水银是一种闪亮的银色的液态金属,学名叫做汞。它是元素周期表上的第80号元素,原子量为200.59,元素符号为Hg。水银是一种非常稀有的元素,也是一种很有趣的元素。
水银是唯一一种在常温常压下是液态的金属,也是在标准条件下为液态的两种元素之一,另一种是卤素溴(Br)。其他的金属,比如铷(Rb)、铯(Cs)和镓(Ga),都是在稍高于室内温度的温度下才会融化。
水银的现代元素符号Hg是‘hydrargyrum’的缩写,这一个名字来自希腊语的“水”(hydr-)和“银”(argyros)。巧合的是,其中文名字“水银”也是同样的意思。而水银的英文名字mercury是来自罗马神话中的墨丘利神的名字,他是商业、旅行和速度的神,因为水银的流动性很高,所以被用来命名这个元素。
水银在地壳中的含量非常低,只有大约0.05ppm(体积密度),主要是以辰砂(硫化汞)的形式存在。辰砂是一种红色的矿物,是制作朱砂(红色颜料)的原料。
水银是一种很稳定的元素,它几乎不和酸反应,除了硝酸和热的浓硫酸。但是水银和铝(飞机上常见的金属)的反应非常剧烈。当水银和铝形成汞齐(水银合金)时,会破坏铝的氧化层,使铝的腐蚀速度加快,就像铁生锈一样。因此,水银通常不被允许在飞机上携带。
水银的凝固点(-38.8°C)和沸点(356°C)之间的温差比所有的金属都小。水银的密度为13.59克/立方厘米,有恒定的体积线胀系数,热膨胀率很大,有良好的导电性和导热性。
水银可以和其他金属形成一种叫做汞齐的合金,这种合金的特点是含汞少时是固体,含汞多时是液体,还能够改变其他金属的性质。例如,水银可以和金属钠形成汞齐,用来制造氯气和氢氧化钠,这是一种重要的化工工艺。
水银虽然有很多用途,但它也是一种有毒的物质,对人体有很大的危害。水银能够最终靠呼吸、皮肤或食物进入人体,然后在体内积累,影响神经系统、消化系统、呼吸系统、免疫系统等,导致头痛、失眠、记忆力下降、肌肉颤抖、口腔溃疡、肾脏损伤等症状。
水银在自然界中能够最终靠不同的途径进行循环,进而影响全球的环境和生态。水银可以从火山、地热、海水等自然来源释放到大气中,也可以从人类的活动,如燃煤、开采、废弃物处理等释放到大气中。水银在大气中可以以气态或颗粒态存在,随着风和雨的运动,可以远距离的传输,最终沉降到陆地或海洋中。水银在陆地或海洋中可以被微生物转化为一种更有毒的形式,叫做甲基汞,这种物质能够最终靠食物链进入动植物的体内,造成生物的中毒和累积。
水银可拿来制作温度计,因为它有着独特的物理性质。水银的熔点是-38.8°C,沸点是356°C,这个范围比水要大得多,所以水银可拿来测量更高或更低的温度。水银的膨胀系数也很大,意思是它的体积随着温度的变化而变化很明显,所以水银可拿来制作很精确的温度计。
水银虽然有毒,但在古代,人们却认为它有治疗疾病的功效,所以把它用在了医学上。水银可以杀死一些细菌和寄生虫,所以它曾经被用来治疗梅毒、疟疾、皮肤病等。水银甚至被认为能延续寿命,所以它曾经被用来制作长生不老药。