汞 Mercury
- 汞是一種金屬元素，俗稱水銀，英文名稱Mercury，化學元素符號Hg，原子序數80，元素週期表中IIB族金屬，熔點-38.87℃，沸點356.6℃，密度13.59g/cm³。汞是閃亮的銀白色重質液體，也是在常溫、常壓下唯一以液態形式存在的金屬。常溫下汞化學性質穩定，汞蒸氣和汞的化合物多有劇毒（慢性）。汞能溶解許多金屬（如金、銀等），形成汞合金（也叫汞齊）。汞在地殼中自然生成，透過火山活動、岩石風化或作為人類活動的結果，釋放到環境中。汞在自然界中分佈量極小，被認為是稀有金屬。汞極少以純金屬狀態存在，多以化合物形式存在，主要常見含汞礦物有硃砂、氯硫汞礦、硫銻汞礦和其他一些與硃砂相連的礦物，常用於製造科學測量儀器（如氣壓計、溫度計等）、藥物、催化劑、汞蒸氣燈、電極、雷汞等，也用於牙科醫學和化妝品行業。
汞的發現及行業發展
【汞的發現簡史】
- 硃砂又名辰砂、丹砂、赤砂，是天然的硫化汞(HgS)，具有鮮紅色澤，很早就被人們作為顏料使用。我國殷墟出土的甲骨文上塗有硃砂；舊石器時代，歐洲人也將此明亮的紅色顏料用來裝飾洞穴。
- 我國古代文獻中記載，在秦始皇在世的時候，一些王侯在墓葬中早已使用了灌輸水銀，如葬在山東臨淄縣的齊桓公，其墓中傾水銀為池。這就是說，中國在公元前7世紀或更早已經取得大量汞。另外，在公元前1500年的埃及墳墓中也發現了一小管水銀。
- 根據1973年長沙馬王堆漢墓出土的帛書中的《五十二藥方》，其抄寫年代在秦漢之際，是現已發掘的中國最古醫方，據推測出於戰國時代，其中有四個藥方用到了水銀。另外，汞也曾被西藏人認為是可以癒合骨折，延長壽命，維護健康的良品。古希臘，古埃及和羅馬也認為汞能起到美容的作用。
- 此外，古時西方的鍊金術士們認為水銀是金屬性的化身，具有一切金屬的共同性，是一切金屬的本原。因此東西方的鍊金術士們都對水銀產生了興趣。
- 汞是一種能溶解黃金的液體，古代大規模的用來從河流的沉澱物中提取沙金，被汞溶解的黃金可以由蒸餾掉汞來回收。
- 硃砂在空氣中煅燒即可得到汞，但由於生成的汞易揮發，不易收集，且操作人員還會發生汞中毒，經過不斷的改善，改用密閉方式制汞，有的在密閉的竹筒中，有的在密閉的石柳罐中。
【汞的行業發展】
- 西班牙的汞礦從2500年前開採開始，當時汞礦的開採被西班牙，義大利，斯洛維尼亞等地的汞礦所壟斷。直到19世紀末，新汞礦的出現，這種局面才有所改變。西班牙阿爾馬登礦藏的汞供給給歐洲。在美洲，西班牙征服者在萬卡維利卡開發大量的硃砂礦藏，用以提取黃金。1848年加州淘金熱的礦工使用的汞來自加利福尼亞的新阿爾馬登礦。2003年阿爾馬登礦停止開採。
- 中國汞工業生產，在上個世紀50年代初期主要是接收舊中國遺留下的一些礦山收復生產和擴建。1950至1952年全國各主要汞礦相繼由有關部門接管。貴州省銅仁專署於1950年10月接管了萬山汞礦，1951年3月接管了大洞剌汞礦。湖南省工業廳於1951年元月接管了晃縣汞礦。貴州省都勻公安處於1952年5月接管了丹寨汞礦，務川縣公安局於1952年接管了務川汞礦。這些從礦商或私營合股公司手中接管過來的老礦山是破爛不堪的。國家對這些礦山進行了迅速恢復和擴建。
- 隨著科技的發展，汞逐漸被人廣泛應用於製造科學測量儀器（如氣壓計、溫度計等）、藥物、催化劑、汞蒸氣燈、電極、雷汞等，也用於牙科醫學和化妝品行業。但眾所周知，汞屬於有毒金屬，因此在其廣泛的被應用的過程中，其對人體的危害和對環境的汙染逐漸引起全球高度重視。因此，2013年10月10日，日本率先簽署了《水俁公約》，旨在全球範圍內減低汞（俗稱水銀）排放，以減少汞對環境和人類健康造成的危害。
【汞的替代產品】
- 因水銀對健康有害，人們一直在探索替代物質，並已在很多領域找到替代品。傳統溫度計中的水銀已被一種由鎵、銦及錫所合成的合金所取代，而電子溫度計又逐漸取代了傳統溫度計。隔膜和薄膜電池技術也正在取代氯鹼廠中的水銀電池技術。美國的水銀-鋅電池則被鋰、鎳-鎘和鋅空氣電池所取代，鹼性電池中的汞為銦化合物所取代，乳膠塗料中的水銀殺菌劑也被有機化合物取代。
