当前位置: 液体金属 >> 液体金属介绍 >> 水银简史神奇的液态金属汞,汞有什么用
汞之所以特别,是因为它是在常温下,唯一能保持液态的金属元素,其元素符号是Hg,这由它古老又难念的名字演化而来。它过去被称为水银,这是两个希腊单词的结合,意为水和银。汞的密度相当大,这些少量的汞,重量却是惊人的2.5磅。
这比其他金属的密度要大得多,假如我们在其中投入一枚硬币,它会浮在汞之上,汞的熔点和凝固点在零下39℃左右,温度在其之下,它就变成固态。回升到室温就会开始融化,我觉得挺有趣的。汞作为金属,沸点相对来说很低,在℃左右,这使得汞易于蒸馏提纯。最好就不要学着去做实验,太危险了,如果失误,沸腾的汞溢得到处都是,妥妥的就是一场灾难。由于原子之间,强大的金属键结合力,汞的表面张力极强,这里就不深入解释了。极强的表面张力导致汞的表面向内吸引,使其表面积最小化,形成理想的球状。随着汞的增多,这种现象越不明显,因为重力的影响比表面张力大得多,以致水银变扁。
然而随着体积变小,重力的作用也越来越小,最终,表面张力取得主导权。汞在表面张力的作用下,就会成为类球体,因为汞是金属元素,因此也具备导电性。人们利用这一点,可以制作一系列的电路开关,水银开关有多种,但最普遍的也许是倾斜开关,只要倾向正确,汞就会联通电路,能够点亮灯泡等。
汞在自然界中并不以金属单质形式存在,它通常存在于硫化汞中,天然硫化汞又称辰砂或朱砂,硫化汞有两种变体。一种是红的,一种是黑的,红的这种最常见。由于其鲜艳的颜色,过去常被用作颜料,俗称银朱。两种硫化物都可以分解出汞金属,常用方法是焙烧。在高温下,硫化汞会分解出汞元素,提纯后即可收集起来。虽然焙烧冶汞法非常普遍,不过汞也能用化学方法冶炼,硫化汞完全不能溶解于纯水,却能溶解于高浓度的硫化钠碱性溶液中。加入铝箔后,汞就会被析出溶液,析出的汞会沉降在溶液底部,便于收集和清理。
汞还有一个有趣的特性,齐化性。即能与其他金属形成合金,铝的汞齐化最为常见,铝一般被氧化层包围,氧化铝被汞瓦解后,新鲜的铝将暴露在空气中,铝迅速与氧结合。形成新的氧化铝,也就是这些白色金属纤维。铝汞齐中的铝被氧化后,其中富余的汞又能将更多的铝齐化不断循环。即使可见的汞被消耗掉了,还是有一小部分渗入铝中继续将其瓦解,这也是汞被禁止带上飞机的原因。化学上,汞齐化循环常被用于还原反应,少量的汞就能不断还原新鲜的铝,铝被还原后又继续失电子被氧化。然而,金属汞并不是汞齐反应的最佳选择。
我们常用更易溶解的汞盐代替,我曾用汞齐反应制取1-辛烯-3-醇,这是一种昆虫引诱剂,汞齐反应也被应用于其他化学反应。其中有些是违法的,比如制作安非他命,除铝汞齐以外,汞齐反应的应用范围很广。常用于黄金提纯,或用作牙齿填充剂。无论如何,汞金属并不十分危险,这主要是因为,汞不能被皮肤很好地吸收,而且汞也不是特别活泼,它们已经或者将在未来被摒弃。