоят из атомов, тогда как в жидком состоянии атомы ртути ассоциированы в многоатомные молекулы.
Ртуть обладает низкой удельной теплоемкостью, равной прн 20° С 0,0334 кал/(г-град). В сочетании с высокой температурой кипения это позволяет использовать ртуть в энергетических установках в качестве рабочего тела.
Ртуть обладает довольно высоким поверхностным натяжением, среднюю величину которого при 20° С можно принять равной 470 дин/см. Примеси поверхностно-активных металлов и органические соединения понижают поверхностное натяжение ртути z% причем в некоторых случаях это понижение достигает значительных величин.
Например, по данным П. П. Пугачевича и О. А. Тимофеевичевой 28, добавка цезия к ртути в количестве 0,0002 ат% пони¬жает поверхностное натяжение ртути на 87 дин/см.
Однако заметное понижение поверхностного натяжения ртути, как указывают авторы топ же работы, происходит даже в том случае, если на 10 000 т ртути приходится 6 г цезин.
Как правило, небольшие добавки поверхностно-активных метал¬лов, наряду с тем, что они понижают поверхностное натяжение, значительно улучшают смачиваемость ртутью металлической арма¬туры, включая стальную, что существенно при создании ртутно-паровых энергетических установок, получении химических веществ электролизом и т. д. На границе раздела ртути с другими жидко¬стями, особенно органическими, поверхностное натяжение также заметно снижается на 25—30%.
Источник: himikatus.ru