- 在美國，水銀已不再用於電池及塗料的生產。但一些紐扣式電池、清潔產品、煙花、殺蟲劑、民間藥品、老式鐘錶及美白護膚品和香皂中仍含有水銀。每年，全球的水銀消耗量在2000噸以下，其中約50%為中國所消耗，用於以煤為基礎的氯乙烯單體的生產。
【水銀的遺產】
- 阿爾馬登位於西班牙西南部的卡斯蒂利亞-拉曼恰自治區雷阿爾城省，其汞礦的開採歷史可以追溯到公元前7世紀的，當時有腓尼基人、羅馬人和阿拉伯人在那裡開採硃砂，用作油漆的添色劑和化妝品，但沒有把它看作是汞金屬原料。1600到1620年代，阿爾馬登地區的水銀生產迅速發展，1645年西班牙政府對這裡的汞礦進行直接管理。18世紀時這裡的汞產量繼續提高。20世紀末達到每年1500噸。伊德里亞地區的水銀開採源於1490年，16世紀時這裡的開採量不是很大，但在17世紀中發展迅速。伊德里亞當地以經營水銀的商店和基礎設施聞名，也有礦工們的生活區和劇院。
- 汞是一種自然存在的化學元素，汞元素可以透過火山爆發及地殼的風化被自然的釋放，自然地在生物圈、水圈、大氣圈、和岩石圈間迴圈。大氣中的汞（90%以上為氣態汞）很容易地從一個地區轉移至另一個地區，並自然地沉降於動植物群落之中。汞也是一種有毒化學元素，會毒害人類的神經系統，而工業的發展卻加速了汞的排放和汞在全球範圍內的迴圈，成為全球性的汙染物。關於伊德里亞採礦工人及其家屬中出現的汞中毒症狀，以及其他長期影響，早在15世紀上半葉，瑞士毒物學家帕拉塞爾蘇斯的文獻中就有記載。
- 為此，進入20世紀之後，歐洲各產汞國紛紛關閉了汞礦。但是阿爾馬登和伊德里亞的採汞業，在西班牙和斯洛維尼亞經濟發展中都具有重要意義，因此兩地汞礦的開採一直延續至21世紀。近幾年，兩國政府為保護環境，也先後決定關閉汞礦，同時尋求資助和採取措施以恢復因關閉汞礦而遭受影響的地區，解決關閉汞礦後帶來的重大經濟和社會問題。
汞的性質和汞的化合物
【汞的物理性質】
- 汞是一種金屬元素，俗稱水銀，銀白色液體，在常溫、常壓下唯一以液態形式存在的金屬。熔點-38.87℃，沸點356.6℃，密度13.59克/立方厘米；有恆定的體積膨脹係數，熱膨脹率很大，有良好的導電性，內聚力很強。常溫下蒸發出汞蒸氣，蒸氣有劇毒。天然的汞是汞的七種同位素的混合物。
【汞的化學性質】
- 汞在空氣中穩定，微溶於水，在有空氣存在時溶解度增大，溶於硝酸和熱濃硫酸，能和稀鹽酸作用在其表面產生氯化亞汞膜，但與稀硫酸、鹽酸、鹼都不起作用。能溶解許多金屬包括（金和銀，但不包括鐵），形成合金，合金叫做汞齊。汞具有強烈的親硫性和親銅性，即在常態下，很容易與硫和銅的單質化合並生成穩定化合物，因此在實驗室通常會用硫單質去處理撒漏的水銀。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。其金屬活躍性低於鋅和鎘，且不能從酸溶液中置換出氫。二價汞的含氧酸鹽都是離子化合物，在溶液中完全電離，但其硫化物和鹵化物都是共價化合物，與水、空氣、稀的酸鹼都不起作用。
【汞的化合物】
- 汞的無機化合物
- 汞的無機化合物如硝酸汞(Hg(NO3)2)、昇汞(HgCl2)、甘汞(HgCl)、溴化汞(HgBr2)、砷酸汞(HgAsO4)、硫化汞(HgS)、硫酸汞(HgSO4)、氧化汞(HgO)、氰化汞(Hg(CN)2)等，用於汞化合物的合成，或作為催化劑、顏料、塗料等；有的還作為藥物，口服、過量吸入其粉塵及面板塗布時均可引起中毒。此外，雷汞Hg(CNO)2用於製造雷管等。
- 有機汞化合物
- 分子中含有碳-汞鍵的有機化合物稱為有機汞化合物。有機汞化合物包括二烴基汞R2Hg[如(CH3)2Hg和(C6H5)2Hg等]及鹵化烴基汞RHgX等，有機汞在有機合成中有一定的用途，例如烯烴羥汞化-脫汞反應的中間物就是有機汞化合物；有機汞化合物也用於醫藥（如紅汞）。有機汞化合物的毒性較無機汞（氯化汞口服中毒量為0.5g，致死量1-2g）為大。人經口誤服氯化乙基汞在3mg/kg.bw左右即重度中毒。
【汞的同位素】
- 汞共有7個穩定的同位素，具體資訊如下表所示：
