水銀

水銀

概述

用於量測氣壓的水銀柱氣壓計中的水銀儲存槽 使用稜鏡分光計觀測的可見光波段汞原子光譜 氬氣下安瓿中汞流動的慢動作

汞（拼音：gǒng，注音：ㄍㄨㄥˇ，粵拼：hung3），俗稱水銀，是一種化學元素，其化學符號為Hg，原子序數為80，原子量為200.592 u。汞在元素週期表中位於d區，是密度大、室溫下為液態的銀白色過渡金屬，具有輕微的揮發性，且性質與惰性氣體類似。除了汞之外在常溫下呈液態的穩定元素只有溴，而銫、鎵和銣會在比室溫稍高的溫度下熔化。汞的熔點是−38.83 °C（−37.89 °F；234.32 K），沸點是356.73 °C（674.11 °F；629.88 K），是所有金屬元素中液態溫度範圍最小的。

汞在全世界的礦產中都有產出，主要來自硃砂（硫化汞）。攝入或吸入的硃砂粉塵都是有毒的。汞中毒還能由接觸可溶解於水的汞（例如氯化汞和甲基汞）引起，或是因吸入汞蒸氣，食用被汞污染的海產品或吸食入汞化合物引起中毒。

汞可用於溫度計、氣壓計、壓力計、血壓計、浮閥、水銀開關和其他裝置，但是由於汞的毒性，使汞溫度計和血壓計在醫療上逐步淘汰，取而代之的是使用酒精、鎵銦錫合金等物質填充，或者是使用基於熱電偶或壓力傳感器的數位溫度計和血壓計。汞仍被用於科學研究和補牙的汞合金材料。汞也被用於發光。螢光燈中的電流通過汞蒸氣產生波長很短的紫外線，紫外線使螢光體發出螢光，從而產生可見光。

性質 物理性質

汞是一種銀白色的液態重金屬。相較於其它金屬，汞導熱性能差，而導電性能較佳。

汞的熔點為−38.83 °C，沸點為356.73 °C，都是穩定金屬中最低的，不過對放射性元素鎶和鈇的初步實驗表明它們的沸點都比汞更低（鎶是元素週期表中汞之下的元素，遵循12族元素沸點降低的趨勢）。當汞凝固時，它的體積會降低3.59%，密度從13.69 g/cm3增加到14.184 g/cm3。固體汞具有延展性，可以用刀切割。

對於這個性質的完整解釋需要非常深入量子物理的領域，但是可以簡述如下：汞的核外電子組態很特別，電子填滿了所有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p、4d、4f、5s、5p、5d和6s亞層。由於這樣的電子組態強烈地阻止汞原子失去電子，所以汞的性質與惰性氣體類似，會形成弱的分子間作用力，以至於固體非常容易熔化。

6s亞層的穩定性是源於全滿的4f亞層。f亞層會微弱地遮蔽原子核的電荷，這些電荷會增加原子核對6s亞層的庫侖引力。缺少填滿的內層f亞層是鎘和鋅沸點相對較高的原因，儘管這兩種金屬還是很容易熔化的，而且它們的沸點也非常低。

汞曾經作為電學測量標準。像西門子電阻單位就是在1860年訂定，以汞柱電阻來計算的電阻單位。1884年在巴黎的國際會議中，曾定義「法定歐姆」（legal ohm）是攝氏零度下，長度106公分，截面積為一平方公厘水銀柱的電阻，但現今的歐姆已不用上述的定義。

汞是人類史上首先發現到的超導體，其超導臨界溫度為絕對溫標4.2K。

商業上有關汞的交易，通常以一燒瓶的容量為單位，約重34.5公斤。

化學性質

汞不與大多數的酸反應，例如稀鹽酸、稀硫酸、氫溴酸；但是氧化性酸，例如濃硫酸、濃硝酸和王水可以溶解汞並形成硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物。汞也可和氫碘酸反應生成氫氣和H2[HgI4]。與銀類似，汞也可以與空氣中的硫化氫反應。汞還可以與粉末狀的硫反應，這一點被用於處理汞洩露以後吸收汞蒸氣的工具裡（也有用活性炭和鋅粉的）。

汞具有恆定的體積膨脹係數，其金屬活躍性低於鋅和鎘，且不能從酸溶液中置換出氫。一般汞化合物的化合價是+1或+2，+4價的汞化合物只有四氟化汞而+3價的汞化合物不存在。

汞齊

汞容易與大部分普通金屬形成合金，這些汞合金統稱汞齊。能與汞形成合金的金屬包括金和銀，但不包括鐵，所以鐵粉一直以來被用於置換汞。其他一些第一行的過渡金屬難於形成合金，但不包括錳、銅和鋅。其他不易與汞形成合金的元素有鉑和其他一些金屬。鈉汞齊是有機合成中常用的還原劑，也被用於高壓鈉燈中。

當汞和純金屬鋁接觸時，它們易於形成鋁汞齊，因為鋁汞齊可以破壞鋁表面的氧化鋁層，所以即使很少量的汞也能嚴重腐蝕金屬鋁。出於這個原因，絕大多數情況下，汞不能被帶上飛機，因為它很容易與飛機上暴露的鋁質部件形成合金而造成危險。

同位素

汞有七種穩定的同位素，其中202Hg最豐富，占了天然汞的29.86%。汞壽命最長的放射性同位素是半衰期444年的194Hg和半衰期46.612天的203Hg，剩下的放射性同位素半衰期大多少於一天。199Hg和201Hg是最常用的核磁共振原子核，它們的自旋分別是1⁄2和3⁄2。

人類對水銀的認知歷史

在公元前1500年的古埃及墓中人們就找到了汞的存在。

在古代中國，汞被認為可以延長生命，治療骨折和保持健康，儘管人們現在